桥梁基础工程中钻孔钢管灌注桩的施工质量控制

　　1 前言

　　钻孔灌注钢管桩是由普通地质钻机开孔，跟管钻进，一直钻到桩的设计深度，下套管至孔底，再往管内灌注混凝土，直至孔口，然后将钢管口用钢板焊死。在桩施工完后，套管不拔出，和混凝土作为一个整体，共同承受上部荷载，这种托换桩则被称之为钻孔灌注钢管桩。它与钻孔灌注桩及钢管桩相比，具有可靠度较高、耐久性强、可灵活配置施工现场、施工速度快、显效速度快等优点，广泛用于各类加固工程施工中。在此，本文就桥梁基础工程中钻孔钢管灌注桩的施工质量控制展开探讨，以供参考。

　　2 钻孔灌注钢管桩的优点

　　2.1桩身的可靠度较高。由于采用的是成品钢管作为桩身结构，相对于钻孔灌注桩而言，其可靠度相对较高，且一般安装好钢管完成注浆即可发挥其效用。

　　2.2可增强桩身的耐久性。由于钢管外有水泥浆(砂浆)作保护层，则可大大增强其耐久性能，且桩身与土体间的粘结力及摩阻力亦可大大增强。

　　2.3 施工灵活方便。由于钻进用的设备不大，可以灵活配置施工现场。

　　2.4 可加快加固工程的施工速度。由于施工中所用的设备不大，在施工过程中可根据工程需要配置多台套设备施工，从而可大大加快加固工程的施工速度，对抢险加固施工极为有利。

　　3 钻孔钢管灌注桩施工工艺

　　3.1 施工工艺流程(见图1)

　　图1 钢管灌注桩施工工艺流程图

　　3.2主要施工设备

　　施工主要设备有：XY-2或2PC地质钻机、履带式钻机、履带式吊车、大功率空压机、振动锤、钢管真空泵、成套ф200mm钢混凝土导管。

　　3.3主要施工材料

　　1.钢管选用ф146mm、壁厚3mm的无缝钢管，长度1m，材质20#。

　　2.C20混凝土，由普通42.5R硅酸盐水泥和粒径为 3～5 cm 的卵石加水经搅拌机搅拌而成。

　　3.M30水泥砂浆，由普通42.5R硅酸盐水泥和纯净中粗砂加水拌和而成。

　　4.膨胀剂，采用UEA膨胀剂， 相对密度2.90，混凝土在搅拌机内搅拌时，加入膨胀剂，其用量为本次搅拌所用水泥量的11%，防止混凝土与钢管内壁脱离，起不到整体承受上部荷载的效果，降低单桩承载力。

　　3.4 施工要点

　　1.精确控制轴线及桩位点，要求桩位偏差控制在20mm内;钻孔过程中须保持机架钻杆的垂直，按设计预定深度成孔，并保证其垂直偏差不超过1%。

　　2. 开孔前，每孔要准备一定数量的优质泥浆，以便能在上部的填砂层中护壁成孔。

　　3.成孔

　　(1)成孔机具选用履带式钻机，经改装能满足施工空间要求，采用正循环回转钻孔成孔，并采用制备的优质泥浆维护孔壁稳定。

　　(2)在钻孔的过程中，尽量保证钻孔的垂直度，以确保桩身质量。同时，确保钻孔垂直平直，可减小对钻孔壁破坏，能有效保证护壁泥浆皮的完整性与有效性。

　　(3)成孔后，须将桩孔底部杂质清理干净，并用皮尺检测成孔深度是否达到设计要求。

　　4.清孔、扫孔清渣

　　为减少孔底沉渣厚度和残留岩芯，取芯后必须进行扫孔清渣。扫孔清渣方法：采用合金钻头特制找捞钻，并结合钻具将桩孔底部杂质清理干净。同时，改用优质泥浆将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来。成孔完成后，应立即安放钢管，间隔时间不许超过24h。

　　5. 钢管的制作安装

　　(1)钢管的制作：将钢管分段，每段为2.0m，钢管接头采用螺纹丝扣(螺距4mm，牙高2mm，旋合长度50mm)进行连接，外加10cm长的钢管套;螺纹丝扣在工厂加工。螺纹丝扣拧紧后，将外套与钢管上下焊接。下节钢管放置时顶部留出500-800mm，便于上节钢管的焊接连接。

　　(2)由于钢管是搭接而成，当第一节放入孔前要根据计算结果割去多余长度或进行补接，吊点处的主筋与箍筋须焊接;第二节吊装就位时应注意预制钢管的纵向主筋搭接须用上下两只“钢夹头”夹紧，以防在后续作业中发生钢管下坠。

　　(3)由于钢管较长，在起吊过程中必然会发生变形导致部分扎节点松绑，因此在吊入桩孔时整形及补扎;若保护层垫块脱落须补上。

　　(4)在放置钢管时注意控制钢管顶部的标高，控制标高的方法为：在钢管顶部焊接2根12钢筋，此钢筋伸出地面，同时将2根钢筋在孔口弯成直角，钢管到底后将钢管挂在孔口。

　　6.制浆

　　在进行钢管安装的同时配置浆液;浆液的水灰比为0.4-0.45。浆液浓度通过水灰比与比重试验确定相应水灰比下的比重，然后随时通过比重计控制水灰比。灌浆过程中，按要求取样制试块，并注意养护。

　　7.二次清孔、水下灌注水泥砂浆

　　(1)二次清孔：采用Φ60mm镀锌管作为注浆管，分段安放至孔底，利用优质泥浆置换孔内泥浆，进行二次清孔。在清孔的过程中，应注意控制注浆压力使浆液平和返出孔口，注浆压力不宜过大。清孔后，当检测的终孔质量合格后，应立即灌注水下混凝土。

　　(2)灌注水泥砂浆用水下灌注，灌注水泥浆水灰比为0.45：1，灰砂比为1：1，水泥浆采用普硅Ra=42.5MPa水泥，砂浆强度达到M30以上，坍落度应控制在150-200mm;每车的水泥浆应做坍落度测试，超过2h的水泥浆应不予使用。

　　(3)灌注水泥砂浆过程中，先将灌浆管下放至钢管底部，从孔底由下往上，让浆液将钢管内或钻孔内的泥浆排出，不拆管灌注至孔口;当钢管上端返浆后，代表水泥浆已灌满，慢慢拔出注浆管，在水泥砂浆终灌前进行补灌砂浆，须等水泥砂浆不断溢出钢管口直至“新鲜水泥砂浆”溢出，以保证孔内灌满。

　　(4)随着混凝土的不断浇注，导管也不断拆除。在拆除过程中须控制其垂直度，并使其居中，以免装满混凝土料的导管自由插下时撞击钢管。

　　(5)浇注混凝土过程中，混凝土导管须自始至终置于混凝土顶面以下至少3m，但不能太深，否则混凝土难以溢出。

　　(6)注浆完成后1h，应用钢筋探测浆液沉淀情况，如浆液收缩浆面下沉，则应及时进行补浆或补填水泥砂浆。

　　4 结束语

　　综上所述，钻孔钢管灌注桩施工工法，与其他桩基施工方法相比，该桩基施工方法最大的优点是质量的保证性较高，通过现场施工人员和质量监督人员对其关键工序进行严格的控制，其质量合格率大大高出相关钻孔灌注桩施工工法。当前，随着我国经济快速发展，相信此桩基施工法将在江河大中型重点工程(地下水位较高、地质条件差)的桩基中得到应用并推广。

　　参考文献：

　　[1]庞连南. 浅谈钻孔钢管灌注桩在桥梁基础加固处理中的应用[J].大科技，2010(9).

　　[2]傅文塔.钻孔钢管灌注桩在桥梁基础加固处理中的应用探讨[J]. 科技资讯，2010(26).

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文章名称： 桥梁基础工程中钻孔钢管灌注桩的施工质量控制

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