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摘要：本文主要讲述了在桥梁施工中的大桥钻孔灌注桩基础施工为例，从测量放线、护筒埋设、钻机就位、泥浆护壁、钻孔、清孔、钢筋笼制作及安放和水下混凝土浇注等角度，论述了其施工工艺以及施工中容易发生的质量问题及防治处理措施。
关键词：水下混凝土浇注；封底失败；断桩；缩颈
前言
当前桥梁工程日益增多，在桥梁施工中采用桩基础的工程也越来越多，在桩基础类型中钻孔灌注桩由于其施工方便、占地面积小和对临近建筑物干扰小等特点而被广泛采用，但由于桩基础工程施工隐蔽性较大，施工中容易发生质量问题而影响工程质量，因此在钻孔灌注桩施工过程中应从成孔、混凝土浇注等工艺进行质量控制，方可保证其施工质量，实现其经济和社会效益。
1 工程概况
某大桥，其左幅桥长567m，右幅桥长571m，桥梁上部采用先简支后结构连续预应力混凝土T型梁，下部结构一字台部分采用浅基础；柱式台采用桩基础；单柱薄壁墩采用桩基础。该桥梁所在地区地层上部为第四系亚粘土、含碎石亚粘±、砂砾、乱石，底部为玄武岩、花岗岩和灰绿岩岩脉，该地区标准冻深为lm，桥位区地下水位埋深1．5～5m，地下水类型为上层滞水、潜水，其主要赋存于块石、卵石内。此地质类型适合钻孔灌注桩施工，钻孔方法为实心梅花钻钻孔，泥浆护壁，桩基 昆凝土为水下灌注，钻孔桩桩径为1．5m，其相邻四根桩组成一个基础，四根桩中心间距均为3m，该种施工工艺设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实，且稳定，施工过程中坍孔少，不受施工场地限制，因此被广泛采用。但该工艺掏泥渣较为费工费时，成孔速度较慢，并且生成的泥渣对环境造成污染，同时孔底泥渣不宜掏尽而容易导致成桩的承载力不够。
2 施工工艺及质量控制
2．1 施工工序安排
本桥桩基共88根。为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕，并达到2．5MPa抗压强度后，才能开钻，以免影响邻桩混凝土质量。在满足此条件下，为加快完成钻孔工作，采用5台钻机同时作业，每台钻机可在两桥墩问往返施工。
2．2 测量放线
施工前应对桥梁中线、水准点等进行复合检查和补充，并按照精度要求放出桥墩承台的四角位置，确定好后用灰土或山皮土填筑钻机作业平台，并要求平台高出地面0．5m，在承台四周高出2．Om以上部位准确定出桩位。
2．3 护筒埋设
待桩位测量放样后则进行护筒埋设，护筒的作用是保持孔口稳定和定位，护筒埋设质量控制要点是保证位置准确和埋设牢固可靠。埋设采用挖坑与锤击打人相结合的方法，由于采用挖坑法在施工过程中周边回填土在钻孔过程中易出现坍孔现象，孔口稳定性较差，但若护筒较大则采用锤击法较为困难，因而采用挖坑与锤击法相结合的方法。挖孔时应以桩心为中心挖土，并保证护筒中心与桩中心位于同一垂线上，护筒埋设完毕后应将桩心点反引到护筒上，并在护筒上做好标记，并记录桩中心至标记的距离以便于在施工中作为检查参数。最后应将护筒四周用粘土回填夯实以防止翻砂和漏浆，并保证将排浆洞口对准泥浆沉泥池方向。采用钢护筒，其壁厚在6mm以上，护筒内径比桩径大0．2—0．4m，护筒高出地面0．3 ln，埋置深度在2—4m，护筒埋设的水平偏差不可超过5cm，其竖直倾斜度不超过1％。施工前应先在护筒的四个方向对称设置定位钢筋，其目的是检测后期钢筋笼是否偏位。
2．4 钻孔施工
钻孔施工采用实心梅花冲击钻头，其上下往复冲击过程中将岩土破碎成孔，碎渣随泥浆排人泥浆池。护壁泥浆采用粘土和水拌和而成，必要时掺人一定比例的外加剂，使制备的泥浆满足以下指标：比重1．2—1．4，粘度16～22Pa．S，含砂率≤4％ ，胶体率I>95％。一般可在一旁设置制浆池、沉淀池，并用循环槽连接，制浆池的尺寸可以根据桩径和桩长来确定。钻孔过程应及时填写钻孔记录，并在土层变化处捞取渣样，判明地质情况并与设计地质剖面进行核对，如发现与设计不符时，应及时向有关部门汇报及时处理。钻孔深度达到设计要求后应及时进行清孔。清孔时孔内水位应保持在地下水位以上1．5— 2m，以防坍孔。清孔時应将附着于护筒内壁泥浆清洗干净，并将孔底钻渣、泥砂、沉淀物清除。清孔后沉淀物厚度应符合设计要求，不得用加深孔底深度代替清孔。灌注水下混凝土前，必须进行二次清孔，检测孔底沉淀厚度符合要求后方可进行混凝土灌注。
2．5 钢筋笼制作及吊装
钢筋笼在钢筋加工区制作完毕后运至孔边，在混凝土灌注前放人孔内。为保证钢筋笼中心与钻孔中心重合及钢筋笼有足够的保护层厚度，应沿钢筋笼纵向每隔2m焊接一组定位钢筋，一组4根；钢筋笼用吊车吊放人孔，吊放时应平衡、垂直以防止倾斜摩擦孔口和孔壁，吊放完成后应对其牢固定位以防止浇注时产生变形或移位，并在顶面采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。
2．6 水下混凝土浇注
钢筋笼及导管安放完成后应再次检查孔底沉淀厚度，符合要求后应立即进行水下混凝土灌注。混凝土坍落度控制在18—22em问，水泥用量不宜小于350kg／m ，混凝土粗骨料粒径不应大于导管内径的1／8—1／6和钢筋最小净距的1／4，所用混凝土含砂率宜于40％ ～50％范围内，水灰比宜采用0．5～0．6。钢导管内径一般为200—350mm，用装有垫圈的法兰盘接管，并应做水密、承压和接头抗拉试验。导管上口接漏斗，在漏斗口设隔水栓以将混凝土与导管内水隔离，并在漏斗内存备足够数量的混凝土后方可放开隔水栓使存备的混凝土同隔水栓同时下落便于将导管内的水全部压出，导管底部至孔底应留有250～400 mm的空间。首批灌注混凝土的数量应能使导管初埋深度≥1m和填充导管底部的间隙，在整个灌注过程出料口应埋人混凝土不少于2m且不大于6m，混凝土应连续灌注不得间断，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。当灌注至距桩顶标高8～lOm时应调小坍落度，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。整个浇注过程中应随时检查导管的埋置深度，并将浇注实际上升值与理论值对比以防由于护孔而形成导管拔出混凝土面致使断桩或夹渣事故的出现，施工中应保证每次向导管投料后都应“翻浆”，否则应上下移动导管防止堵塞，灌注桩顶高程比设计高0．5～lm，多余部分应在接桩前凿除以保证混凝土强度，桩头应无松散层。
3 施工质量问题成因分析及控制
3．1 封底失败处理
在进行灌注过程中若发生封底失败现象，应立即停止混凝土灌注，并及时对孔内已经灌注的混凝土进行清理。对于桩孔底部地层稳定性较好的可以用在导管内安装高压风管进行二次清孔，将已灌注的混凝土清理干净后重新开始水下混凝土灌注；对于地层稳定性差或高压清孔效果不明显的，则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高并检查合格后再进行水下混凝土灌注。
3．2 断桩成因及处理
断桩形成原因：在进行封底时，若导管底端距孔底过大，混凝土在下落过程中被泥浆稀释，使水灰比增大，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的}昆凝土填充形成断桩；混凝土灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注困难，甚至造成混凝土导管不能上拔，引发断桩；人工配料随意性大，造成混凝土配合比在执行过程中误差大，使坍落度波动大。坍落度过大会产生离析，使粗骨料相互挤压阻塞导管。坍落度过小或灌注时间过长，混凝土的初凝时问缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管，造成断桩。
处理措施：
(1)原位复桩。在施工过程中若发生断桩现象，并采用彻底清理后，最好的解决方法是在原桩位重新浇注新桩。该方法效果好，但施工难度大、费用高。
(2)接桩。发生断桩事故后为确保工程质量，应立即停止混凝土浇注并提前拔出导管。及时对桩进行声测确定好混凝土的部位，然后将上部重新进行开挖并进行护壁加固施工，在挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孔桩混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
3．3 缩颈成因及处理
在钻孔过程中由于钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等则容易产生缩孔现象。处理措施：在施工过程中要经常检查钻具尺寸，及时修补磨损钻头、补焊或更换钻齿。有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，或在导正器外侧焊接一定数量的合金切片，在钻进或起钻时起到扫孔作用；发生缩孔时，可使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔的方法来扩大孔径，也可重新加大钻头尺寸再进行二次钻孑L；钻孔时要加快成孔速度，灌注中拔管不宜过快，混凝土量不宜太少，和易性要好，使混凝土出管时扩散好，应经常测定混凝土下落情况，发现问题及时纠正。
4 结语
钻孔灌注桩施工应从事前和事中进行动态控制，并应准备充分，施工得当才能防止灌注桩出现质量问题，才能充分发挥其经济、承载力等方面优点。
关键词：水下混凝土浇注；封底失败；断桩；缩颈
前言
当前桥梁工程日益增多，在桥梁施工中采用桩基础的工程也越来越多，在桩基础类型中钻孔灌注桩由于其施工方便、占地面积小和对临近建筑物干扰小等特点而被广泛采用，但由于桩基础工程施工隐蔽性较大，施工中容易发生质量问题而影响工程质量，因此在钻孔灌注桩施工过程中应从成孔、混凝土浇注等工艺进行质量控制，方可保证其施工质量，实现其经济和社会效益。
1 工程概况
某大桥，其左幅桥长567m，右幅桥长571m，桥梁上部采用先简支后结构连续预应力混凝土T型梁，下部结构一字台部分采用浅基础；柱式台采用桩基础；单柱薄壁墩采用桩基础。该桥梁所在地区地层上部为第四系亚粘土、含碎石亚粘±、砂砾、乱石，底部为玄武岩、花岗岩和灰绿岩岩脉，该地区标准冻深为lm，桥位区地下水位埋深1．5～5m，地下水类型为上层滞水、潜水，其主要赋存于块石、卵石内。此地质类型适合钻孔灌注桩施工，钻孔方法为实心梅花钻钻孔，泥浆护壁，桩基 昆凝土为水下灌注，钻孔桩桩径为1．5m，其相邻四根桩组成一个基础，四根桩中心间距均为3m，该种施工工艺设备构造简单，适用范围广，操作方便，所成孔壁较坚实，且稳定，施工过程中坍孔少，不受施工场地限制，因此被广泛采用。但该工艺掏泥渣较为费工费时，成孔速度较慢，并且生成的泥渣对环境造成污染，同时孔底泥渣不宜掏尽而容易导致成桩的承载力不够。
2 施工工艺及质量控制
2．1 施工工序安排
本桥桩基共88根。为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌注混凝土的凝固，应待邻孔混凝土灌注完毕，并达到2．5MPa抗压强度后，才能开钻，以免影响邻桩混凝土质量。在满足此条件下，为加快完成钻孔工作，采用5台钻机同时作业，每台钻机可在两桥墩问往返施工。
2．2 测量放线
施工前应对桥梁中线、水准点等进行复合检查和补充，并按照精度要求放出桥墩承台的四角位置，确定好后用灰土或山皮土填筑钻机作业平台，并要求平台高出地面0．5m，在承台四周高出2．Om以上部位准确定出桩位。
2．3 护筒埋设
待桩位测量放样后则进行护筒埋设，护筒的作用是保持孔口稳定和定位，护筒埋设质量控制要点是保证位置准确和埋设牢固可靠。埋设采用挖坑与锤击打人相结合的方法，由于采用挖坑法在施工过程中周边回填土在钻孔过程中易出现坍孔现象，孔口稳定性较差，但若护筒较大则采用锤击法较为困难，因而采用挖坑与锤击法相结合的方法。挖孔时应以桩心为中心挖土，并保证护筒中心与桩中心位于同一垂线上，护筒埋设完毕后应将桩心点反引到护筒上，并在护筒上做好标记，并记录桩中心至标记的距离以便于在施工中作为检查参数。最后应将护筒四周用粘土回填夯实以防止翻砂和漏浆，并保证将排浆洞口对准泥浆沉泥池方向。采用钢护筒，其壁厚在6mm以上，护筒内径比桩径大0．2—0．4m，护筒高出地面0．3 ln，埋置深度在2—4m，护筒埋设的水平偏差不可超过5cm，其竖直倾斜度不超过1％。施工前应先在护筒的四个方向对称设置定位钢筋，其目的是检测后期钢筋笼是否偏位。
2．4 钻孔施工
钻孔施工采用实心梅花冲击钻头，其上下往复冲击过程中将岩土破碎成孔，碎渣随泥浆排人泥浆池。护壁泥浆采用粘土和水拌和而成，必要时掺人一定比例的外加剂，使制备的泥浆满足以下指标：比重1．2—1．4，粘度16～22Pa．S，含砂率≤4％ ，胶体率I>95％。一般可在一旁设置制浆池、沉淀池，并用循环槽连接，制浆池的尺寸可以根据桩径和桩长来确定。钻孔过程应及时填写钻孔记录，并在土层变化处捞取渣样，判明地质情况并与设计地质剖面进行核对，如发现与设计不符时，应及时向有关部门汇报及时处理。钻孔深度达到设计要求后应及时进行清孔。清孔时孔内水位应保持在地下水位以上1．5— 2m，以防坍孔。清孔時应将附着于护筒内壁泥浆清洗干净，并将孔底钻渣、泥砂、沉淀物清除。清孔后沉淀物厚度应符合设计要求，不得用加深孔底深度代替清孔。灌注水下混凝土前，必须进行二次清孔，检测孔底沉淀厚度符合要求后方可进行混凝土灌注。
2．5 钢筋笼制作及吊装
钢筋笼在钢筋加工区制作完毕后运至孔边，在混凝土灌注前放人孔内。为保证钢筋笼中心与钻孔中心重合及钢筋笼有足够的保护层厚度，应沿钢筋笼纵向每隔2m焊接一组定位钢筋，一组4根；钢筋笼用吊车吊放人孔，吊放时应平衡、垂直以防止倾斜摩擦孔口和孔壁，吊放完成后应对其牢固定位以防止浇注时产生变形或移位，并在顶面采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。
2．6 水下混凝土浇注
钢筋笼及导管安放完成后应再次检查孔底沉淀厚度，符合要求后应立即进行水下混凝土灌注。混凝土坍落度控制在18—22em问，水泥用量不宜小于350kg／m ，混凝土粗骨料粒径不应大于导管内径的1／8—1／6和钢筋最小净距的1／4，所用混凝土含砂率宜于40％ ～50％范围内，水灰比宜采用0．5～0．6。钢导管内径一般为200—350mm，用装有垫圈的法兰盘接管，并应做水密、承压和接头抗拉试验。导管上口接漏斗，在漏斗口设隔水栓以将混凝土与导管内水隔离，并在漏斗内存备足够数量的混凝土后方可放开隔水栓使存备的混凝土同隔水栓同时下落便于将导管内的水全部压出，导管底部至孔底应留有250～400 mm的空间。首批灌注混凝土的数量应能使导管初埋深度≥1m和填充导管底部的间隙，在整个灌注过程出料口应埋人混凝土不少于2m且不大于6m，混凝土应连续灌注不得间断，灌注时间不得长于首批混凝土初凝时间。当灌注至距桩顶标高8～lOm时应调小坍落度，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。整个浇注过程中应随时检查导管的埋置深度，并将浇注实际上升值与理论值对比以防由于护孔而形成导管拔出混凝土面致使断桩或夹渣事故的出现，施工中应保证每次向导管投料后都应“翻浆”，否则应上下移动导管防止堵塞，灌注桩顶高程比设计高0．5～lm，多余部分应在接桩前凿除以保证混凝土强度，桩头应无松散层。
3 施工质量问题成因分析及控制
3．1 封底失败处理
在进行灌注过程中若发生封底失败现象，应立即停止混凝土灌注，并及时对孔内已经灌注的混凝土进行清理。对于桩孔底部地层稳定性较好的可以用在导管内安装高压风管进行二次清孔，将已灌注的混凝土清理干净后重新开始水下混凝土灌注；对于地层稳定性差或高压清孔效果不明显的，则应及时拆除导管、拔除钢筋笼，将钻机安装到位，将未灌注混凝土部分钻孔回填，待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土，达到孔底设计标高并检查合格后再进行水下混凝土灌注。
3．2 断桩成因及处理
断桩形成原因：在进行封底时，若导管底端距孔底过大，混凝土在下落过程中被泥浆稀释，使水灰比增大，形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的}昆凝土填充形成断桩；混凝土灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注困难，甚至造成混凝土导管不能上拔，引发断桩；人工配料随意性大，造成混凝土配合比在执行过程中误差大，使坍落度波动大。坍落度过大会产生离析，使粗骨料相互挤压阻塞导管。坍落度过小或灌注时间过长，混凝土的初凝时问缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管，造成断桩。
处理措施：
(1)原位复桩。在施工过程中若发生断桩现象，并采用彻底清理后，最好的解决方法是在原桩位重新浇注新桩。该方法效果好，但施工难度大、费用高。
(2)接桩。发生断桩事故后为确保工程质量，应立即停止混凝土浇注并提前拔出导管。及时对桩进行声测确定好混凝土的部位，然后将上部重新进行开挖并进行护壁加固施工，在挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孔桩混凝土施工方法进行混凝土的浇注。
3．3 缩颈成因及处理
在钻孔过程中由于钻锥焊补不及时，严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等则容易产生缩孔现象。处理措施：在施工过程中要经常检查钻具尺寸，及时修补磨损钻头、补焊或更换钻齿。有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，或在导正器外侧焊接一定数量的合金切片，在钻进或起钻时起到扫孔作用；发生缩孔时，可使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔的方法来扩大孔径，也可重新加大钻头尺寸再进行二次钻孑L；钻孔时要加快成孔速度，灌注中拔管不宜过快，混凝土量不宜太少，和易性要好，使混凝土出管时扩散好，应经常测定混凝土下落情况，发现问题及时纠正。
4 结语
钻孔灌注桩施工应从事前和事中进行动态控制，并应准备充分，施工得当才能防止灌注桩出现质量问题，才能充分发挥其经济、承载力等方面优点。