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1、桥梁桩基础的钻孔灌注桩施工技术摘要：钻孔灌注桩是采用不同的钻孔（或挖孔）方法，在土中形成一定直径的井孔，达到设计标高后，将钢筋笼放到井孔内，再灌注混凝土。其适用范围广，可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的。本文详细介绍其施工技术，供工程施工借鉴。关键词：桥梁；钻孔灌注桩；施工技术；0前言此次本人在实习单位所实践的XXXXX基础施工的主要工程概况及地质情况： K1+483.731主线桥桥梁起点桩号为K0+863.262，终点桩号为K2+104. 20，桥梁设计角度为900（路线前进方向右偏角）。该桥桥跨组成为（222.47922.480）（355540.3）（221.042+
2、21.041）（424）（253825）（226.51726.516）（427）（525）（22.45322.44）2（526.2）（525）米，桥梁全长：1240.938米。第一第十一联桥梁上部结构采用预应力混凝土连续箱梁；第十二联上部结构采用预应力混凝土装配式T梁；下部结构采用桩基础，柱式墩，肋式桥台。K1+483.731主线桥平面位于直线上，纵断面位于i1=0.3%、i2=1.6%、R=30000米的竖曲线内。该桥左半幅第一联第二联、第四联第九联、右半幅第二联、第四联第六联、第十一联、第十二联全幅为标准路基宽度；其余桥宽变宽。桥址区地貌类型属第四系的残坡积层、冲洪积层、淤积层，岩性以卵石
3、、粘土、粉细沙为主；其下伏基岩为第三系紫红色、棕色沙岩、砾岩及下古生界沙质板岩、泥质板岩、板岩、细沙岩，岩层厚度较大，分布范围比较广，桥址土质情况为：3-5米 亚砂土5-8米 亚粘土8-12米 亚砂土12米 以下 卵石针对上述情况，采用钢板护筒护孔，GPS15型、GPS20型、正循环钻机钻进成孔、R622HD型旋挖钻机、，为保证孔壁的稳定，配置高级泥浆，小钻压缓慢稳速钻进。1 钻孔灌注桩施工特点（1）、施工时基本无噪音、无振动、无地面隆起或侧移，因此对环境和周边建筑物危害小；（2）、大直径钻孔灌注桩直径大、入土深； （3）、对于桩穿透的图层可以在空中作原位测试，以检测土层的性质； （4）、扩底
4、钻孔灌注桩能更好地发挥桩端承载力；（5）、经常设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构形式；（6）、钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小；（7）、某些利用“挤扩支盘”钻孔灌注桩可以有效减少桩径和桩长，提高桩的承载力，减少沉降量；（8）、可以穿越各种土层，更可以嵌入基岩，这是别的桩型很难做到的；（9）、施工设备简单轻便，能在较低的净空条件下设桩；（10）、钻孔灌注桩在施工中，影响成桩质量的因素较多，质量不够稳定，有时候会发生缩径、桩身局部夹泥等现象，桩侧阻力和桩端阻力的发挥会随着工艺而变化，且又在较大程度上受施工操作影响；2钻孔灌注桩施工工艺流程及主要工序 2.1 钻孔灌注桩施工工艺流程 放
5、粗样清表精放样投压外护筒钻机就位对中开钻(钻进、成孔、清孔) 下钢筋笼(带下内护筒) 填土袋于内外护筒之间下导管(二次清孔) 砼浇筑2.2 钻孔灌注桩主要工序2.2.1测量放样 为保证桩位的准确，测量仪器采用全站仪，坐标法放样。主机架设在距桥位较近且通视条件较好的导线点上，瞄准架设在另外一个导线点上的棱镜作为基边，输入需放样桩位的坐标，根据偏角和距离，把桩位放在实地。放样的点位用木桩标识，并在可靠位置设置护桩，专人保护。（如图1） 方木 钻机 地基 护筒 图1现场示意图 2.2.2平整场地旱地：清除杂物，换除软土，夯打密实，为避免地基产生不均匀沉陷而使钻机倾斜，钻机底座应置于方木支撑上。水中：
6、场地为浅水时，可采用筑岛法施工，填土必须压实，其余同旱地情况。2.2.3埋设护筒旱地或浅水处：护筒顶顶端的泥浆溢出口标高高出地下水位1.5米以上且高出地面0.3米以上。护筒采用8毫米钢板制作，护筒内径大于桩径25厘米。2.2.4机具、人员、材料准备开钻之前，必须完成人员组织，所有人员的分工、职责明确，保证人员的技术力量都满足施工需要；所用到的黄砂、碎石、水泥备料充足并检验合格；机具齐全并保持良好的性能状态，主要设备如发电机、搅拌机等有备用量，易损件有充足的储备量。2.2.5泥浆制作本段内优质粘土不充足，外运膨润土制作优质泥浆。（如表1）表1泥浆性能指标 项目相对密度粘度（s）静切力（pa）含砂
7、率（%）酸碱度（PH）胶体率数值1.10-1.2018-2412.54%8-1195注：适用于松散易坍地层、孔深65米，孔径1.2米2.2.6钻进成孔2.2.6.1循环钻机钻孔钻孔采用正循环钻进工艺。由泥浆泵管与钻杆上部接通，泥浆通过钻杆中心压至钻头底部边冲刷边旋转切削，把泥块搅拌成泥浆向孔外溢出，如此不断循环。在成孔施工中，通过钻压、转速、泥浆指标等参数的调节来控制钻进成孔速度、防止孔斜、缩径等现象的产生，同时利用孔内泥浆的压力来平衡孔壁压力和水压力，起到护壁作用。淤泥质土层及砂土层，为防止坍孔可用稠泥浆护壁，即适当减少钻进泥浆的比重和粘度。目的是使孔壁达到基本稳定，不出现缩径和大量超径。成
8、孔完毕后，首先自检孔深、孔位偏差，及时通知监理工程师验孔；下钢筋笼前，用孔规检测孔径、倾斜度等指标。水中桩用泥浆泵抽护筒中泥浆以保证泥浆循环。2.2.6.2冲击钻机成孔待护筒埋压好后，移动钻机就位。就位后，应检查钻机底座的平稳性以及架顶起重滑车缘、固定三角架及桩中心是否在同一直线上，并测出平台标高以作为检测孔深的控制点。2.2.6.3旋挖机（1）钻孔：旋挖钻机行走就位，将钻盘中心对准桩中心，调平钻盘后，通过转盘提供的扭矩将一设有伸缩式钻杆的钻斗压入土中，钻斗底门上装有斜向斗齿用来切削土休体。（2）钻孔顺序：顺桥向从24号桥台往41号桥台方向；横桥向为减小对已成孔的影响，故采用间隔钻，（顺序如图
9、2）横 桥 向 （圆圈内数字为钻孔顺序） 图2钻孔顺序示意图（3）旋挖钻机的工作原理：是由全液压的动力头产生扭矩，并由安装在钻架上的液压油缸提供钻压力，这两部分通过伸缩式钻杆传递至钻头，钻下的钻渣充入底部设有活络挡板的钻斗，由主卷扬提拔出孔外。（4）旋挖钻机钻进过程中常见的质量问题和处理方法：旋挖钻机钻进过程中主要防止塌孔现象，尤其在粉砂层及砂卵层中重点控制。由于旋挖钻机成孔速度过快，平均1个小时可钻进1015m，如果混凝土灌注不能及时进行，就很容易造成坍孔，因此，钻进时做到勤观察、勤记录，发现异常情况，应及时分析原因，并采取相应的处理措施。以下是常见的质量问题和处理方法：（1） 塌孔 主要原
10、因由于旋挖钻孔不存在泥浆循环,护壁较薄,加之泥浆比重不稳定;添加稳定液的塑料管口直接对着土层冲刷。 处理措施严格控制稳定液的重量配合比,确保计量准确,误差在规定范围内。改正添加稳定液的方法,使其管口直对护筒壁添加。 （2）钢筋笼变形 主要原因钢筋笼较细长,钢筋塑性变形所致。 处理措施利用彬木杆加固。 2.2.7 清孔钻孔深度达到设计标高后，经监理工程师对孔深、孔径验收合格符合下表要求后方可进行清孔。清孔采用抽渣换浆清孔法进行，但应换用相对密度较低的泥浆，以把钻孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出；当含砂率较高时，应当加大泥浆浓度并利用储浆池和过滤池抽换孔内浆体，即泥浆经过过滤池后至储浆池循环
11、使用并根据含砂率情况逐步调整泥浆的相对密度进行循环抽渣换浆，从而使泥浆各种指标参数达到规范要求为止。水中钻孔过程中，储浆池将设在水中工作平台上，每墩位左右幅各设一个储浆池，均为6m3。过滤池6m3，其中里放置水磨石，以起到净化水质作用，并定时清理过滤池，将起沉淀后的泥浆及时运走，净化后的水将直接排走，确保无污染。利用试验仪器经常对泥浆继续测试，待泥浆各种指标参数达到下表2要求后即清孔结束。表2泥浆各指标参数项目允许偏差孔的中心位置（mm）群桩：100；单排桩：50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度钻孔：小于1孔深摩擦桩：比设计深度超深不小于50沉淀厚度（mm）摩擦桩：不大于设计规定清孔后泥浆指标
12、泥浆比重：1.031.10；粘度：1720Pa.s；含砂率：98对成孔质量的检查：(1)孔深：采用测深锤法。采用符合标准的测绳（专业厂家生产，轻质、拉力强、遇水不伸缩、标有尺度），下系测锤。测锤采用钢件制作，重量3kg左右，锤底直径10cm。同样在灌注混凝土也用该测锤测深，并与灌注的混凝土方量作比较，从而判断灌注情况；如下测深用测锤示意图3图 F 测绳 测绳 测锤3kg 高10cm 直径10cm 图3测锤示意图（2）倾斜度：采用孔规（探孔器）检查。探孔器用直径25mm的螺纹钢筋制作，有足够的强度和刚度，外径为钢筋笼直径加100毫米（不得大于钻头直径），长度为46桩径。探孔器在拆杆后灌注前对钻孔
13、进行全长检查，合格后方可进行下部工序。如下探孔器示意图4 吊点 直径略小于桩径 直长度为5倍的桩径图4探孔器示意图2.2.8 钢筋笼制作（1）钢筋笼的分段：考虑桩长和吊车（16T）的起吊能力，对钢筋笼进行适当加固，钢筋笼可分3至4段制作，安装时在孔口进行搭接焊焊接（单面焊、焊接接头长度应不小于10d）。钢筋笼制作规范要求：a、 主筋间距偏差值允许+20mm。b、 箍筋间距偏差为+10 mm。c、 钢筋笼直径偏差为+5mm。d、 钢筋笼长度偏差为+10mm。（2）钢筋笼的运输安装：结合桩位场地、钢筋笼集中加工用平车运输至桩位附近。钢筋笼吊装采用三点起吊法，防止钢筋笼在立起过程中变形，第一个钢筋笼
14、入孔至孔口附近时用210扁担穿过钢筋笼担在孔口，然后吊装第二个钢筋笼进行焊接，最后成型放入孔内。质量要求：A：焊缝长度满足规范要求为10d，焊缝接头错开1m。B：钢筋笼底面高程误差控制在+50mm，中心偏位不超过50mm。2.2.9 安放导管施工前，先对每节导管进行编号，导管采用直径283mm，壁厚5mm，节长3m快速接头的导管，导管使用前应进行水密、承压和接头抗拉试验，合格后将导管对准孔位中心，逐节连接导管，直到导管口距孔底3050cm为止，为防止少接导管，装漏斗前，用吊车缓慢下移，以确保导管满足长度要求，上口设漏斗，安装隔水栓球。2.2.10 混凝土2.2.10.1砼灌注方法砼采用自拌砼，
15、砂石级配良好。含砂率控制在0.40.5之间，水灰比控制在0.50.6之间，水泥用量不得少于350KG，砼坍落度18-20cm，首批砼灌注的数量应确保导管埋在砼内的深度至少1m和填充导管底部的需要。水下浇筑应连续进行，间隙时间不能超过30分钟，混凝土灌注时应配备水泵，吸泥机及高压水管、发电机组等设备，以确保孔内水头和及时处理浇筑故障。h1H2H2H1H1图5首批混凝土数量计算示意图2.2.10.2第一批砼用量控制第一批砼用量按下式计算(如图5):V(D2/4)（H1+H2）+(d2/4)h1 式中：V灌注首批混凝土所需用量（m3） D：桩直径 H1：桩孔底至导管底间距，一般为0.4m H2：导管
16、初次埋深d:导管内径h1:桩孔内混凝土达到埋深H2时导管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度2.2.10.3导管提升及埋升控制灌注水下砼时，应经常探测孔内砼面高度，以控制导管埋深和桩顶高度，如控制不准，将造成导管提漏、导管埋置过深拔不出来断桩事故。因此探测是一项重要工作，应采用较为准确的方法和探测工具。施工中拟采用重锤探测法，用测绳系以重锤，放入孔内，凭探测者手中所提测锤在砼顶面与接触砼顶面以后不同重量的感觉而判断。导管埋深宜控制在2-6米时较好,防止出现拔导管时拔不出来或漏拔的事故。拔管前须仔细测探砼面深度。用测锤测探时，须由两人用两个测锤测探，防止误测。导管丝扣连接必须拧紧，不得漏
17、气，并保证拼接平直，内壁光滑。水下砼应连续浇筑，不得中断，确保桩身质量的完整性，为保证设计桩顶的混凝土强度，灌桩的桩顶标高应高比设计高出一定的高度，至少为0.5米1.0米。3结束语 钻孔灌注桩虽然具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，在桥梁、房屋、水工建筑物等工程中得到广泛应用，已成为一种重要的桩型。但随着社会经济发展的需要，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为可能。对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质量要求高，
18、发生质量事故后，加固处理难度大，且费用较高。因此，有必要对钻孔灌注桩的常见质量事故加以分析，找出质量事故发生的原因，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。参考文献：1匡希龙，彭富强.桥涵工程M.施工技术，2008.1，65-73.2交通部第一公路工程局.公路施工手册.桥涵M.1985.4，415-647.3公路桥隧设计规范汇编.公路桥涵地基与基础计规范（JTJ024-85）S.4李世华,罗桂连.桥梁工程M.建筑工业,2007.6,109-113.5李新梅，赖强.桥梁施工与养护技术M，工程施工,2005.11,28-36.6张彬.桥梁工程施工速学手册M.桥梁工程,2009.1 165-174.致 谢 此次的毕业实习取得了圆满的成功，离不开学校指导教师和实习指导老师的指导和关怀，没有你们的细心教导我也不会学到这么多的知识和经验，也不会顺利的完成毕业论文，在此我衷心的向两位敬爱的老师说一声谢谢。真的很感谢你们，因为踏上社会的第一步路是你们帮我扶正的，我也不会辜负你们的期望的，请相信我老师。第10页 共10页