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橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)與事故處理

文檔作者：周紹林文檔來源：江蘇安達(dá)工程咨詢監(jiān)理有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年09月25日
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橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)與事故處理
■周紹林　■江蘇安達(dá)工程咨詢監(jiān)理有限公司，江蘇　淮安?。玻玻常常埃?
摘　要：本文對鉆孔灌注樁的技術(shù)優(yōu)勢進(jìn)行了闡述，并探討其在橋梁基礎(chǔ)施工中
的相關(guān)方法以及出現(xiàn)事故時的處理措施，以期能總結(jié)相關(guān)經(jīng)驗，并在實
際施工中提高橋梁工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：橋梁　基礎(chǔ)　鉆孔灌注樁　施工技術(shù)
１ 　鉆孔灌注樁技術(shù)概述
鉆孔灌注樁是建筑基礎(chǔ)工程中的一種常用技術(shù)，其在公路橋梁的
基礎(chǔ)施工中也越來越廣泛。鉆孔灌注樁的施工方式，是采用特定的鉆
孔機(jī)具在所需施工的基礎(chǔ)上先鉆出圓形孔洞，達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后再將制
作好的鋼筋籠放入，隨后進(jìn)行混凝土的灌注而形成的樁基礎(chǔ)，其包括場
地處理、定位、鉆孔、成孔、清孔、鋼筋籠制作、混凝土灌注、養(yǎng)護(hù)和檢測
方面。此施工技術(shù)具有成本低、噪音小、環(huán)境污染小、承載力大等優(yōu)點，
是目前最具優(yōu)勢的一種樁基礎(chǔ)施工技術(shù)之一。
２　橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)方法
２．１ 　施工準(zhǔn)備
首先應(yīng)組織進(jìn)行技術(shù)交底，讓施工人員對地址情況、技術(shù)規(guī)范、施
工圖紙等進(jìn)行熟悉和掌握；進(jìn)入施工場地后，先完成對施工區(qū)域的清
理，然后進(jìn)行測量和樁位定點放樣；為有效保護(hù)孔口，避免塌口和水進(jìn)
入，以及起到固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向等作用，應(yīng)事先制作護(hù)筒；隨后
做試成孔，以對正式施工中的各項參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整，如地質(zhì)、成孔
時間、泥漿密度等，以便更好地指導(dǎo)施工。
２．２　成孔
鉆機(jī)控制。到位后保持水平度，還應(yīng)保證重滑輪、鉆頭或固定鉆桿
的卡孔與護(hù)筒中心在一垂線上；鉆孔過程應(yīng)在下鉆２ ～４ｍ 時進(jìn)行一次
測量，以糾正偏差；鉆孔過程應(yīng)校驗成孔深度，為保持鉆孔其精度。
鉆速控制。根據(jù)不同施工場地的地址情況，因確定適宜的鉆孔速
度，以避免縮頸現(xiàn)象。
泥漿控制。泥漿太稀會降低護(hù)壁效果，太稠又會產(chǎn)生阻力降低鉆
孔速度以及降低樁的側(cè)摩阻力，所以施工中應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情
況來確定泥漿稠度。
２．３　!孔
由于沉碴會對樁身的承載力造成影響，因此必須對其進(jìn)行清理。
'孔工作一般需進(jìn)行２ 次，第一次是在成孔完成后不斷進(jìn)行抽漿、掏渣
和換漿工作；第二次是因在吊放鋼筋籠的過程中，鋼筋籠會將孔壁沉碴
再次帶入孔底，因此在鋼筋籠吊放完成后需進(jìn)行再次清渣。
２．４　鋼筋籠制作與吊裝
首先應(yīng)保證鋼材與焊條的質(zhì)量，規(guī)格、數(shù)量和質(zhì)量等符合設(shè)計要
求。在鋼筋籠的制作過程中，應(yīng)按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制其直徑、長度
等。為使鋼筋籠有足夠的剛度以保證在運(yùn)輸和吊放過程中不產(chǎn)生變
形，每隔２ｍ 設(shè)置一道加強(qiáng)箍。
在鋼筋籠吊裝時應(yīng)對孔道進(jìn)行再次檢查，如發(fā)現(xiàn)成孔變形、偏斜、
塌方等現(xiàn)象應(yīng)及時復(fù)鉆糾偏，避免吊裝受阻。要注意避免鋼筋籠不碰
擦孔壁，保持垂直緩慢進(jìn)行，如遇情況應(yīng)立即停機(jī)，杜絕強(qiáng)行放籠而發(fā)
生坍孔、墩籠、扭籠等現(xiàn)象。吊放后鋼筋籠的頂面和底面標(biāo)高須符合設(shè)
計要求，然后將其固定防治上浮。
２．５　導(dǎo)管制作與安裝
導(dǎo)管一般每段３ｍ 左右，內(nèi)徑２５０ｍｍ，總長＝地面標(biāo)高－孔底標(biāo)高
＋２ｍ。導(dǎo)管應(yīng)保證內(nèi)壁光滑，安裝前進(jìn)行水密和接頭抗拉試驗，避免
漏漿發(fā)生。安裝時應(yīng)保持在孔中的中央位置，連接時保證牢固性和密
閉性，并保持其軸線垂直，安放過程注意不要卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁，
下放后管口與孔底保持２０ ～４０ｃｍ。
２．６　混凝土灌注
混凝土粗骨料優(yōu)先選擇４０ｍｍ 以內(nèi)的卵石，如選用碎石就應(yīng)增加
含砂率，粒徑與導(dǎo)管內(nèi)徑比為１ ∶８ ～１ ∶６，與鋼筋最小間比為１ ∶４。為使
混凝土有較好的和易性，含砂率應(yīng)控制在４０％ ～５０％，水灰比０．５ ～０．
６，坍落度１ ８ ～２０ｃｍ。為保證其流動性，避免堵管，卵石和石子含泥量
應(yīng)該控制在２％以內(nèi)。
在混凝土的灌注過程中，速度不宜過快，但須在初凝時間以內(nèi)進(jìn)行
連續(xù)的灌注，導(dǎo)管埋控制在２ ～６ｍ 為宜，同時保持孔內(nèi)水頭，防止坍
孔；觀查孔內(nèi)泥漿情況，防止泥漿過稠或結(jié)塊；灌注的樁頂標(biāo)高比設(shè)計
高出一定高度，一般為０．５ ～０．８ｍ；灌注完成的２４ｈ 內(nèi)，５ｍ 范圍不得進(jìn)
行其他作業(yè)，同時采用隔膜或者是噴灑防護(hù)劑等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，最后做
好施工記錄。
３　橋梁鉆孔灌注樁施工中的問題處理
３．１ 　坍孔
坍孔的現(xiàn)象主要表現(xiàn)在：水位突降，大量氣泡出現(xiàn)，泥漿變稠，鉆機(jī)
負(fù)荷增加，進(jìn)鉆減緩，護(hù)筒、鉆機(jī)下沉或歪斜。
其原因有：地質(zhì)松散、含水量高，護(hù)筒夯實不牢、漏水，鉆進(jìn)速度過
快，泥漿太稀，成孔后放置時間過長沒有灌注混凝土等。
處理方法：如在地質(zhì)含砂較高的場地施工，成孔速度控制在２ｍ／ｈ，
泥漿性能主要控制其密度為１ ．３ ～１ ．４ｇ／ｃｍ３ 、黏度為２０ ～３０ｓ、含砂率
≤６％，如選擇無雜質(zhì)的黃泥，塑性指數(shù)控制在２２ 以上；如護(hù)筒邊出現(xiàn)
漏水，輕微的坍塌處可用絲袋裝粘土夯實，嚴(yán)重時用木板樁進(jìn)行筒外加
固后再用絲袋裝粘土夯實；如出現(xiàn)護(hù)筒下沉或歪斜，應(yīng)將護(hù)筒從孔口向
下夯并調(diào)整垂直，再在上面增加一節(jié)護(hù)筒；如發(fā)生大面積坍塌并導(dǎo)致鉆
機(jī)歪斜下沉?xí)r，就應(yīng)撤機(jī)覆土，視情況６ ～８ｄ 后重新埋設(shè)更大更長的護(hù)
筒，一般比原尺寸長２ｍ 左右，同時調(diào)高泥漿濃度；沒有特殊原因，鋼筋
骨架安裝后４ 小時內(nèi)灌注混凝土。
３．２　卡鉆、掉鉆
卡鉆、掉鉆的現(xiàn)象主要表現(xiàn)為卡鉆停機(jī)或鉆頭掉落被埋。
其原因有：鉆頭旋轉(zhuǎn)不良產(chǎn)生不平整均勻的孔壁，或者有巖石出現(xiàn)
等；鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置磨損未能及時發(fā)現(xiàn)和處理。
處理方法有：當(dāng)出現(xiàn)卡鉆時，不應(yīng)強(qiáng)提，應(yīng)先停機(jī)觀察后再試輕提，
如輕提不動，先將鉆頭周圍的泥渣沖吸松動再提出，如遇巖石卡鉆，可
用小沖擊鉆、反彈法、爆破法進(jìn)行處理；當(dāng)出現(xiàn)掉鉆，可用打撈叉、鉤、繩
套等進(jìn)行打撈，埋鉆時清除鉆渣再撈出鉆頭。
３．３　鋼筋籠上浮
鋼筋籠上浮的現(xiàn)象主要表現(xiàn)為鋼筋籠發(fā)生向上的豎向位移。
其原因有：混凝土初凝和終凝時間短，使孔內(nèi)混凝土過早結(jié)塊，當(dāng)
混凝土上升至鋼筋骨架底端，混凝土塊會把鋼筋籠托起；成孔時泥漿中
含沙量大，清孔不徹底，造成流砂積聚，沙層厚；在混凝土表面形成流砂
層，遇到鋼筋骨架時，也會把鋼筋籠托起；混凝土澆筑過程中，混凝面接
近鋼筋籠時，澆筑速度和插拔導(dǎo)管過快等原因。
處理方法有：為了防止鋼筋籠上浮，在鋼筋籠底部增加環(huán)向箍筋數(shù)
量；鋼筋籠吊裝對中時，將鋼筋籠固定在護(hù)筒上?？刂坪们蹇椎哪酀{質(zhì)
量，在澆筑混凝土過程中，在離鋼筋籠底端１ ｍ 時，放慢混凝土澆筑速
度，在混凝土面上升到高于鋼筋籠底端４ｍ 時，慢慢提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管
下口高于鋼筋籠底端２ｍ 時，開始正常速度澆筑。
３．４　導(dǎo)管堵塞
其現(xiàn)象主要表現(xiàn)為混凝土不能順利灌注。
原因有：砂、石等原材料級配不合格或水灰比不正確；隔水栓吸水
膨脹，管內(nèi)粗料嚴(yán)重離析下沉；導(dǎo)管制作不嚴(yán)密，漏水、漏氣而出現(xiàn)隔離
層；灌注不連續(xù)，間隔時間又太長導(dǎo)致混凝土凝固等。
處理方法有：首先混凝土的配合比等參數(shù)要符合設(shè)計要求；制作安
裝導(dǎo)管是一定要保證其嚴(yán)密性；初灌開栓時堵塞，應(yīng)用鋼筋桶球和輕打
導(dǎo)管口并慢慢上下活動導(dǎo)管，將混凝土順人孔內(nèi)，如（下轉(zhuǎn)第１ ８０ 頁）
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２０１ ４ 年第８ 期（總第１ ３７ 期）　　　　　　　　　　　　　　江西建材　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　交通工程
供依據(jù)；二是驗證支架整體的強(qiáng)度和承載能力。
３．２　預(yù)壓及監(jiān)測方法
預(yù)壓荷載值為支架承受全部荷載的１ ．１ 倍，采用砂袋裝砂對支架
進(jìn)行預(yù)壓。預(yù)壓前布好觀測點，觀測點縱向每隔１ ／４ 跨徑布置一個觀
測斷面，橫向觀測點對稱布置在箱梁支架底模、翼板上，每個斷面布置
５ 個觀測點。預(yù)壓采用三級加載，三級卸載進(jìn)行，流程如下：
預(yù)壓前測量原始數(shù)據(jù)Ｈ０ →加載到預(yù)壓荷載值的６０％測量并記錄
Ｈ１ →加載到預(yù)壓荷載值的８０％測量沉降并記錄Ｈ２ →加載到預(yù)壓荷載
值的１ ００％測量沉降并記錄Ｈ３ →卸載到預(yù)壓荷載值的８０％測量沉降
并記錄Ｈ４ →卸載到預(yù)壓荷載值的６０％測量沉降并記錄Ｈ５ →卸載完
６ｈ 后測量沉降并記錄Ｈ６ →數(shù)據(jù)整理分析。
每級加載完成１ ｈ 后進(jìn)行支架的變形觀測，以后間隔６ｈ 監(jiān)測記錄
各監(jiān)測點的位移量，當(dāng)相鄰兩次監(jiān)測位移平均值之差不大于２時，再
進(jìn)行后一級加載。全部預(yù)壓荷載施加完成后，間隔６ｈ 監(jiān)測記錄各監(jiān)測
點的位移量；當(dāng)連續(xù)１ ２ｈ 監(jiān)測位移平均值之差不大于２時，方可卸除
預(yù)壓荷載。支架卸載６ｈ 后，監(jiān)測記錄各監(jiān)測點位移量。
通過以上方法，根據(jù)所監(jiān)測的數(shù)據(jù)，計算支架各監(jiān)測點的彈性變形
量，繪制支架彈性變形及非彈性變形數(shù)據(jù)曲線，據(jù)此進(jìn)行模板標(biāo)高的調(diào)
整。
４　地基及支架結(jié)構(gòu)檢算
結(jié)合本橋?qū)嶋H，支架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時應(yīng)考慮以下三種工況：一是按
澆筑混凝土工況對支架強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性進(jìn)行計算；二是模板安裝完
畢、梁體鋼筋安裝前工況，組合風(fēng)荷載對支架整體穩(wěn)定性進(jìn)行計算；三
是在梁體預(yù)應(yīng)力張拉前拆除側(cè)模時，按拆除側(cè)模工況對支架強(qiáng)度、剛度
和穩(wěn)定性進(jìn)行計算。
腹板位置下部支架受力最大，混凝土澆筑完成后、未形成一定強(qiáng)度
前受力工況最不利；０．６ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格位置單根立桿受力最大，０．
３ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格支架受力最為集中，０．９ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格受力較
小。
４．１ 　地基承載力檢算
經(jīng)計算得出，０．６ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格支架立桿軸力最大值Ｎ ＝２７．
６ｋＮ，０．３ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格支架立桿軸力最大值Ｎ ＝１ ６．４８ｋＮ，滿足單
根立桿受力不超過３０ｋＮ 規(guī)定；底座鋼板尺寸０．１ ５ｍ ×０．１ ５ｍ，下部基
礎(chǔ)為１ ５ｃｍ 厚Ｃ２５ 砼，擴(kuò)散角取經(jīng)驗值θ＝４５°；０．６ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格
位置單根立桿作用在地基土受力面積取值Ａ ＝０．２ｍ２ ，地基承載力強(qiáng)度
ｐ ＝Ｎ ／（ｍｆＡ）＝２７．６ ／（１ ×０．２）＝１ ３８ｋＰａ；０．３ｍ ×０．６ｍ 間距規(guī)格位置
單根立桿作用在地基土受力面積取值Ａ ＝０．１ ３５ｍ２ ，地基承載力強(qiáng)度ｐ
＝Ｎ ／（ｍｆＡ）＝１ ６．４８ ／（１ ×０．１ ３５）＝１ ２２ｋＰａ；現(xiàn)場實際檢測地基承載力
在１ ６０ ～１ ８０ｋＰａ 之間，滿足要求。
４．２　支架結(jié)構(gòu)檢算
經(jīng)過計算，本支架的面板、主梁、次梁、立桿、橫桿等受力部位的強(qiáng)
度、剛度和穩(wěn)定性均能滿足要求，檢算合格，檢算過程在此不贅述。
５　結(jié)束語
支架法是市政工程現(xiàn)澆連續(xù)梁中一種常用的施工方法，在設(shè)計支
架前，一是從經(jīng)濟(jì)角度考慮，要結(jié)合自有周轉(zhuǎn)料并充分調(diào)查當(dāng)?shù)厥袌鲋?
轉(zhuǎn)料進(jìn)行設(shè)計；二是從質(zhì)量與安全角度考慮，依據(jù)規(guī)范對設(shè)計的支架進(jìn)
行結(jié)構(gòu)受力檢算，并結(jié)合實際不斷地優(yōu)化，最終選取滿足要求、經(jīng)濟(jì)合
理的設(shè)計方案。在施工過程中尤其要注意做好支架基礎(chǔ)的防水排水，
避免雨水浸泡地基，引起支架失穩(wěn)。一定要把好材料的進(jìn)場驗收關(guān)，租
賃市場上碗扣件、鋼管、方木等舊品較多，支架搭設(shè)前對進(jìn)場的材料一
定要取樣進(jìn)行試驗，合格后方可使用。
本支架搭設(shè)方法在該橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁施工中取得了成功的
應(yīng)用，按此設(shè)計的支架型式進(jìn)行搭設(shè)，按事先設(shè)計的支架預(yù)壓方案進(jìn)行
預(yù)壓檢驗，根據(jù)觀測結(jié)果，最大沉降點三天累計沉降量為４．３ｍｍ，符合
支架沉降要求，支架安全性良好；通過實際施工的檢驗，在后續(xù)的模板、
鋼筋、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力張拉等施工中，通過觀測，支架良好，滿足施
工要求；梁板混凝土質(zhì)量滿足規(guī)范要求，工期達(dá)到計劃要求。
參考文獻(xiàn)
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檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
０２．
（上接第１ ７７ 頁）
重視施工防排水設(shè)施與結(jié)構(gòu)物防排水工程相結(jié)合。這樣能改善施
工中的勞動條件，保證施工安全和質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，節(jié)省工程投資，
還能防止運(yùn)營中發(fā)生混凝土侵蝕、襯砌滲漏水、道路翻漿、電器銹蝕以
及交通事故等后患
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
。
（上接第１ ７８ 頁）無法疏通，應(yīng)將導(dǎo)管拔出，立即用筒鉆頭將孔內(nèi)混凝土
撈出，并撥出鋼筋籠，清孔后再重新下鋼筋籠及導(dǎo)管，灌注混凝土；灌注
整個過程應(yīng)保持連續(xù)完成，應(yīng)不免拔出導(dǎo)管引起斷樁。
３．５　斷樁
其現(xiàn)象主要表現(xiàn)為：已灌混凝土表面標(biāo)高測量不準(zhǔn)，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深
過小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象；灌注時孔壁坍塌或出現(xiàn)流砂等；混凝土灌注
中因卡管、導(dǎo)管堵塞拔出導(dǎo)管，灌注不連續(xù)等。
處理方法：如發(fā)現(xiàn)斷樁，可重新清孔，在原位澆筑新樁；接樁，用素
混凝土對該部位進(jìn)行護(hù)壁，人工鑿毛在進(jìn)行上端澆筑；樁芯鑿井，在其
中心鑿一直徑為８０ｃｍ 的井，深度至少超過缺陷部位，然后清洗放籠并
澆筑膨脹混凝土；對于淺樁如樁身傾斜，可以千斤頂糾偏等。
不論施工過程中出現(xiàn)怎樣的問題，施工單位都應(yīng)及時制定處理方
案，避免更大的損失。
４　結(jié)語
總之，鉆孔灌注樁現(xiàn)已成為路橋工程中的主要基礎(chǔ)形式，其施工優(yōu)
勢不言而喻。不過在實際施工中，由于施工人員、施工環(huán)境等影響因素
較多，如果施工不當(dāng)也容易出現(xiàn)坍孔、卡鉆、鋼筋籠上浮、堵管、斷樁等
問題而影響橋梁基礎(chǔ)工程整體質(zhì)量，因此，實際項目中就需結(jié)合具體狀
況，具體分析，采用科學(xué)的施工方法才能更有效地確保橋梁樁基礎(chǔ)施工
的順利完成。
參考文獻(xiàn)
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