中交一公局第六工程有限公司 天津市 300451
摘要：随着我国工程建设事业的蓬勃发展，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口等工程中大量采用桩基础，桩基已成为工程中重要的基础形式，在所有桩基类型中，灌注桩应用最为普遍，其中尤以钻孔灌注桩为主。水下灌注桩由于其安全性高，受地质影响小，在现在的建设中应用越来越广泛。桩基是整座桥梁的基础，因此，水下灌注混凝土将十分重要。本文从灌注桩施工过程控制的要点和注意事项，以及混凝土灌注桩在施工过程中的常见问题等方面进行了阐述。
关键词：水下灌注桩；旋挖钻孔
在以往的桥梁桩基础施工中，人工挖孔桩具有机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆派排出，对周围环境及建筑物影响小，施工质量可靠，可全面展开施工，缩短工期，造价低等优点，因此得到广泛运用。但是人工挖孔桩劳动强度较大，单桩施工速度慢，更重要的是安全性差，在开挖的过程中容易出现伤亡等重大事故。另外在遇到地下水和复杂底层的时候，尽管采取很多措施，但是成孔危险性仍然很大。但水下灌注桩是机器成孔，单桩速度快，受地质条件影响较小，更重要的是其成孔安全性高，不会出现伤亡事故隐患。所以越来越多的应用到了现在都市的桥梁建设中来。
一般水下灌注桩成孔所用钻机有冲击钻，正循环钻，反循环钻，旋挖钻等，各种设备成孔各有利弊，在施工中根据地质情况和周围环境而定。其中旋挖钻机的利用比较多，其成孔速度较快，移动方便，不用考虑大功率用电，现以其为例来谈谈水下桩的成孔和常遇到的一些问题。
钻孔灌注桩施工过程主要可分为成孔阶段、清孔阶段、水下混凝土灌注阶段等三大阶段。具体工序如下：钻孔——成孔检测——清孔——钢筋笼安装——导管安装及二次清孔——混凝土灌注。
1、现在我们说说钻孔施工中几个常见的问题
1.1 挖孔
我部陈家坡中桥桩基孔径都为1.5m，桩长15m，因工期紧，且其地质条件较好，大部分桩基都在岩层中，且有一条小河从桥底穿过，地下水较丰富，故采取旋挖钻进行钻孔，未用护筒，未做泥浆护壁，且水下灌注。为保证桩位准确，方案确定为先在原地面做一米的护壁，且孔径比桩基孔径大20cm，在护壁顶放线以保证孔位准确。旋挖钻施工时前，先按照已放好的线拉出一条十字线，确定桩基的中心点，再由旋挖钻的钻头中心点对准十字线中心点，同时在旋挖钻周围应开辟一个弃土范围，若不得已把土弃在旁边施工便道上，则应同时保证有一台挖掘机把土甩到便道以外，灌完桩后再运至弃土场，确保文明施工。对准点后即可开挖。
1.2 缩颈
缩颈就是孔径小于设计孔径，一般不宜发现，所以尽量在施工过程中采取措施避免缩颈，缩孔是由于钻锥磨损过甚，焊补不及时或因地层中有软塑土，遇水膨胀后使孔径缩小。成孔达到设计标高后，将钻头提起，更换扩孔钻头，将钻头通过钻杆连接后，放到孔底位置，在主导钻杆上标示扩孔前位置及扩孔所需位移值后，然后将钻具上移提升，开钻孔开始扩孔。在扩孔过程中，扩孔底控制主要控制转速、行程、钻具的牢固性。钻速控制主要通过控制钻机的速度。由于扩孔钻头的刀具切削面随钻头的扩展加大，其作用荷载也增大，为确保钻头不变形，故要求匀速钻进，并逐渐放下钻杆，确保钻进位移的稳定，达到扩孔效果。行程控制是控制钻头主轴滑道，以达到扩孔的目的。因此，不同的扩孔桩径，所使用的钻头不同，其位移值也不同。因此，在扩孔过程中，必须严格记录行程数值，确保扩孔达到设计要求。
1.3 钻孔偏斜
钻孔偏斜就是成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲或错位。引起钻孔偏斜的原因有两个：钻机不稳或钻杆不垂直，钻进过程中，遇到障碍物，使得钻头偏向一侧。钻孔偏斜还有可能使得钢筋笼下不去。旋挖钻机一般不会出现这种情况，因为它安装有导正装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆还有若钻孔时并不是从桥头到桥尾依次开钻，旋挖钻会在做好的护壁之间走来走去，则在钻孔之前应先复测一下桩位，确保不会偏位。
1.4 沉渣过多
钻机成孔后测量沉渣含量过多，不符合设计要求。钻孔后应及时清孔。若下完钢筋笼后有掉落土块，则需要二次清孔，因陈家坡大桥桩孔都不长，可把水抽干后由人工进行二次清孔，并尽量缩短成孔到灌注的时间。
2、水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节
水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注，将孔内水置换出来，成为混凝土桩;浇注过程中，应及时掌握孔内混凝土面上升的高度及导管插入深度，测定每个混凝土面位置应取两个以上的测点，测绳受拉伸、湿度等因素影响，所标长度变化较大，须经常校正。浇注混凝土必须连续进行，否则先浇灌进去的混凝土达到初凝，将阻止后浇灌的混凝土从导管中流出。施工中，混凝土浇注速度应尽可能地快一些，终止浇注混凝土前，须确定混凝土面真实高度，以见混凝土中粗骨料为准。灌注前应先计算首批混凝土量，此工程式在《公路桥涵施工技术规范》都有叙述，在此不在多说。有时因料斗不够大，可在第一斗提球放完之前，继续向里放混凝土即可，但必须保证导管首次埋置深度1.0m以上。
对于诱发灌注事故的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。水下浇注混凝土经常遇到的几个工程事故原因预防及处理：
2.1 初灌未封底：桩底沉渣量过大，使初灌不能正常反浆，或导管距孔底太远，初灌量不够没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查，采用正确的测绳与测锤;一次清孔后，不符合要求时，要采取措施：如延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、大小而定，一般为0.3-0.5m。
2.2 导管堵塞：灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，水中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管，尽可能提高混凝土浇注速度，开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服水的阻力。快速连续浇注，使砼和水一直保持流动状态，可防导管堵塞;浇注混凝土过程中，应匀速向导管料斗内灌注，如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出，可能导致堵管，若管内空气从导管底端排出，可能带动导管拔出混凝土面。
2.3 导管漏水：导管使用前须做密封试验，灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管内混凝土超出漏水处。
2.4 导管拔出混凝土面：导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下提振法，使混凝土强行流出，但如果此时导管埋深很少，极易提漏。b.在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏。灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失误，并做好拆管记录，随时核对。如误将导管拔出混凝土面，必须及时处理。当孔内混凝土面距设计桩顶标高不大时，可把水抽干后，把混凝土面上的一层泥清除，拔出导管，进行接桩。
2.5 导管被混凝土埋住、卡死：在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内水位来决定，一般情况下，以2～6m为宜。
3、结语
目前所有24根桩基已全部成功灌注且质量符合设计要求
参考文献
[1]《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50---2011.
[2]《桥梁施工工程师手册》.
论文作者:路延龙,李华
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/20
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