浅谈钻孔灌注桩施工的质量控制

倪志华

摘要：钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土)，成为桩基础的一种工艺。本文阐述了钻孔灌注桩的应用和发展状况，介绍了钻孔灌注桩的施工方法和施工技术，探讨了钻孔灌注桩施工的质量控制措施。

关键词：钻孔灌注桩应用发展状况施工方法施工技术质量控制措施

中图分类号：U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，如桩的各种检测方法基本上都是在一定的假设模型的基础上进行参数测定和检验，并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果，同一个桩基工程，各检测单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经验的差异，其结论偏差很多时候也时有发生。加强桩基工程检测是一个手段，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于过程管理。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制都能得到保证。

一、钻孔灌注桩的应用和发展状况

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法，在地层中按要求形成一定形状(断面)的井孔，达到设计标高后，将钢筋骨架吊入井孔中，再灌注混凝土(有地下水时灌注水下混凝土)，成为桩基础的一种工艺。美国在上世纪初、欧洲于上世纪40年代初开始使用，但当时的钻孔工艺和设备尚不完善，钻孔的直径也较小，桩的承载力不高，故使用的不多。

上世纪50年代末期，钻孔灌注桩基础被应用于我国的公路桥梁上，当时河南省首创用人工转动钻头钻孔，后逐渐在全国发展到冲抓锥、冲击锥、正反循环回转钻、潜水电钻等多种设备和钻孔工艺，应用规模不断扩大。到上世纪90年代初，钻孔直径已达到300m以上，桩长已达到l00m以上。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，并向大直径、多样化方向发展。钻孔工艺水平不断提高，特别是引进了许多国外先进的大功率全液压钻孔机械，对国内钻机进行研制改进，基本上适应了大直径深水基础桩基施工的需要。

二、钻孔灌注桩的施工方法和施工技术

1、钻孔前的准备工作

（1）钻机

钻机按成孔方法和出渣的特点大体分为：螺旋钻、正循环回转钻、反循环回转钻、潜水钻、冲抓钻、冲击钻、钻头钻等七种主要类型，在选择钻机时应根据钻机的适应范围和地质情况选择合适的钻机。

（2）场地准备

钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸、钻机数量和钻机底座平面尺寸、钻机移位要求、施工方法以及其他配合施工机具设施布置等情况决定。

施工场地或工作平台的高度应考虑施工期间可能出现的高水位或潮水位，并高出其上0.5m～1.0m。

施工场地应按以下不同情况进行整理：

1)场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实。钻机底座不宜真接置于不坚实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

2)场地为陡坡时，可用枕木或木架搭设坚固稳定的工作平台。

3)场地为浅水时，宜采用筑岛方法。当水不深，流速不大，根据技术经济比较采取截流或临时改河方案有利且不影响群众利益时，也可改水中钻孔为旱地钻孔方案。

4)场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台。工作平台可用木桩、钢筋混凝土桩或钢管桩做基桩，顶面纵横梁、支撑架可用木料、型钢、万能杆件、贝雷架片或其他材料搭设。平台应能支撑钻孔机械、护筒加压、钻孔操作及灌注水下混凝土时可能发生的全部重力。要有足够的刚度，保持稳定，并考虑洪水季节能使钻机顺利进入和撤出场地。

（3）护筒

1)护筒的作用

护筒有固定桩位，引导钻头(锥)方向，隔离地面水免其流入井孔，保护孔口不坍塌，并保证孔内水位(泥浆)高出地下水或旋工水位一定高度，形成静水压力(水头)，以保护孔壁免于坍塌等作用。

2)一般要求

①用钢板或钢筋混凝土制成的埋设护筒，应坚实不漏水；护筒入土较深时，宜以压重、振动、锤击或辅以筒内除土等方法沉入。

②护筒内径应比桩径稍大。

③护筒顶端宜高出地下水位1．5m～2．0m。

④护筒的埋设深度：旱地或浅水处，对于粘质土不小于1．0m～1．5m；有冲刷影响的河床，应埋入局部冲刷线以下不小于1．0m～1．5m。

另外，还要准备一定的泥浆。

2、钻孔灌注桩的施工工艺流程

钻孔灌注桩的施工有很多工序，因成孔方法不同和现场情况各异，施工工艺流程也不完全相同。但大体上包括平整土地、桩位放样、埋设钢护筒、钻机就位、钻孔、成孔检验、监理工程师验孔、清孔、安放钢筋骨架、安放导管、灌注水下混凝土、拔除钢护筒、成桩检验等步骤和流程。

当同时进行几根桩或几个墩台施工时，要注意他们之间的密切配合，避免相互干扰和冲突，并尽可能地做到均衡适用机具和劳动力。从一根桩或一个墩台完成施工转到下一根桩或下一个墩台时，既要抓好新钻孔的工作，也要做好已成桩或墩台的养护和质量检查工作。

3、成孔质量控制

钻孔灌注桩成孔质量控制要求如下表1所示：

表1 钻孔灌注桩成孔质量允许偏差

三、钻孔灌注桩施工的质量控制措施

1、桩位的测放采用方位一距离法和两线交汇法在建筑物周围，要设定测量点。进行方位测量时，保证测量的误差低于允许的范围之内。对桩位测量完后，还要进行重复的方位测量，保证在机械运作前，每一根桩位的位置误差满足要求。施工中要严格控制垂直度，这也直接影响着桩位的偏差。这种偏差如果太大会造成桩的承载力降低，桩质量达不到要求。为确保桩身垂直度偏差小于1％，施工机械安装就位时，要运用仪器进行严格的检测，且钻杆的垂直度小于1％，在钻进进行中也要时刻检查垂直度，保证垂直钻进。

2、断桩控制

（1）灌注砼前，应作好灌注砼的准备工作，包括检查材料是否完备。还要检查施工的安全防范措施是否完善，保证整个工序的连续性和顺利性，避免在灌注进行中的停顿，影响工程质量。

（2）灌注用的砼一定要符合相关的规定，在配置时要严格按照国家的相关要求，一定要具有良好的流动性和易性，其坍落度宜保持在16～20cm。质量监测人员要经常检查砼的配方、坍落度，砂、石、水、水泥等必须过磅，按规定执行。在更换水泥时，要保证水泥生产厂家的正规性，以及检查好水泥型号是否符合设计要求，并做配合比试验。

（3）桩孔成孔后，由于孔底有沉渣，所以必须严格认真的进行清孔工作，必须严格检查孔底的沉渣厚度。当孔底的沉渣超过了规定的厚度时，需要用清洗液进行清孔，并结合采用大口径短取粉管捞砂或压风机排砂，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定。冲孔后要及时灌注砼，以免时间一久，孔底沉渣增厚。

（4）灌注前应用清水冲冼漏斗和导管，检查导管的对盘或丝扣联接是否密封。灌注过程中除做好灌注记录外，还应随时观察、记录出现的一些现象，并及时分析判断灌注质量好坏或是否出现灌注事故。

3、钢筋笼上浮控制措施。控制好导管埋入砼的深度，最大不超过6m，最小也不应该小于5m，并且应特别注意避免导管底端出口位于钢筋笼底口上下2m之内的位置。制作的钢筋笼要保证其牢固性，并将每根笼身的长度设计好；钢筋笼对接要轴线一致，避免偏斜。下放导管要位置居中，平稳下放，防止卡挂钢筋笼，从而避免导管上提时钩挂钢筋笼：法兰盘连接的导管，为防止挂住钢筋笼，在法兰处加焊护罩效果较好。灌注砼至钢筋笼底时，应稍放慢灌注速度，并且要均匀连贯地灌注，灌注速度通常控制在10m/h左右，待笼底全部插入砼后，方可恢复正常灌注速度。切莫猛提导管或增量灌注，避免砼的浪涌浮力。

随着灌注桩施工工艺的日渐成熟和普遍推广，施工中的问题也是各种各样，这需要我们在开工前就进行预控，在施工中进行严控，对施工中出现的问题应分析透彻，处理措施得当、有效。

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