谈钻孔灌注桩施工的质量控制

摘要由于钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性，施工工艺复杂，质量较难控制。文章通过质量控制原理，结合钻孔灌注桩施工工艺特点，详细分析和论述事前、事中和事后施工质量控制要点。

关键词钻孔灌注桩；施工；质量控制

作者简介蓝海松，来宾市武宣县公路局工程师，研究方向：公路工程，广西武宣，545900

中图分类号TU712+3文献标识码A文章编号1007－7723(2009)03－0154－0003

一、前言

目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等，可能造成质量事故。因此，施工中必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控，采取各种有效预防措施，才能保证和提高钻孔灌注桩的成桩质量。

二、施工过程及控制

(一)质量控制目标

钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标：

1、成桩过程各项指标，包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求。

2、预留混凝土试块强度满足规范要求。

3、桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺陷。

4、桩极限承载力满足规范规定的验收指标。

(二)施工工艺流程和施工准备

1、施工工艺流程

(1)施工程序的安排：主要是各桩的施工成桩先后次序。

(2)施工机械设备的选择：

1)适应地层特点和施工工艺的要求；成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。

2)适应施工现场的场地大小、场内搬迁、工期要求、供水、供电条件等。

3)灌注桩施工工艺：主要是成孔、成桩各工序的操作工艺，它是施工方案的核心。钻孔灌注桩成孔、成桩的一般工艺流程如下：测量放线定桩位埋设护筒桩机就位调整平整度成孔第一次清孔混凝土搅拌废泥浆排放泥浆沉淀拌制护壁泥浆钢筋笼制作灌注水下混凝土二次清孔、沉渣测定安放导管吊放钢筋笼质量检测成桩质量检测。

2、施工准备

(1)施工前首先要做好场地平整，探明和清除桩位处的地下障碍物，按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统、施工设施布置、材料堆放等有关布设。

(2)施工前应逐级进行图纸和施工方案交底，并做好原材料质量检验工作。

(3)护筒位置应埋设准确和稳定，护筒与坑壁之间用粘土分层回填夯实，护筒与桩位中心线偏差不得大于50mm，倾斜度不大于1％高度宜高出地面0.3m或水面1.0－2.0m。护筒埋置深度应根据设计要求或水文地质情况定，一般超过杂填土埋藏深度0，2m，在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，同时应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。有冲刷影响的河床，沉入冲刷线不小于1.0－1.5m。

(4)试成桩：目的是核对地质资料，检验所选设备、机具、施工工艺及技术要求是否合适。试成孔过程中，应根据持力层情况，决定选用钻头型式，选择合适的清孔方式。成孔结束后应检验孔径、垂直度、孔壁稳定和沉渣泥浆密度等指标是否满足设计要求。如满足，试成孔的施工工艺参数即为施工时选择工艺参数的依据。

(三)施工过程质量控制

在施工过程中的质量控制环节必须对测量定位、终孔、清孔、下放钢筋笼、浇灌砼等工序进行重点质量监控。

1、成孔过程质量控制

(1)成孔过程质量控制程序

1)检查孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并记录。

2)钻进时检查地质情况是否与设计相符，与柱状图进行对比，检查是否入岩，并对入岩深度及时记录。

3)终孔检查孔深、孔径、标高是否满足设计要求。

4)清孔检查泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。

(2)成孔过程关键点质量控制

1)孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，有关规范规定，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100mm(浙江要求为50mm)、磨擦桩为300mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求。究其原因，主要是由于泥浆性能不符合要求。影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够；若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚的泥皮，无形之中减少了桩径。泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1.1－1.2、粘度以18－25s为宜。钻孔结束后，在进行一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后再对终孔进行检验。根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。

2)孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。首先，应认真审阅场地工程地质勘察报告，对地层情况做到心中有数；其次，必须严格按规定埋设钢护筒，保证孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要防止偏斜；再次，在特殊地层钻进应采用优质冲洗液护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的做法来抑制不稳定段地层的坍塌；最后，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，要及时灌注混凝土，减少沉渣时间，以保证桩身质量。

2、灌注过程质量控制

(1)钢筋笼

1)钢筋笼宜分段制作，连接时50％的钢筋接头应予错开焊接，对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。

2)钢筋笼入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，严禁强制性下放钢筋笼，以免造成钢筋笼变形、孔壁塌孔。钢筋笼就位后，还应将钢筋笼上端焊固在护筒上，可减缓砼上升时的顶托力，防止其上升。

(2)混凝土浇灌

1)混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，一般应控制在18－22cm范围内。要配制出合理坍落度的混凝土来保证桩身质量。

2)导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，必须予以严格控制。在开浇时，

料斗必须储足一次下料能保证导管埋人混凝土达1.0m以上的混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，导致开浇失败；在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拔出混凝土面，导管埋深一般应控制在1－6m，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。

(3)桩头质量控制

1)根据规范规定当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。在实际施工中，超灌量控制不当是经常存在的问题，超灌量过大，造成浪费；超灌量不足，桩质量不能得到满足。另外，在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量产生极大影响。所以，必须重视影响桩头质量的因素，要求采取如下控制措施：1)严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层；2)施工中应测准混凝土上升面标高；3)应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0.5－1.0m的超灌高度；4)清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样，孔底50cm范围内的泥浆比重≤1.25、粘度≤28s；5)在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在1－6m范围。

(四)质量检测

1、质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求，这是决定能否进行下一道工序施工的一个关键环节，往往会出现检验合格而实际却发生质量事故的情形，除人为因素弄虚作假外，客观来说是检验手段不当所致。目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有钻芯法、动测法、声波透射法及射线法，以及静荷载试验法。静载荷法比较直观，得出的数据容易让人信服，但缺点是堆载的重量常常达到数百吨，操作不便、费工费时；动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度，测出长度的误差一般在±300 mm；取芯法缺点是取芯深度有限；目前只有声波透射法，其机理明确、设备简单、使用方便、检测准确可靠，能测出桩身的完整性、均匀性而被广泛应用。仅采用静荷载法不能保证施工后沉降达到设计要求；目前动测法还不能直接测出承载力值。因此，把静载荷法和动测法结合起来较为合理。

2、钻孔灌注桩桩基分项(分部)工程验收包括隐蔽工程验收和检验批(单元工程)、分项工程验收。隐蔽工程验收在被验收工序施工完毕后下道工序施工前进行；检验批、分项工程验收在基坑开挖至设计标高后组织验收。这两项验收均应在施工单位自检合格的基础上进行。施工单位确认自检合格后提出工程验收申请，验收由监理工程师或建设单位项目负责人组织勘察、设计单位及施工单位的项目负责人、技术质量负责人，共同按设计要求、验收规范及其他有关规定进行。

三、结语

施工人员要认真学好专业基础知识，自觉实践，一丝不苟，认真总结，正确应用有关规范；熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求，不断提高自身的业务素质和技术水平，抓好施工准备、成孔、清孔、水下砼灌注等各个环节的质量控制，采取各种有效的措施，保障灌注桩的成桩质量。