钢筋混凝土灌注桩施工质量控制

陈星 薛华

钢筋混凝土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。钢筋混凝土灌注桩以其对各种地质条件、各种地理条件广泛的适应性，单桩承载力高，无挤土效应，无震害，无噪音，施工对周围建筑影响小，施工机械简单等优点，广泛应用于高等级公路和高层建筑中。钢筋混凝土钻孔灌柱桩，广泛应用于土木水利工程。针对该类型桩基在施工过程中比较容易出现的质量问题，提出了一系列相应的质量控制措施。

钢筋混凝土；灌注桩；质量控制

1.施工方案的选择

接受施工任务后，首先应仔细研究勘察设计部门给出的地质资料及设计图纸和现场条件，确定施工入场机械设备、人员、材料，根据地质条件和现场情况合理地选择成孔机具和钻具，然后确定开孔施工顺序，成孔、灌注应互不影响，形成流水施工。合理布置现场，采用机械成孔的尤其要注意泥浆槽与泥浆坑及沉淀池的位置，以不影响钢筋骨架的入孔就位和混凝土的灌注现场为宜。

2.成孔的控制

人工挖孔灌注桩。地质条件良好，无地下水，孔深在10m以内无有害气体的灌注桩成孔，宜采用人工成孔的施工方案。如遇地下水位为10～15m的孔，笔者建议在不影响机械就位的情况下，采用人工开孔至地下水位以上，然后再机械施工至终孔的施工方案。这在施工前准备阶段劳动力的合理调配、现场布置及文明施工方面有很大的优越性；另一方面其所带来的经济效益是很明显的，尤其是野外高等级公路的桩基施工，首先尽可能的使机械节能降耗。通过经济分析，采用人工成孔和机械成孔相结合的方法比机械成孔的方法可节约资金20～30%，工期可缩短20%。

对护壁井圈的要求：开孔前，桩位必须放样准确，在桩位外设置定位龙门桩。安装护壁井圈模板必须用桩桩中心点校正模板，其位置与设计轴线的偏差不得大于20mm；护壁顶面应比场地高出150～200mm，壁厚比场地地标高面下的厚度大100～150mm，每节井圈高约1m；护壁的厚度不宜小于100mm，混凝土强度等级不得低于桩身混凝土，拉结钢筋、配筋应符合设计要求；上、下节护壁的搭接长度不得小于50mm,每节护壁应在当天完成，混凝土必须保证密实，如有渗水，应使用速凝剂修补，井圈模板拆除应在24h后进行，井圈混凝土有蜂窝、渗漏现象应及时补强，以防发生事故；同一水平面上的井圈任意直径的极差不得大于50mm；遇有局部或厚度小于1.5m流动性淤泥和可能出现涌土涌砂时，每节护壁井圈的高度可减小至300～500mm，并随挖随验随浇注混凝土；也可采用钢护壁井圈（即钢护筒）或有效的降水措施等方法进行处理。

清底和安放钢筋笼挖至设计标高后检测孔深并清理好护壁井圈上的泥土和孔底残渣及积水。符合设计要求后，立即安放钢筋笼并再次清理孔底残渣和封底、浇注桩身混凝土。

浇注桩身混凝土：人工挖孔灌注桩的桩长一般都大于3m，浇注混凝土应用串筒，串筒末端离孔底不宜大于2m。混凝土采用插入式振捣器振实；当孔底或孔壁有渗水影响混凝土浇注质量时，应采取有效措施保证混凝土的浇注质量。

泥浆护壁钻孔灌注桩施工技术，应符合下列要求：泥浆护壁成孔时，宜采用孔口护筒，护筒按下列规定设置：泥浆埋设应准确、稳定，护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm；护筒内径大于钻头直径100mm；护筒的埋设深度:在黏性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m,其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求;采用旋挖钻机施工时护筒的埋设深度不宜小于2.5m；受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩,护筒应加高加深,必要时应打入不透水层.除能自行造浆的黏性土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性黏土或膨润土。泥浆应按照设计配合比拌制，制备泥浆的性能指标应符合设计要求。泥浆护壁应符合下列规定：正、反循环钻机施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；旋挖钻机施工期间护筒内的泥浆面宜高出地下水位3.0m以上；在清孔过程中，应使用经沉淀处理或新制备的优质泥浆置换孔内未达标的泥浆；浇注混凝土前，孔底500mm以上的泥浆相对密度应小于1.25；含砂率小于8%；黏度小于28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取投掷黏土土块、加大泥浆相对密度等维持孔壁稳定的措施。清孔后和灌注水下混凝土前应检测孔底的沉渣厚度。不符合要求时应重新清孔直至沉渣厚度符合要求为止。泥浆护壁钻孔灌注桩应采用导管法浇注水下混凝土。水下混凝土必须具备良好的和易性，坍落度宜为160～220mm，水泥用量不少于360kg/m3。使用的隔水栓应有良好的隔水性能并保证能顺利从导管内排出。为此，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm，桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离。首次灌注混凝土时，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上。水下混凝土应连续浇注，且边灌注混凝土边提升导管，使导管埋深控制在2～6m范围内，严禁导管提出混凝土面，以防造成导管堵塞或断桩。

沉管成孔灌注桩施工技术，应符合下列要求：活瓣桩尖应有足够强度和刚度，预制桩尖混凝土强度不得低于C25；必须预先制定防止缩孔和断桩等措施，沉管过程中，应经常探测管内有无地下水或泥浆，如发现水或泥浆较多，应拔出桩管进行处理后再继续沉管；浇筑混凝土和拔管时应保证混凝土质量，混凝土的坍落度宜控制在70～100mm范围内,并确保其和易性,防止混凝土离析，桩管灌满混凝土后可拔管，管内应保持不少于2.0m高度的混凝土，拔管速度：锤击沉管时应为0.3～1.0m/min。4m/min2.5m/min；锤击沉管扩孔灌注桩施工时，必须在第一次灌注的混凝土初凝前完成复打工作，第一次灌注混凝土的高度应高于地下水位和桩顶设计标高，复打前，应把桩管外壁的污泥清除，桩管每次打入时，中心线应重合。夯扩桩施工前宜进行试成桩，详细记录混凝土的分段灌入量、外管上拔高度、内管夯击次数、双管同步沉入深度，并检查外管的封底情况，有无进水、涌泥等，经核定后作为施工质量的控制依据。振动沉管灌注桩采用单打法时，每次拔管高度应控制在50～100cm；采用反插法时，反插深度不宜大于活瓣桩尖长度的2/3；沉管成孔灌注桩任意一段平均直径与设计直径之比严禁小于1。实际浇筑混凝土量严禁小于计算体积。混凝土强度必须符合设计要求。

干作业成孔灌注桩施工技术，应符合下列要求：螺旋钻机钻孔时，应保持钻杆垂直位置正确，防止钻杆晃动扩大孔径及增加孔底虚土，钻进中遇到地下水、塌孔等异常情况应同有关单位研究处理。钻孔扩底桩应根据电流值或油压值调节扩孔刀片切削土量，防止出现超负荷现象。成孔后应用探测器检查孔径、深度和孔底情况，并将回落土及泥水清除干净并加盖保护。浇筑混凝土前应在钢筋笼放入后再次检测孔内虚土厚度且符合要求后方能浇筑混凝土。坍落度宜控制在80～100mm，并分层浇捣密实。每层浇注厚度约500～600mm，最大不得超过1500mm。若为扩底成孔灌注桩，混凝土第一次先浇注到扩大头的1/2高度处，即可安设钢筋笼并继续灌注混凝土到扩底部位的顶面后，再分层浇注桩身部分混凝土，混凝土浇注时，应随浇随振捣。为防止混凝土离析，桩孔中应挂长串筒。实际浇注的混凝土量严禁小于计算体积。

3.钢筋笼制作及就位的控制

制作。由于钢筋笼是在平面制作平台上制作，为确保骨架的成型质量，应按施工规范的要求，增设加强支撑箍筋，必要时还应该在支撑圈内设三角或十字支撑，入孔时若影响下导管则应取掉。钢筋焊接应采用双面焊接，螺旋箍筋应采用梅花点焊。笼底螺旋箍筋应在距笼底2m范围内满焊，以防初盘混凝土入孔时冲击

力过大，使螺旋箍筋移位，笼身变形。条件允许时钢筋笼应制作成整笼，采用可靠的起吊方法如4点起吊动滑轮起身的方法，整笼入孔。条件不允许的情况下，如桩身过长，则必须采用笼身对接的方法。笼身对接必须采用焊接且严格按规范执行，确保接头质量。

入孔就位。钢筋笼整体吊装时应采取有效措施防止钢筋笼变形。为确保钢筋有足够的保护层厚度，除钢筋笼的自身保护层限位筋之外，现场施工还应该准备4根6m长的钢管，一头焊钢筋钩子挂于护筒上沿，沿孔壁伸于孔内。然后将钢筋笼下到设计标高。校验钢筋笼的中心位置和标高后．将笼顶挂钩与插杠点焊，并用大道钉将插杠与枕木固定牢，并在以后的施工中随时观察，以防钢筋笼移位。

4.灌注混凝土的控制

原材料及配合比。混凝土灌注桩的材料质量：粗骨料应采用质地坚硬的卵石、碎石，其粒径宜用5～40mm连续级配；含泥量不大于2%，无垃圾及杂物；细骨料应选用质地坚硬的中砂，含泥量不大于3%。无有机物、垃圾、泥块等杂物；水泥宜用强度等级为3.25、4.25的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，使用前必须有出厂质量证书和水泥现场取样复试试验报告。钢筋应具有出厂质量证明书和钢筋现场取样复试试验报告。混凝土配合比应经试验室试配。

由于混凝土在泥浆中灌注和养护，故应将强度提高10％。为确保浇灌顺畅，还应有良好的和易性和流动性，砂率应控制在40～45％内。水孔灌注混凝土，塌落度控制在18～20cm；干孔灌注混凝土，塌落度控制在7～9cm。