浅谈陆地钻孔桩施工质量控制

马卫东

（太原铁建天和工程公司，山西 太原 030001）

钻孔桩是在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔桩基础施工简便、操作方法易撑控、设备投入不是很大，因而无论是在铁路、公路、水利水电等大型建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。在铁路方面，为适应大规模高标准铁路建设需要，全面落实质量、安全、工期、投资效益、环境保护、技术创新“六位一体”建设管理要求，施工技术人员必须熟悉钻孔桩施工工艺，熟悉钻孔桩易发生质量问题的各个环节并严加控制，杜绝质量弊病的出现。一旦出现问题应认真分析，采取切实可行的措施进行解决，使成孔顺利进行。

1 钻孔桩基础施工

钻孔桩基础无论是钻孔，还是灌注混凝土都是在水下进行,整个过程不像其他工程可以观察监督，成桩后也无法开挖验收，只能通过严格的过程控制和完工后的仪器检测来判断质量的合格与否。因此，要求相关作业人员在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，控制好施工当中的每个环节，争取将隐患消除在施工过程中。

1.1 钻孔灌注桩施工工艺

场地准备→桩位放样→埋设护筒→钻机就位→泥浆制备、钻进→成孔检测→清孔→安放钢筋笼→安放导管→混凝土施工→桩头处理→基桩检测。

1.2 钻孔桩的质量控制

1.2.1 测量控制

钻孔桩的桩位测量是钻孔桩质量控制的第一环节。测量放样是施工中最常见的基础工作，在钻孔桩施工中很多技术人员认为其简单，而忽视它的最要性，因此往往会发生桩位偏差的现象。2005年在阳曲县公铁立交桥桩基桩位放样中，由于施工地段狭窄，放出的桩位无法采用护桩复核，护筒埋设好后，便直接钻进，成桩后，等承台基坑开挖完毕，放样承台十字轴线时发现其中有两根桩桩位偏移15 cm，超出了规范要求。虽然最终采取措施进行了弥补，但却给项目部造成了经济损失。由此可见，桩位测量在钻孔桩施工中是一个不容忽视的重要环节，想要得到控制，必须做到以下几点：一是要在桩位放样前，测量人员必须掌握每个墩台桩位总体布置和细部结构尺寸，并结合现场条件确定适宜的放样方法；二是在放出桩位后，对其换手测量复核，无误后放样护桩对其进行控制，并详细记录测量数据，向作业人员进行书面交底；三是在埋设护筒后依照交底，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差（小于等于50 mm），并同时检查护筒周围的黏土回填是否密实，护筒位置是否稳定，以防钻孔过程中发生漏浆现象；四是钻进过程中经常校核钻杆的垂直度，以防斜孔现象的发生；五是护筒埋设后，对筒顶标高进行测量，计算出实际要钻的孔深及相关数据，为钻进深度和灌注桩长提供依据。

1.2.2 泥浆控制

泥浆的主要作用是提高静水压力、保护孔壁,通过泥浆循环把钻渣排出孔外达到减少沉渣的目的，除此之外，泥浆还具有冷却钻头和润滑钻头之功效。

在钻孔前通过钻探资料了解地质情况，为砂类土、碎（卵）石类土或黏土夹层时，应制备泥浆护壁。钻孔时入孔泥浆比重控制在1.1~1.3之间，其稠度过大会影响钻进速度，过稀则不利于护壁和排渣，因此控制稠度：一般地层为16~22 s、松散易坍的地层为19~28 s。排出泥浆的比重控制在1.2~1.4之间；当穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层时排出泥浆的比重可增大至1.3~1.5。在施工过程中除控制以上两项指标外，还应重视泥浆的黏度，土层不同，对泥浆黏度要求也不同，在混有砂土的淤泥层中，泥浆黏度控制在20~23 Pa.s之间，在砂土中控制在23~45 Pa.s之间，在沙砾层应大于45 Pa.s。这些指标眼观无法准确把握，只有用检测仪器测量，因此在过程中应勤测量，一旦发现泥浆指标过大或过小，应尽快采取措施，以防造成塌孔，带来不必要的经济损失。

1.2.3 成孔控制

成孔是钻孔桩施工中相当重要的一个环节，其质量把控不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜等现象，还将直接影响桩身质量并造成桩的承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：一是确保桩孔的的垂直度，这是钻孔桩顺利进行的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直度，应采取扩大、整平、夯实钻机工作平台，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。二是泥浆护壁技术，泥浆护壁是钻孔桩施工的又一重要环节，泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。三是确保桩位、桩顶标高和成孔深度。在施工过程中原地面的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上留出长度来校验成孔达到深度，或测量出护筒顶标高，计算出桩孔应钻进的深度，成孔后复核护筒标高，用测绳测量成孔达到的深度。四是要做好记录，当出现异常情况时有原始资料供查。五是成孔后利用探孔器对孔径和垂直度进行检查。

1.2.4 清孔控制

清孔是采用泥浆循环流动，冲击桩孔底部的沉渣，使渣粒悬浮起来，通过泥浆的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔。沉渣的厚度直接影响灌注桩的承载能力。因此，在施工时采取以下措施对其质量进行控制：一是灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到排出的泥浆和起初入孔的泥浆比重接近为止；二是清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔；三是当钢筋笼下孔后，再次测定沉渣厚度，不符合要求时进行第二次清孔，第二次清孔完成后，立即进行混凝土浇筑，以免沉渣厚度再次增厚，从而影响成桩质量。

1.2.5 灌注混凝土控制

灌注水下混凝土，是成桩的最后一道工序，施工质量至关重要。

原材的质量是成桩质量与否的一个重要环节，因此在施工中要严格检查验收进场原材料的质保书（水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告），不合格材料严禁使用。施工配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，并要保证用量的准确性。在阳曲县公铁立交桥桩基灌注时，因混凝土的搅拌时间不够，出罐的混凝土颜色不均，制作的混凝土试件强度不够，混凝土过稀，造成灌注过程中砼不落管，致使成桩不能顺利进行，虽然最后费了周折，完成了施工任务，但此桩已达不到一类桩的质量标准。从这个实列中可以看出，混凝土搅拌时间不足将直接影响桩身的强度，再加上坍落度不达标，甚至会造成断桩现象。因此在施工中一定要严格控制混凝土的搅拌时间，一般混凝土要求搅拌时间为2 min，掺加外加剂时宜延长1 min，混凝土坍落度应控制在18~22 cm之间。

首批混凝土灌注时，混凝土的初存量应保证灌注后，使导管埋入混凝土的深度不小于1.0 m，否则会出现桩底混凝土中掺有泥浆或钻渣，影响成桩质量。混凝土灌注过程中应经常测探孔内混凝土面高程，及时调整导管埋深，导管埋深宜在2~6 m，最小埋深任何时候不得小于1.0 m，除以上规范要求之外，在施工中调整导管埋深时，抽动导管的速度要均匀，保证有序的拔管和连续灌注，并且升降导管的幅度不宜过大，否则会造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落、桩身夹泥的现象，给桩身带来质量缺陷。

2 钻孔桩出现异常情况时的预防及处理措施

2.1 桩孔缩孔

出现缩孔后：使用探孔器检查成孔时，探孔器沉入一定部位后受阻，这说明钻孔某一部位的孔径不符合设计要求，或从某一部位开始，孔径逐渐缩小。出现这种现象的原因有以下几种：一是地质构造中含有软弱层，在钻孔通过该层中，软弱层在土压力的作用下，向孔内凸出形成缩孔；二是地质构造中塑性土层，遇水膨胀，形成缩孔；三是钻头磨损过快，未及时补焊，从而形成缩孔。缩孔一经发生，钢筋笼不能沉入孔内，成桩无法进行，因此应采取以下几种预防或处理措施，使成桩顺利进入下一道工序：一是根据地质钻探资料及钻孔中的土质变化，若发现含有软弱层或塑性土时，要注意经常扫孔；二是经常检查钻头，当出现磨损时要及时补焊，把磨损较多的钻头补焊后再进行扩孔至设计桩径。

2.2 桩孔坍孔

桩孔坍孔就是在钻孔过程中或成孔后孔壁坍塌的现象。发生这种现象经过分析存在以下几种原因，并且任何一个原因的出现，都将造成坍孔现象。一是由于泥浆稠度小，护壁效果差，或护筒埋置较浅，或周围封堵不密实而出现漏水，或护筒底部的黏土层厚度不足，护筒底部漏水等原因，造成泥浆水头高度不够，对孔壁压力减少造成坍孔；二是泥浆相对密度过小，致使水头对孔壁的压力不足造成坍孔；三是在松软砂层中钻孔时进程过快，泥浆护壁形成较慢，孔壁渗水造成坍孔；四是钻进时未连续作业，中途停钻时间较长，孔内水头未能保持在孔外水位或地下水位线以上2 m，降低了水头对孔壁的压力造成坍孔；五是操作不当，提升钻头或吊放钢筋笼时碰撞孔壁造成坍孔；六是钻孔附近有大型设备作业，或有临时通行便道，车辆通行时产生振动造成坍孔；七是清孔后未及时浇注砼，放置时间过长造成坍孔。可见，造成坍孔的原因复杂，因此当出现坍孔现象时，一定要经过地质资料或钻孔记录认真分析，找出原因，制定切实可行的有效措施：一是在钻孔附近，不要设临时通过便道，禁止有大型设备作业。二是在陆地埋置护筒时，应在护筒底部和周围夯填黏土，注意要夯实，以保证护筒稳固和防止地面水的渗入。三是应根据设计部门提供的地质勘探资料，选用适宜的泥浆比重、泥浆黏度和适宜的钻进速度。如在砂层中钻孔时，应加大泥浆稠度，选用较好的造浆材料，提高泥浆的黏度以加强护壁，并适当降低进程速度等。四是钻孔时要连续作业，无特殊情况，中途不得停钻。五是提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁。六是若浇筑准备工作不充分，暂时不要进行清孔，清孔合格后要及时浇筑砼。

3 结束语

总之，在钻孔过程中由于地质条件不同，采用的钻机不同，施工队伍的操作水平不同出现的问题也各不相同，并且钻孔桩的整个施工过程是在水下进行，质量检查困难，要保证其质量，还得以人为本，所以说现场管理人员必须具有高度的责任心，以防为主，以控为纲，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，当出现问题时要搜集相关资料多加分析、多加总结，找出原因，采取有效措施解决问题，从而更有效地杜绝陆地钻孔桩施工中质量弊病的发生。