浅谈钻孔灌注桩基础的施工及其质量控制

李 根 陈艳培

（平顶山市凯达工程监理处，河南 郑州 467000）

1 钻孔施工

1.1 场地清理

1.1.1 场地为旱地时，应清除杂物，铲除软土，整平夯实。

1.1.2 场地有水时宜用筑堤施工。

1.1.3 钻机及护筒安装

1.1.3.1 钻机顶部起至滑轮槽缘，固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并应对准桩位中心线，其偏差不得大于2cm，钻机直径不小于设计直径。

1.1.3.2 护筒

护筒有固定桩位、保护孔口不坍塌，隔离地面水和保持孔内水位高出施工水位以维护孔壁及钻孔导向作用。对护筒制作、埋设或沉入的要求：

（1）护筒的内径应大于钻头直径20～40cm。

（2）护筒顶高：在旱地时应高出地面0.30m，在水中，当地质情况良好，不易坍塌时宜高出施工水位1.0～1.2米；当地质不良易坍塌时，宜高出施工水位1.5～2.0m。

（3）在旱地或浅水处，护筒底端在埋入天然地层，其埋设深度不应小于1.0～1.5m。

（4）钢护筒加长可采用拼装螺栓加橡胶垫连接。

（5）护筒平面位置的偏差不得大于5cm。

1.2 泥浆

1.2.1 土层本身为粘性土时，能在钻井中形成合格的泥浆。

1.2.2 若采用亚粘土时，其塑性指数不宜小于15，大于0.1mm颗粒不宜超过6%；一般地层泥浆相对密度1.0～1.25,粘度16～22秒；松散易坍地层泥浆相对密度1.2～1.8，粘度19～23秒。

1.3 钻孔

1.3.1 钻孔中应填写好《钻孔桩原始记录表》。

1.3.2 钻孔应一次完成，不得中途停止，遇到事故必须及时处理。

1.3.3 钻孔打到设计要求深度后，应及时进行孔深、孔位、孔径及垂直度的检测，确认满足设计要求后方可进行清孔和灌注水下混凝土的准备工作。

2 清孔

2.1 终孔检查后，应及时进行孔底清理，以免间隔时间过长，发生钻渣沉淀造成清孔困难或坍塌。

2.2 不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时必须注意保持孔内水头，以防坍孔。

2.3 用换浆法或掏渣清孔时，应检查孔口溢出的泥浆或孔底提出泥浆的指标。灌注混凝土前，孔底沉淀厚度应不大于设计规定。当设计无要求时，对于直径≤1.5m的装≤300mm；对于桩径＞1.5m的桩或桩长＞40m或土质较差的桩≤500mm。

3 水下混凝土的配制

3.1 水泥强度等级不宜低于42.5，并且每立方米混凝土水泥的用量不得小于350kg，其初凝时间用标准方法试验时，不宜早于2.5～3.5h。

3.2 粗骨料宜用卵石，如用碎石则含砂率应增加约30%，并有良好的级配；最小粒径不小于5mm，最大粒径不大于导管内径的1/6～1/8和钢筋最小间距的1/4，同时应不大于40mm。

3.3 混凝土含砂率宜采用40%～50%，水灰比宜用 0.5～0.6。

3.4 混凝土的坍落度以16～22cm为宜，并且应具有足够的流动度。

3.5 混凝土的实际初凝时间应满足灌注工作时间的需要。

3.6 应混凝土的实际配制标号宜比设计标号提高10～15%。

3.7 灌注前混凝土的配合比及其试验结果符合规范要求才能投入使用。

4 钢筋笼的制作

4.1 钢筋笼的制作必须按照设计图纸，钢筋、骨架的绑扎，焊接应符合对于钢筋性能要求的规定。

4.2 钢筋笼上端应焊的吊环不宜小于4个；为确保 保护层的厚度，应在钢筋笼的周围主筋上每隔适当距离对称的设钢筋“耳环”缓凝土方块等措施。

5 钢筋笼和导管的吊装

5.1 在钻孔终孔并进行清孔，检测后，应尽快吊装钢筋笼，入孔时应对准孔位轻放，入孔后应牢固定位。

5.2 钢筋笼分节吊装，就地焊接时，上下节主筋位置应对准，轴线应一致，焊接质量符合质量要求。

5.3 导管内径应一致，内壁光顺，有足够的密封性和坚固性，并做水密试验。

6 水下混凝土灌注，导管注入法

6.1 在吊装钢筋笼和导管后、灌注混凝土前应对孔底沉淀层再测一次，应符合规范要求。

6.2 为满足清孔、处理灌注事故和保持孔内水头压力的需要，灌注混凝土期间，应尽量准备吸泥机、高压射水管和潜水泵等设备。

6.3 开始灌注时，导管下口至孔底间距一般宜为20～40cm。

6.4 开始灌注后，导管的初次埋深一般不小于1.0m，灌注应连续进行。拆除导管一般不超过15min，并不得中途停工。必须认真填写好《水下混凝土灌注记录》。

6.5 子灌注过程中，应经常探测混凝土面的高度，及时提升和拆除导管，要求导管的埋置深度一般为2.0～4.0m，最大埋深不得大于6.0m。

6.6 混凝土由远距离运至灌注地点时，应进行检查，如有离析、坍落度不符合要求等现象，应在不提高水灰比的原则下重新拌和，重新拌合后仍不能达到要求者，不得使用。

6.7 灌注的桩顶标高应比设计预加一定厚度，以清除泥浆，确保桩顶质量；适宜的预加高度应按实际情况通过实践求出，一般不小于0.5m，较深的桩宜不小于1.0m。

6.8 在灌注混凝土时每根桩应将灌注混凝土抽样2-3组试块，并应编号妥善保管，做强度检测。

6.9 有关混凝土灌注情况，如灌注时间、混凝土面的深度、导管深度、拆除以后发生的异常现象等均应填入《水下混凝土灌注记录》中。

7 质量检验

7.1 钻孔的质量检验；

钻孔、清孔和钢筋笼下放完毕，以及桩的混凝土灌注后，应进行质量检验，并填写《钻孔灌注桩质量检验单》。

7.2 桩的质量检验；

主要是指灌注水下混凝土质量的检验、桩身质量检测（结构完整性检测和单桩承载力检测），检测工作由具有相应资格的部门进行。

8 、钻孔灌注桩施工质量缺陷防治措施

钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。施工中易出现的质量问题有：坍孔、缩孔、断桩和孔位偏斜。

8.1 坍孔

在钻孔过程中，如果出现钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣明显增加，而进尺慢或停止，就表示有坍孔。一旦坍孔，钻孔就无法进行，易造成掉钻、埋钻事故。

8.1.1 引起坍孔的原因：

(1)成孔速度太快，泥浆护壁来不及形成泥膜，泥浆浓度和密度不足，起不到可靠的护壁作用；(2)护壁深度不够，下端孔口处于软弱，在孔内水压力下产生漏水；(3)钻孔直接触及护筒，由于震动使孔口坍塌。

8.1.2 预防措施：

(1)督促施工单位提高泥浆质量，选用相对密度、粘度、胶体率较大的泥浆，如果钻孔土质是粉质砂土或亚粘土应增加粘土来制浆；(2)增加护筒的埋置深度，使护筒底端不漏将，确保孔内水压力大于孔外，增加孔壁侧压力。

8.1.3 处理方法

(1)如果发生的孔口坍孔能用加大泥浆浓度来控制水位差，能使孔壁不再坍塌即可；如果不能停止时，当发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并立即回填钻孔，重新埋设深埋护筒，并将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。(2)如果发生空内坍孔时，回填砂和泥土混合物，待回填物沉积密实后在进行钻进。

8.2 缩孔

产生孔径小于设计空值现象称为缩孔，缩孔会产生钢筋笼保护层过小及降低桩承载力的质量问题。

8.2.1 产生原因

(1)钻机补焊不及时，严重磨损的钻锥钻出的比设计桩径稍小。(2)钻进土层中有软粘土，遇水膨胀后使孔径缩小。(3)清孔不彻底，泥浆中含泥块较多，再加上终灌拔管过快，引起桩顶周边夹泥，导致保护层厚度不足。(4)孔内水头下降，对孔壁静水压力减小，导致局部对孔壁土层失稳坍塌，造成桩身夹泥或缩径。

8.2.2 预防措施

(1)经常检查钻具尺寸，并督促施工单位及时补焊或更换锯齿，有软素土时，采用失水率小的优质泥浆。(2)清孔时，要做到清渣不清泥，防止清孔后浇筑混凝土过程中局部坍孔，导致缩径产生。

8.2.3 处理方法

如果产生缩径，采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。

8.3 断桩

断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开使混凝土变质或截面受损，从而使桩不能满足受力要求。

8.3.1 形成原因

(1)首灌混凝土量不足，不能埋住导管底部，从而形成断桩。(2)混凝土坍落度过小或石料粒径过大，导管直径过小堵管，当处理不好不得不提导管时形成断桩。(3)导管口渗漏使泥浆进入导管。(4)导管埋置深度不足，拔导管时，导管底脱离混凝土面，形成断桩。

8.3.2 预防措施

(1)一定要复核首灌混凝土的量是否准确。(2)对拌制混凝土的粗集料要控制好，最大粒径不得超过40mm，不得大于导管内径的1/6-1/8，选择合理内径的导管。(3)对混凝土灌注所用的导管，应督促承包人做密水承压和接头抗拉试验，以防导管漏气。(4)在灌注混凝土的过程中，严格控制导管埋置深度2～6m。

8.3.3 处理方法

(1)断桩后能提钢筋笼的速度提出钢筋笼，用冲击钻将已灌注的混凝土冲碎，重新灌注新混凝土。

(2)断桩在地表以下5～10m之内的，可开挖再接桩。

(3)断桩后无条件进行现场处理或无法处理的，可报告设计单位，由设计单位提出补桩方案，在原桩两侧补桩。

8.4 钻孔偏斜

现场钻成的桩孔，垂直度不竖直，斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。钻孔偏斜会使钻孔灌注桩施工时钢筋笼难以吊入，造成桩的承载力小于设计要求。

8.4.1 形成原因

(1)桩机本身未竖直，平台未水平。

(2)扩孔较大处钻头摆动偏向一方。

(3)钻机产生不均匀沉降。

(4)钻杆弯曲，接头不正。

(5)在钻孔过程中遇大孤石或探头石。

8.4.2 预防措施

(1)检查钻杆、钻架的垂直度，不符合要求，及时调整。

(2)加大桩机支持面积，使桩机稳固，并保证桩机水平台水平。

(3)严格要求按规范要求配备钻杆。

8.4.3 处理方法：在偏斜处钻头上下反复扫孔，使孔正直。

[1]陈建新.桥梁钻孔灌注桩施工中的问题及防治[J].中南公路工程.2004(04).

[2]刘秋芝.谈钻孔灌注桩施工质量控制[J].港工技术.2005(02).