铁路客专桥梁钻孔灌注桩的监理与施工控制

李贵保

(山西奥通公路工程公司，山西太原 030023)

0 引言

随着社会发展的进步，铁路客运专线在进行着大规模的建设，其中的专业控制细节就是构成整个工程建设的组成部分，起着至关重要的作用。钻孔灌注桩是整个桥梁工程中最基础的部分，质量好坏关系到整个工程的质量与人民生命财产的命运。

1 施工方案的审批

工程项目开工前，总监理工程师应组织专业监理工程师审查承包单位报送的施工方案报审表，提出审查意见，并经总监理工程师审核、签认后报建设单位。工程项目开工前，总监理工程师应审查承包单位现场项目管理机构的质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系，确能保证工程项目施工质量时予以确认。对质量管理体系、技术管理体系和质量保证体系应审核以下内容:质量管理、技术管理和质量保证的组织机构;质量管理、技术管理制度;专职管理人员和特种作业人员的资格证、上岗证。

2 钻孔灌注桩的施工与控制

1)钻孔。钻孔安装前，要对主要机具和配套设备进行检查，底架要平整稳定，不要发生位移和沉陷。钻机顶端要用揽风绳对称拉紧，钻头和钻杆中心与护筒中心的偏差不得大于5 cm。钻孔施工，要按施工设计文件提供的工程地质、水文地质资料绘制地质剖面图，挂在钻台上，针对不同地层选用不同的钻头、钻进压力、钻进速度及适当的泥浆比重。桩基中心位置测设完成后，要在纵横向设护桩，随时对桩位进行复核。护筒要坚固不漏水:钢护筒要根据钻孔桩径、埋深和埋设方法经过计算确定;护筒内径要根据钻机类型确定并适当大于设计桩径;护筒顶面要高出施工水位或地下水位2 m且高出地面0.5 m，护筒高度要满足孔内泥浆面高度的要求;在岸滩护筒埋深粘土和粉土大于1 m，砂土大于2 m，表土松软要把护筒埋置在坚硬密实的土层中最少0.5 m;埋设要在护筒四周回填粘土并分层夯实;用锤击、加压、振动的办法下沉护筒。

钻孔位置必须准确，偏差要小于5 cm，要使初成孔壁竖直、圆顺、坚实。钻孔孔内水位要高于护筒底脚0.5 m以上或者地下水位1.5 m～2.0 m，在冲击钻进中取渣和停钻要及时向孔内补水或者补泥浆，保持水头高度和泥浆比重及粘度满足要求。钻进过程中，钻头起落速度要均匀，不要过猛或者骤然变速，钻渣不要堆积在钻孔周围。钻孔作业要连续进行，因故停钻时，有钻杆的钻机要将钻头提离孔底5 m以上，其他钻头要将钻头提出孔外，孔口要进行护盖，以保证安全。钻孔过程中要经常检查土层变化的情况并作好记录，随时和地质剖面图核对。

钻孔过程中应检查并记录地质变化情况，与地质柱状图核对，设计单位对进入岩层的钻孔桩的持力层进行地质确认。钻孔桩施工流程:施工准备→埋设钻孔护筒→搭设作业平台→桩机就位→钻孔→成孔检测→清孔→安放钢筋笼→安设导管→浇筑水下混凝土→拔出导管、护筒→基桩检测。钻孔桩钻孔应根据不同的地质条件选用冲击钻机、旋转钻机、旋挖钻机和套管钻机等钻孔设备进行施工。钻孔场地要清除杂物，换填软土，平整压实;采用旋转钻或冲击钻机钻孔进行泥浆护壁，要在场地中布置泥浆循环净化系统。

钻孔桩的泥浆护壁:在砂类土、碎(卵)石类土、黏土夹层中钻孔时，要制备泥浆护壁;塑性指数大于15的黏性土钻孔，浮渣能力可以满足施工要求的情况下，能利用孔内原土造浆护壁;冲击钻机钻孔可以把黏土加工后投入孔中，用钻头冲击造浆。泥浆性能指标，比重，正循环旋转钻机、冲击钻用管形钻头钻孔，入孔泥浆比重1.1～1.3合适;冲击钻机用实心钻头时，入孔泥浆比重黏土粉土不大于1.3;大漂石、卵石层泥浆比重1.4合适;岩石泥浆比重应为1.2;反循环旋转钻机入孔泥浆比重应为1.05～1.15;入孔泥浆的粘度一般地层应为16 s～22 s，松散易塌地层应为19 s～28 s;新制泥浆的含砂率不大于4%;胶体率不小于95%;pH值要大于6.5。泥浆原料要选用优质黏土，要优先选用膨润土造浆。为提高泥浆粘度和胶体率要在泥浆中掺入烧碱或者碳酸钠添加剂，掺量要经过试验确定。造浆后要试验全部性能指标，钻进中要随时检验泥浆比重和含砂率。

旋转钻机，黏性土、粉土、砂性土可用正循环钻机。黏性土、砂性土、卵石土和风化岩层可用反循环钻机，卵石粒径大于钻杆内径2/3的或者卵石含量大于20%的不可以使用反循环钻机;要根据地质条件、钻孔直径及钻进深度选用钻机和钻头。旋转钻机的起重滑轮和固定钻杆的卡机，要在同一垂直线上，保持钻孔垂直。护筒内存进一定量的泥浆再开钻。刚开始钻的时候要低档慢速钻进，钻到护筒下1 m后才能按正常的速度钻进。钻的过程中要经常检查土层变化，不同的土层采用对应的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆用量。在砂土或者软土等容易塌孔的土层中钻孔时，要采用慢速轻压钻进，同时必须提高孔内水头和加大泥浆比重。反循环钻机，要把钻头提离孔底20 cm，把泥浆循环畅通再开始钻进。

钻孔过程中的异常，钻孔发生坍孔，要把原因和位置查清楚，一步一步的分析处理。坍孔不严重的情况用加大泥浆比重和加高水头的办法即可继续钻进;坍孔严重要回填重钻;冲击法钻孔把黏土块夹小片石投入，用低锤冲击，把黏土和小片石挤入孔壁，能够制止坍孔。钻孔出现弯孔和缩孔，把旋转钻机的钻头提起到偏斜部位进行反复扫孔，到钻孔正直为止;出现严重弯孔、梅花孔和探头石，要用小片石或者卵石与黏土混合回填到偏斜处，等填料沉密实重新再修孔。卡钻不要强提，要找到原因和钻头的位置，用晃大绳或者其他办法把钻头松动以后提起来。掉钻要仔细查明原因进行处理。卡钻、掉钻，没有护筒或其他防护设施的钻孔，操作人员要特别注意安全，不要进入孔内。

钻孔检验的内容，孔深、孔径、孔位和孔形要用笼式井径器或者超声波检测。必须确认满足要求，再做孔底清理和水下混凝土的浇筑准备。清孔，冲击钻机或冲抓钻机的钻孔要用抽渣的清孔办法;土质密实不容易坍塌的冲击钻机钻孔要用吸泥法;正反循环钻机的钻孔要用换浆法。不能用加深钻孔的办法来代替清孔。不管用什么办法清孔，抽渣或吸泥必须及时往孔内注入清水或者新鲜泥浆把孔内的水位保持好。清孔的标准，孔内排出或者抽出的泥浆用手摸没有2 mm～3 mm的颗粒;泥浆比重不大于1.1;含砂率不大于2%;粘度要达到17 s～20 s;浇筑水下混凝土前要量测沉渣厚度满足要求;设计没要求，柱桩不大于50 mm，摩擦桩不大于200 mm;柱桩用射水或者射风辅助清孔要冲射孔底3 min～5 min，把孔底沉淀物翻动浮起，马上浇筑水下混凝土;射水、射风压力要比孔底压力大0.05 MPa。

2)清孔。清孔达标及时下放钢筋笼，钢筋笼的原材料、加工、接头和安装要符合以下规定:钢筋骨架保护层要用与桩同强度等级混凝土旋转垫块支撑保证，按竖向每隔2 m设一道，沿圆周布置4个～6个;钢筋笼分段长度、总长度、吊入过程中的接头焊接及所用焊条，钢筋笼的主筋根数、螺旋筋间距、钢筋节点绑扎、声测管等均要加强控制。钢筋笼吊装入孔，过程中要防止孔壁坍塌。笼入孔后要准确牢固定位，上端均匀设置吊环或者固定杆件，不能在浇筑中发生变位入笼后不影响清孔就在吊放钢筋笼后再清孔。声测管设置要符合设计要求，保证接头严密水浆进不去。

3)水下混凝土。水下混凝土配制，胶凝材料用量要大于350 kg/m3;连续级配的粗骨料，最大粒径不要大于钢筋净距和导管内径的1/4，且不要大于60 mm。混凝土强度按比设计提高15%配制，坍落度控制在180 mm～220 mm。水下混凝土浇筑，首批混凝土的量要满足导管埋入混凝土中的长度大于1 m且小于3 m的要求;漏斗底口处要设置严密的隔水装置，要能顺利排出导管底口。连续浇筑中间不要停，拆导管要尽快，浇筑完成一根桩的时间要控制在首批混凝土初凝前完成，把地面以下和桩顶以下的护筒在混凝土初凝前拔出。浇筑中测量孔内混凝土顶面位置，把导管埋深保持在2 m～6 m即行，埋深不小于1 m。浇筑快、导管坚固、起吊能力足够可以适当加大埋深，不超过8 m。当混凝土浇筑面接近设计高程，用取样盒等容器直接取样确定混凝土的顶面位置，保证混凝土浇筑面高出桩顶设计高程0.5 m～1.0 m。

浇筑中混凝土拌合物注意不能从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内，导致泥浆内含有水泥而变稠凝结，使探测不准。浇筑中观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，孔内混凝土面高度及时量测，指挥好导管的提升和拆除。

浇筑结束管内混凝土高度减小，压力降低，同时导管外的泥浆和含有的渣土稠度增加，发生浇筑困难的情况下，要在孔内加水稀释泥浆，掏出部分沉渣土，顺利的浇筑完成。

混凝土升到钢筋骨架下端要防止钢筋骨架被混凝土顶托上升，用流动性较大的混凝土浇筑;混凝土开始进入钢筋骨架，导管底口要处于钢筋笼底口3 m以下和1 m以上位置，慢速浇筑混凝土，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力。浇筑的混凝土进入钢筋骨架4 m～5 m，就要提升导管一些，减少导管埋深增加骨架在导管口以下的埋深，使混凝土对钢筋骨架的握裹力增加。

吊放导管前钻孔桩孔口浇筑混凝土工作平台要搭设好，平台必须坚固稳定，高度满足导管吊放、拆除和充满混凝土后的升降要求。水下混凝土浇筑导管和漏斗，水下混凝土导管在平面上的布设根数、间距，要根据每根导管的作用半径和桩底面积确定;导管直径也要根据桩底面积确定。导管内壁要光滑，内径一致，接口严密;20 cm～30 cm的直径就可以;中间节长度2 m等长，底节要为4 m;漏斗下用1 m长导管。导管要进行试拼试压不漏水，每一节要统一编号，每节从下至上标示尺度;导管组装后轴线偏差不大于孔深的0.5%，在10 cm以内;组装连接螺栓螺帽要在上面;试压压力要比孔底静水压力高出一半。根据孔深、孔口工作平台高度等因素确定，漏斗底距孔口要大于一节中间导管长度。用单根导管浇筑混凝土接头法兰盘要加锥形活套，底节导管下端不要有法兰盘;有条件要用螺旋丝扣型接头，且必须有防止松脱装置。用一根导管浇筑混凝土，导管位于钻孔中央，浇筑前试验一下升降，导管吊装升降设备能力要与全部导管充满混凝土后的总重量和摩阻力相适应，留有一定的安全储备。导管底距孔底距离要能保证隔水球囊或者其他隔水物顺导管下落到导管底口后能顺利排出管外。

4)干孔。干孔成孔，要按水下混凝土标准配制用导管法干孔浇筑，设计桩顶4 m范围内的混凝土要振捣密实;露出地面的桩顶部混凝土要进行保温保湿养护。做好混凝土灌注桩的相关检测。

3 结语

监理要牢牢掌握严格监理、热情服务、秉公办事、一丝不苟的总则，加强过程控制，做好事前监理，把主动控制和被动控制结合起来，科学、有序的做好桥梁钻孔灌注桩的施工质量和控制。只要精心组织，科学合理的安排好钻孔灌注桩的施工作业，严格按照施工监理程序进行报验，充分发挥好施工单位自检体系的作用，把交接检、互检、专检工作落到实处，把广大施工人员的积极性调动起来，就一定能够做到质量合格、进度满足要求、费用合理、安全达标和环境保护符合社会等各方面要求的预期效果。

［1］铁建设［2010］241号，高速铁路桥涵工程施工技术指南［S］.