摘要：通过对钻孔灌注桩概念的阐述，并对桥梁钻孔灌注桩施工工艺进行了分析，说明了其重要性，从而进一步提出了钻孔灌注桩对桥梁施工的技术和措施，及其对未来发展建设的建议。从而保障桥梁交通行车的安全与畅通。
关键词：桥梁,钻孔灌注桩,施工技术
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。随着我国经济建设的发展，交通的发达，钻孔灌注桩已经成为桥梁建设中不可缺少的一部分。
一、钻孔施工工艺
1. 1 施工前的资料准备工作
一方面, 施工单位应该提前对设计文件、图纸、资料、现场等进行研究、查实。对施工地点的工程地质、水文地质、钻孔灌注桩设计图等相关资料进行反复研究、验证。另一方面, 施工单位要明确工程概况、设计要求, 确定施工方案、配套设备等, 做好技术安全工作和质量保证措施。
1. 2 钻孔前准备工作
(1)整理场地, 对施工场地按不同情况进行处理, 对于处在水中的钻孔桩基础要搭设施工平台, 对桩基处在旱地的情况, 需清除杂物后夯压。
(2)设置护筒，采用3~ 5mm钢板制作，为保证其刚度，防止变形，在护筒上端、中部和下端外侧各焊一道加劲肋。埋设护筒时，其轴线要对准标出的桩位中心, 护筒周围和护筒底接触紧密，位置偏差不超过5cm，倾斜度不得大于1%。不允许施工人员进入没有护筒或其他安全设施的钻孔中施工，如确实需要的必须做好安全防范措施后方可进入施工。
(3)制作泥浆，制浆前，先把黏土打碎，这样有利于在搅拌中成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，将打碎的黏土投入护筒内，再用冲击锥冲击制浆，等黏土冲搅成泥浆后，便可进行钻孔。
(4)钻机就位，护筒埋设完毕后，使钻锥中心对准桩位，其对中误差不得超过5cm。
1. 3 钻孔
按照设计资料选择合适的钻机和泥浆，钻机就位前，首先检查钻孔前各项准备工作。钻机安装之后底座要和顶端平稳，正常情况下钻进过程中不会产生位移或沉陷等情况，若出现这种情况应及时处理。当正循环钻机开孔时，先将泥浆泵和转盘启动，等泥浆进入钻孔一定数量后开始钻进，钻进过程中控制进尺。需要接长钻杆时，首先将钻锥提离孔底，等待泥浆循环5min后，再拆卸接长钻杆，升降钻锥时应平稳, 钻锥出井口时要防止碰到护筒、孔壁, 应尽快拆装钻杆。
在排渣、提钻头除土或因故停钻时，注意孔内保持规定的水位、泥浆相对密度和粘度。因故停钻时必须将钻头提出钻孔，防止蹋孔导致钻头埋入孔中。
1. 4 清孔
为了清除钻渣及沉淀层，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力，必须把孔内泥浆抽换，这就是清孔。终孔检查之后，要立即清孔，隔时过久会导致泥浆、钻渣的沉淀增多，造成清孔工作难以进行，甚至坍孔。清孔后要在最短的时间内灌注棍凝土。孔深、孔径检查符合要求后便可清孔。清孔的方法需视设计要求、钻孔方法、机具设备和地层情况而定。清孔后的泥浆性能指标包括：含砂率4% ~ 10%，比重1. 1~ 1. 25，粘度18~ 20s。在钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，要引入到适当地点处理，以免造成对河流及周围环境的污染。
二、钻孔过程中常见问题及处理
1.1 偏斜孔
钻机安装时，支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜，导致偏孔。偏斜孔根据成因不同处理措施如下：
① 因钻机倾斜造成的应先移开钻机，检查钻孔壁情况，如钻孔壁比较稳定，则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积，而后，重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的，应将钻孔回填至原地面，待地层静止稳定后重新开始钻孔。
② 地质构造不均匀引起的，先分析清楚岩层走向，尔后采用适当的回填料(一般为片石加粘土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算确定的高程处，静止一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的，静止1~2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的，应根据情况静止2h以上，待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中应采用自重较大的复核式牙轮钻、冲击钻慢速钻孔。
1.2 卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。针对发生“卡钻”的原因采取相应的方法处理：
① 由于“探头石”引起的卡钻可适当往下放钻头，然后，强力快速往上提，使“探头石”受瞬间冲击缩回，从而顺利提起钻头。元磨高速K12+381谭家湾大桥3-1号桩施工中发生此类卡钻现象，采用此方法处理顺利提起钻头。
② 因钻头穿过岩层突变处导致的卡钻，优先采用水下爆破的方法处理。在岩层中此方法容易奏效，砂土地层中不宜采用此方法。
③ 由于机械故障导致钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成钻头无法提升的现象，应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
1.3 缩孔
缩孔在饱和性粘土、淤泥质黏土，特别是流塑性状态土层中特有的现象，起原因是此类地层含水量高、塑性大，钻头经过后钻孔壁回缩，导致钻孔的直径小于设计的桩直径。一般采用块、卵石回填，然后用重量较大的冲击钻冲击，挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导正器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理。
1.4 掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生掉钻后应及时采取恰当的方法进行打捞。
① 如孔壁稳定，则直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。
② 如孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时，应先加大孔内泥浆的浓度，将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁，而后，采用“气举法”清除钻头上的沉积土和淤泥，确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌的可能，先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩维护、帷幕法等方法加固钻孔壁，然后打捞钻头。
三、断桩的预防及处治措施
3.1 预防措施
3.1.1 要选用初凝时间不早于2.5h的水泥，对于桩较长、桩径大、灌注时间较长的施工项目，可在首批混凝土中掺入缓凝剂。
3.1.2 严格把好材料关， 严格控制粗骨料最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小净距的1/4。细骨料的级配要选择良好的中砂，同时注意剔除细骨料中的大卵石。
3.1.3 最大限度地降低实际生产与试验之间的偏差。施工过程中要及时做好材料含水量的检测，应该做到每车集料都要过秤，采取重量比控制，保证用水量和含砂率不至产生较大的偏差。保证混凝土的和易性和流动性，坍落度宜控制在18era～20era之间。
3.1.4 要严格按规范要求进行清孔。由于孔内沉淀层厚度的影响。对于摩擦桩不大于0.5倍的桩径。柱桩不大于设计规定：泥浆的比重在1.05～1.20之间，含砂率小于4%，粘度为17～20Pa.S 灌注前，必须对孔底沉淀层厚度再进行一次测定，如厚度超过规定，需再次清孔，可将灌注导管作为吸泥管，用空气吸泥机清孔，或对孔底进行高压射水或射风3-5min，使沉渣悬浮，然后立即灌注混凝土。
3.1.5 灌注即将结束时，如出现混凝土顶升困难.除按规范保证漏斗底口高出井孔水面4m-6m外，还应在孔内加水稀释泥浆，并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段导管时，拔管速度应放慢，以防泥浆挤入桩内。
3.2 处治措施
3.2.1 灌注初期的断桩灌桩施工开始，如仅仅灌注数米就因故中止，而且确实不能在短时间内恢复灌注，则应立即拔导管，用气举法吸渣将孔内尚未凝结的混凝土清除干净，不宜采用二次剪球的方法，因为这样处理易造成夹泥的缺陷。如果断桩时孔内混凝土已有相当数量，用气举法难以吸除，而且混凝土面离护筒底还有一定距离，这种情况下可考虑割除部分钢筋笼。趁混凝土强度低时用冲击钻将混凝土连同钢筋全部冲碎清除。钢筋碎断后可用电磁铁吸除。
3.2.2 内套钢护筒，清水接桩在灌注中止时，若混凝土面离孔口不足20m，可采用一个比钢筋笼直径稍小的牙轮钻，从混凝土面钻入以清除表层的混凝土，然后制作一条比现有护简稍小而比钢筋笼直径稍大、尽量接近设计桩径的钢护筒，从外护筒与钢筋笼之间放入孔内，可直至混凝土面。
四、桥梁钻孔灌注桩的常见质量问题预防措施
4.1 混凝土灌注过程因故中断
混凝土灌注过程中断的原因较多，在采取抢救措施后仍无法恢复
正常灌注的情况下，可采用如下方法进行处理：
1、开灌不久，孔内混凝土较少，可拔起导管和吊起钢筋骨架，重新钻孔至原孔底，安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土。
2、迅速拨出导管，清理导管内积存混凝土和检查导管后，重新安装导管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，等隔水栓安全排出导管后，立即将导管插入原混凝土内，此后便按正常的浇筑方法继续灌注混凝土。此法的处理过程必须在混凝土的初凝时间内完成。
4.2 钢筋笼上浮
1、常见原因。钢筋骨架所受顶托力较大。顶托力是由混凝土从漏斗向下灌注时的反推力而产生的冲击力。混凝土从导管底口流出来向上升起时，向下的冲击力转变为向上的顶托力。其大小与混凝土灌注时的位置、灌注时的速度、首批混凝土的流动速度、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。另外钻孔弯曲或倾斜、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。
2、预防措施。将钢筋骨架(摩擦桩)的几根主筋向下延伸至孔底;混凝土表面接近钢筋笼底部时，放慢灌注速度。
4.3 导管进水
1、首批混凝土灌注后导管进水，混凝土储量不足，不能把导管底口封住;混凝土下落时导管提升太快，底口距孔底距离过大，使混凝土流出导管底口时流速过快，甚至全部流出导管;导管接头密封不严密。
2、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。
3、防治方法。导管使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等试验;首批混凝土储量必须满足导管初次埋置深度(H=1.0m)和填充导管底部间隙的需要。在灌注水下混凝土时应有一定的埋置深度，提升时速度要缓慢，严禁导管提出混凝土面。处理方法。对于第一种情况，可利用导管作为吸泥管，以空气吸泥方法将已灌注的混凝土拌和物全部吸出，改正操作方法后重新灌注。在钻孔灌注桩的施工过程中，一旦遇到问题，要沉着应对，分析原因，制订确实可实的方案措施，确保桩基础的质量。
随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩这一基础形式以其施工简便、适应性强、成本适中等特点，被广泛应用于公路桥梁及其他工程领域的基础施工中。但由于灌注桩属于隐蔽工程，若施工中稍有不慎或疏忽，就会出现灌注桩断桩的质量事故，不仅会给国家造成巨大的财产损失，还会严重影响施工工期及整体工程的质量和安全。因此，必须对灌注桩的成桩质量引起足够地重视，从桩基地质、钻孔工艺、护壁施工、钢筋笼上浮、混凝土配比、灌注等施工环节上严格把关，尽量避免断桩事故的发生。施工人员一定要按设计方案进行搭设，不能有随意性，确保安全!
参考文献：
[1] 张涛，桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的分析与处治[J];山西建筑，2005，31(6)：59-60.
[2] 张晖，张旭，浅析钻孔灌注桩施工质量通病与防治[J];中国科技信息，2010，(02)。
[3] 公路与桥涵施工技术规范0TJ 041—2000)[S]，北京：人民交通出版社，2000。