中山市水工桥梁工程有限公司广东中山528400
摘要：钻孔灌注桩以其承载力大、适用于各种地质，能制成较大直径和各种长度桩的特点，所以越来越广泛运用于公路桥梁、城市各种桥梁中。然而钻孔灌注桩的施工大部份是在水下进行的，影响施工的因素较多，稍有疏忽，就难免出现质量缺陷，严重一点出现返工将带来较大的损失，甚至影响整个桥梁的质量及使用寿命。笔者结合自己从事桩基础的施工体会，通过本文对钻孔灌注桩在桥梁施工的过程中存在的质量问题进行探讨分析，提出相应的解决方案及预防方法。
关键词：钻孔灌注桩；质量安全；原因分析；预防措施
一、钻孔过程中出现的质量问题及预防措施
1.钻进中坍孔
松散地基在钻孔的过程中非常容易出现坍孔现象，如砂性地基和粉性地基。坍孔的表现一般是施工时水位在孔内突然降低，且有水泡细密冒出，无法将钻杆钻进，负荷有大幅度的增加现象，严重时钻头根本无法运转。
1.1原因分析
①在埋深护筒时深度不够，或者在进行粘土回填时没有进行充分夯实，导致孔口部分出现坍落；②在配置泥浆时没有使用合适比重，或是泥浆其他参数不符标准要求，如胶体绿、粘度等，导致其附着在孔壁上时无法形成泥皮护壁；③钻孔内没有足够的水位高度，水头压力低下；④水位在地下的承压能力比较大；⑤在成孔过程中，速度过快导致无法形成满足要求的泥膜；⑥在补水的过程中，孔内的水流直接冲刷孔壁。
1.2预防方法
分析上述原因后，为了有效避免孔壁出现坍塌现象，在施工的过程中需要在以下几个方面多加注意：在进行施工前要全面开展地质调查，收集地质资料进行系统学习，了解掌握施工地土层的实际分布。在进行泥浆的选择时，要选用优质粘土，必要时可以使用膨润土，密度保持在1.1至1.25之间最佳。在施工过程中要精彩对泥浆比重进行检测，根据土质的实际情况对泥浆密度进行调整。成孔的实际速度与地质有关，软弱地质如淤泥地质，过快的成孔会导致桩孔不规则。除此之外，砂砾和砂的土层要注意降低转台速度，过快的速度会出现径向的摆动，若桩孔深度比较大，且孔底为硬土层，可能会优于钻杆自重过重为产生形变对孔壁发生碰撞，进而发生塌孔。在进行清孔时要进行补水，使钻孔内的水头高度足够。
2.钻孔偏斜
现场钻成的桩孔不竖直或斜桩斜度不符要求，从而使钢筋笼施工时难于吊入，进而发生施工安全事故。
2.1原因分析
钻机安装没有足够稳定就已就位，在作业的过程中没有妥善安装钻机，或者是钻杆出现形变；钻机在安置过程中没有水平，或者是沉陷不均匀；土层中有硬物、孤石，或者是为斜状分布。
2.2预防方法
先将对场地进行夯实使其平整，均匀摆置轨道枕木使其着地；在进行钻机的安装时，要保证底座和转盘之间水平，护筒的中心、钻杆卡孔、滑轮轴在同一水平面的直线上，并且要定期进行校正。若钻孔地层为不均匀地层，使用的钻杆要具备刚度大、自重大的特性；若地层不均匀、地层有孤石、岩层为斜状，则要降低钻速；此外，配备导正设备也能够有效预防孔斜。
3.缩孔
3.1原因分析
在进行钻孔时，钻锥有严重的磨损或者是没有及时焊补，以及地层存在泥岩、粘土、膨胀软土等，都很容易出现缩孔的情况。
3.2预防方法
对钻具的尺寸规格定期检查，若有需要则要及时进行钻齿更好和补焊，若地层中有软塑土则要使用优质泥浆，减少失水；在成孔的过程中要将泵量加大，促进成孔，孔壁在一定时间内会形成泥皮，且不渗水，也不会产生膨胀的情况；或者将若干合金刀片焊接在导正设备的外侧，在起钻和钻进的过程中能够进行扫孔；若缩孔较为明显，则可以改用上线反复扫孔，使孔径扩大。
二、钢筋笼入孔时的问题及预防方法
1.钢筋笼碰坍桩孔
吊放钢筋笼入孔的过程中，孔壁坍塌，阻碍施工继续进行，情况严重时甚至会将钢筋笼埋住。
1.1原因分析
若孔壁极不规则如缩孔、孔壁倾斜等，钢筋笼进入后因产生撞击导致坍孔。在进行钢筋笼吊放的过程中，水位没有与坍孔保持。在吊放时过于随意，对孔壁产生大力冲击导致坍孔。
1.2预防方法
钻孔时严格掌握孔径、孔的垂直度，尽量使孔壁较规则。在灌注水下混凝土前，要始终维持孔内有足够水头高，在进行钢筋骨架沉放时，要缓慢下放，将两节在同一轴线上焊接，并紧密灌注水位在孔内的情况。若孔壁出现坍塌现象，水位也会随之发生变化。
2.放置的钢筋笼不满足设计要求
钢筋笼吊运过程发生形变；保护层不足；标高不满足设计要求；桩基承载力不足导致抗剪性和抗弯性不足，耐久性大幅度下降。
2.1原因分析
加工桩钢筋笼之后，钢质保持架在堆放，运输，吊挂时不严格按规章制度，支撑垫的数量或位置不当，造成变形。保持架上没有足够的垫子，悬挂时不够垂直，保护层太大或太小。由于准备时间过长，孔内的泥浆含有泥砂，钻孔渣逐渐落入孔底，浇筑混凝土前未按规定清理混凝土，实际孔深为不符合设计要求，钢筋笼底面的高度是错误的。
2.2预防方法
根据钢筋笼的实际吊装能力进行分段运输，入孔后再进行焊接使其成为一根。在吊装和运输过程中，不仅要在预焊时间隔两米安置加强箍筋，还需要间隔三至四米加设十字形加强架，钢筋吊入完成后将加强架拆除。在钢筋周围设置间隔的混凝土块，控制钢筋笼成桩时有足够的保护层。做好孔清洗工作，严格控制孔底沉积物厚度，及时清洗孔后进行水下混凝土浇筑。
三、混凝土水下灌注时的问题及预防方法
1.导管进水
1.1原因分析
灌注首批混凝土后水进入导管中，由于混凝土不足无法完好封住导管底口；混凝土下落的过程中提升导管过快，导致孔底和底口距离过大，导管中混凝土流出时速度过快，或全部流出；接头没有妥善密封。在混凝土面处于井孔水面以下不很深的情况下导管进水，混凝土表面测深错误，导管提出混凝土表面。
1.2预防方法
在使用导管钱要进行水密、抗拉、承压等试验。混凝土首批必须要满足导管底部填充需求以及初次深埋，既高度大于一米。在进行水下混凝土灌注时，需要保证一定深度，缓慢提升，不能让导管出混凝土。
2.导管堵管
2.1原因分析
造成导管堵管问题产生主要在以下二方面：
①混凝土质量问题造成导管堵塞：粗骨料不满足要求，如极配较低、粒径过大。混凝土比例不合理会导致混凝土和易性变低，坍落度不符合预期，进而出现离散的情况。混凝土中混有杂物如水泥结块和水泥袋等。初凝时间过早尤其是高温天气时，都会使得导管中的混凝土无法顺畅流动，进而出现堵塞现象。
②隔水球不合适会导致导管堵塞，如尺寸大小不满足要求、材料选择失误、制作过程不规范，都会导致混凝土无法顺利通过，进而出现堵塞现象。
2.2预防方法
第一，保证混凝土有优质的质量。先对原材料进行把关，严格配比粗骨料，使用中粗砂细骨料，其次初凝水泥时间要往后一下，不要过早，根据现场情况进行妥善调整，控制好水灰比，时刻了解坍落度。此外还应充分考虑到混凝土在运输时的离析情况。
第二，隔水球的材料要妥善选择，比如水泥袋的理想材料是木屑，将塑料薄膜罩在外面包扎呈球形，根据导管内径大小可以适当大一些，保证在无压力时不掉落。
3.钢筋笼上浮
3.1原因分析
钢筋骨架所承受的顶托力较大，也就是从漏斗灌注混凝土时所产生的冲击力。导管底口的混凝土上升流出，冲击力方向改变为向上，形成顶托力。顶托力的大小与多种因素都有关，如混凝土灌注时的位置、灌注时的速度、首批混凝土的流动度、导管底口的标高、首批混凝土表面标高、钢筋骨架底端标高等因素有很大关系。除此之外，还有钻孔弯曲或倾斜、两节钢筋笼连接不竖直、导管置于孔内不竖直、导管法兰盘钩挂钢筋骨架、孔底有沉渣等。
3.2预防方法
延伸摩擦桩也就是钢筋骨架的主筋，使其伸至钻孔底部，但端承桩的摩擦桩都是孔底起，无此问题。当混凝土表面逐渐接触钢筋笼底时，要将灌注的速率降低。当混凝土表面逐渐接触摩擦桩时会使得埋深较大，这是要使摩擦桩与导管底口直接保持一定的距离。混凝土进入到摩擦桩一定位置后，将导管进行提升，保证管口在摩擦桩底端的上方，并且有一定距离，但是埋入深度要在两米以上。
结语
钻孔灌注桩在桥梁施工过程中遇到的问题多种多样，施工环节也是一环扣一环紧密衔接，施工中任何一个环节出现的一点小问题都将可能造成不必要的经济损失和工程的质量事故。因此，在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作，在实际施工中，要分析现场的实际情况，根据具体问题进行措施的有效制定，在最大程度上避免发生事故。