冲击钻孔灌注桩的施工技术和质量控制

黄荣森

【摘 要】根据在施工过程中的经验及参考有关施工技术规范，就如何在冲孔灌注桩施工各个施工环节中充分重视、精心施工、加强质量管理等问题进行探讨，以供参考。

【关键词】钻孔；灌注；技术；质量；控制

钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料；在施工过程中抓好每一个环节的质量非常必要。

1.成孔质量控制

成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，若质量控制不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。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。

1.1确保桩位、桩径、桩顶标高和成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土、石是否密实，确保场地平整坚实，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。钻机就位时，钻机顶部起吊滑轮缘、钻锥中心线与桩设计中心轴线要在同一条垂线上，并在钻进过程中防止位移。钻孔过程中如孔位偏斜过大时，应及时回填强度较高的片石和粘土，待沉积密实后再钻。

为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，还需根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，特别是即将进入岩层时的速度要慢。

钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时补焊钻头。当孔径不能满足要求时采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

1.2 确保桩身成孔垂直精度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法下放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应使钻机稳固，并经常校核钻架及钢丝绳的垂直度等措施，并于成孔后下放探孔器作孔身垂直度检测，如不能下发，采用重新下钻上下反复扫孔，以确保钢筋笼能顺利下放。

1.3 钢筋笼制作质量和安放

钢筋笼制作前首先要对钢材进行检验，检验合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对运输、吊装过程中造成脱焊的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，下放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快联接时间，尽可能缩短下放时间。

1.4 清孔质量控制

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在钻孔施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制泥浆指标能满足要求。

钻孔成孔至设计标高后，应充分利用钻头在原位进行第一次清孔，直到孔口泥浆比重持续在1.10左右，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧时间下放钢筋笼和下导管。下放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气、漏水而使得混凝土中进水、进泥浆，使混凝土形成松散层次、夹泥或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。

由于孔内原有泥浆在安放钢筋笼和安装导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，导管下完后，现场技术员采用测锤对孔底沉淀厚度进行检测，如不满足要求，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。二次清孔泥浆比重及孔底沉渣厚度均能符合规范要求后，立即进行水下混凝土的灌注。

2.成桩质量的控制

2.1 严格控制砼材料质量

为确保成桩质量，要严格控制砼原材料的质量，加强施工前的检验，各种材料检验合格后才能使用，对不合格的材料（如水泥、砂、石、外加剂等），严禁用于混凝土灌注桩。

2.2 混凝土配合比

钻孔灌注水下混凝土的灌注主要是采用导管灌注，如出现混凝土坍落度过小或离析将出现强度不能满足要求、容易出现卡管现象。良好的配合比可减少离析程度，因此，砼要按照设计配合比进行拌和，并随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。在混凝土中应加入缓凝剂，混凝土的初凝时间应在8h左右。

2.3 混凝土搅拌时间和坍落度控制

为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。搅拌时间不得小于90s，混凝土坍落采用18cm～22cm，并随时测量混凝土面的标高和导管的埋置深度，及时拆除导管，导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—6m，不宜大于6m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。

2.4导管质量控制

为防止导管接头与导管漏水，导管制作及安装应具备以下条件：

⑴足够的抗拉强度，能承受其自重和充满混凝土的重量。

⑵对于法兰盘式导管，各节的安装接头所用的胶垫及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘或接头均须垫入5～7mm厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。

⑶选择好导管是施工的重要保证。我们在施工中先采用的法兰盘式的导管，但其操作较较慢，耽误时间较多（一般正常拆装时间约10分钟），且易出现法兰盘连接螺丝连接不紧而漏水、漏气，或出现螺丝过紧使得无法拆卸，使得浪费时间过多，影响砼的连续灌注，易出现堵管、断桩现象，影响桩的总体质量。

⑷导管宜选用250～300mm的内径，且内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻。

⑸最下端一节导管长度要长一些，一般为4米左右，其底端不得带法兰盘或接头，以便在混凝土内活动。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。

⑹导管必须连接紧密，使用前做好水密性、承压试验，检查导管接头连接是否牢固，有无漏水现象。

⑺导管下完后，现场技术员在基桩灌注前在原始记录表上根据实际情况填写孔深，导管总长，并标明导管节数及导管组合，确定合理的导管悬空（在0.3～0.4m左右）。

2.5 砼灌注

首批砼的数量与孔径、孔的深度及导管底端的悬空高度有关，为保证首批砼下落顺利，并保证导管下口埋入砼中的深度不小于1.0m，需先计算好首批砼方量，并在灌注前做好料斗和砼运输准备。首批砼灌注开始后，砼应连续灌注中途不得停顿，并在首批混凝土初凝前完成全部灌注施工。灌注过程中技术人员必须经常检测混凝土表面深度，并做好记录，准确掌握导管长度、埋深，以免导管埋深不够，使得灌注错误，出现事故桩。

3.结束语

桩基作为承载桥梁荷载的主要载体，其质量的好坏，直接影响甚至决定了桥梁的使用效果。因此预防事故的发生，提高桩基质量，进而提高桥梁的整体质量，有着极为重要的意义。

参考文献：

[1]李彦斌.浅谈钻孔灌注桩施工技术及注意事项[J]；甘肃科技；2011年01期.

[2]吕维前 王思海.钻孔灌注桩施工工艺及缺陷修补方法探析[A]；河南省建筑业行业优秀论文集（2004）[C]；2004年.