钻孔灌注桩施工监理应注意的几个问题

杨文华

（天津建华工程咨询管理公司， 天津 300191）

1 钻孔灌注桩钻孔的深度和沉渣的厚度控制

钻孔灌注桩由于成桩的桩长小于设计要求，或沉渣的厚度大于规范要求就进行下道工序——浇筑混凝土施工，会减少桩端承载力。因此，监理应重视钻孔的实际深度和沉渣厚度的准确测量，以确保桩的承载力满足设计要求。

现场钻孔的深度和沉渣的厚度，一般用测绳测量；也有用检测孔的深度和沉渣的厚度设备检测。钻孔到设计深度后，即停钻洗孔，循环泥浆进行清理沉渣；尔后起钻，用测绳测量所钻孔的深度，即孔深。钢筋笼下到孔内设计位置后，下导管进行二次清孔；清孔后测量沉渣的厚度。可用公式

表示。

式中，H1—实钻孔的深度，即孔深(m)；

H2—二次清孔后的所测孔的深度(m)；

H3—沉渣厚度(m)。

现场用测绳测得所钻孔深，除了误差较大之外，还容易在测量的绳上作假。个别的施工单位是清包，混凝土的用量多少与他们无关；为的是掩盖真实的沉渣厚度，钻的孔深都比设计的深度深 1 m 以上。测孔深时钻屑已下沉，测绳所测孔深已不是实钻的深度。如何监控所钻的孔深和沉渣的厚度？怎样测量孔的深度和沉渣的厚度才较准确？我们可借助钻具长度可算出所钻孔的深度，即可用公式

表示。

式中，H杆—钻杆的总长度(m)；

H机—潜水钻机的长度(m)，如用转盘带动钻头则无此长度：

H头—钻头的长度(m)，一般按钻头高度的 2/3 计算；

h1—钻台面到地面的距离(m)；

h2—钻台面以上的钻杆的长度(m)。

进场施工前，监理应同施工单位一起，将使用的钻杆单根长度、潜水钻机半杆长度、钻头的长度(钻头的长度为钻头高度的 2/3)及钻台至地面的高度进行丈量，将以上数据做好记录。根据以上各部分的长度，组合成适合不同深度的钻孔工具，

监理通过丈量钻台面以上钻杆的长度，用(式 2)可较准确计算出钻孔的深度。另外，用钻杆的总长度减去没沾泥浆的钻杆长度，也可算出钻孔的深度。

钻孔到设计深度后，要进行一次清孔。清孔完停泵起钻，没带上来的钻屑会往下沉淀到孔底，就有沉渣存在，绳测所测得的孔深要小于实钻的孔深。测绳测量的沉渣厚度也不准。因此，可按下到孔底导管总长度计算深度(导管的长度固定为每根 1.5 m 或 2 m 长)。可用公式

计算二次清孔前的孔深。

式中，H4—二次清孔前的孔深(m)；

h导—下到孔内的导管总长度(m)；

h导余—地面以上的导管的长度(m)，即钻台面以上和钻台面以下到地面的距离。

二次清孔结束，可用测绳在导管内测量清孔后的深度；也可根据二次清孔后导管下到孔内的总长度，来计算清孔后孔的深度。通过清孔前后导管下到孔内的长度变化，算出沉渣的厚度以决定是否再次清孔。监理应以实钻的孔深为依据，确定沉渣的厚度。一定要注意：沉渣厚度绝不会为零。对于持力层为粉土或砂层，二次清孔测得沉渣的厚度超过规范 10 mm 左右的，如果再进行清渣洗孔，很可能在停泵后测得的沉渣厚度会比先前的更厚。一般遇到这类情况，只能采取首次浇筑放入导管内的混凝土要连续快放，将孔底的沉渣砸起，由混凝土将沉渣顶起并带到地面。

2 二次清孔

二次清孔会遇到两个错误的认识：一是不分持力层的岩性和孔深情况，认为用密度为 1.0 的清水清理沉渣，效果好；二是认为二次清孔的时间越长，沉渣清的也越干净。实际清孔的时间长短同持力层的岩性、泵泥浆的排量、泥浆的密度和粘度、沉渣的厚度等因素有关，绝不是用清水清孔或清孔的时间越长沉渣清越干净。

二次清孔时只注意泥浆的密度控制在 1.2 以下，但对泥浆的粘度就不够重视。泥浆的粘度起到悬浮钻屑的作用。如果用清水(清水的粘度为 15 s)进行二次清孔，在粉土层、细砂层、砂层中，极易发生塌孔；还会发生停泵后钻屑很快下沉，在浇筑混凝土前卸下灌浆管时，导管内会往外倒反泥浆的情况。所以二次清孔最好用打钻时在黏土层的自造浆进行清孔，且泥浆的粘度控制在 25 s；粘度达不到可加处理剂，使其达到好的悬浮和携带钻屑效果。泵的排量大小也影响清孔的效果。排量小，虽清孔的时间长，但钻屑的携带效果不好，泥浆的排量应满足清孔携带沉渣的需要；对不同持力层和孔深清孔的时间应有所区别，绝不是二次清孔的时间越长越好。循环泥浆的时间视沉渣清理的情况而定，还与所钻的孔深、沉渣清除情况、导管外与孔径环形间隙的大小等因素有关。监理应控制浇注混凝土前泥浆密度要小于 1.2；且沉渣厚度符合设计或规范的要求后，才可进行混凝土的浇注施工。

3 监理要观察浇注混凝土隔离塞(球胆)的返出地面情况

一般比较注意浇注混凝土时是否使用隔离塞(球胆)，但是往往忽视浇注混凝土过程中球胆是否返到地面的情况。球胆打气后的直径要小于导管的内径，但不能小于导管内径的 1/3，过小会影响隔离泥浆和混凝土的作用。在浇注混凝土前将球胆放入导管后，在进行混凝土浇注，这样可防止混凝土与泥浆相混影响混凝土的质量。球胆未返出地面是什么原因？导管的内壁不光滑将球胆划破；球胆随混凝土上返时被钢筋笼子挂住或挂破。球胆破后横向或竖向混在混凝土中时，检测多为有缺欠的桩。监理在日志中必须记录每根桩浇注时混凝土球胆返出地面情况。球胆是否返出地面是检测桩身的完整性的重点，目的是确保钻孔灌注桩的质量。

用球胆作为混凝土与泥浆隔离塞的方法，有待进行改进。可尝试用其他物品替代球胆，从而避免球胆未返出地面，混在混凝土内出现桩的质量问题。

4 钻头外径的控制

监理要控制钻头的尺寸，确保桩径符合设计要求。钻头围绕着自身的轴线转动为自转，此时钻头所钻的孔稍大于钻头的外径。钻头不围绕着自身的轴线转动而围绕着孔的轴线转动即公转。潜水钻机的转速越高，产生的离心力越大，成孔的桩径就越大。对于转盘钻机，钻杆是转动的，当转数高时，产生的离心力大，成孔的桩径也越大。钻头的外径一般控制在哪个范围内呢？一般比设计的桩径小 10 mm～20 mm；根据地层硬软情况及桩的长短、桩径的大小不同，施工用的钻头直径控制尺寸有所不同。桩径 D径<800 mm 时，桩长 H<20 m，钻头的直径控制在 D头≥D径－10 mm；桩径 D径≥800 mm 时，桩长 H>30 m，钻头的直径控制在 D头＞D径－20 mm。

用钢卷尺不好测量钻头的尺寸。可用木板做一个测量钻头外径的大卡尺，每次起钻时测量钻头的直径；也可检查钻头箍圈外焊的钢筋磨损情况。例如钻头箍圈外焊的钢筋为φ20，起出后检查所焊的钢筋直径已磨损近一半，必须重新加焊。只要钻头外径小于要求，监理就应监督施工单位及时更换或修补钻头，以确保成孔的桩径满足设计要求。现场也可做一个测孔径的工具，其形状为一短的钢筋笼子，主筋焊在箍筋内，其底部钢筋焊成园锥形，其外径比桩的直径小 10 mm，短的钢筋笼子长 2 000 mm，其底部的园锥形高 500 mm。使用吊车垂直放入孔内，顺利下到孔底，说明孔径达到设计要求且孔的斜度小。如在某段发生下放困难，可能孔的斜度大，或桩径小，或有塌孔段。分析确定原因后进行下钻扫孔，处理以上孔段。现场配有测径仪，起钻后测量的孔径就准确多了。

5 如何计算充盈系数

施工单位计算混凝土充盈系数：将一根桩浇注混凝土总量(Q总)即累加罐车运来混凝土的总量，除以一根桩理论的混凝土量(Q理)。这种计算充盈系数的方法不正确。因为，现场浇筑混凝土总量包括：设计的桩长实际使用混凝土量(包括桩顶超灌 0.5 m 的混凝土量)；超灌的混凝土量(桩顶超灌大于0.5 m 以上的混凝土量)；最后罐车内余下的混凝土量，计算充盈系数的混凝土量不应包括后两部分，否则计算充盈系数肯定要大。

充盈系数与成孔的直径有关，只有孔径大于设计的桩径时充盈系数才会大于 1；否则充盈系数不会大于 1。设计一般要求充盈系数大于等于 1.1，可用公式

表示。

式中，C充—充盈系数≥1.1；

Q实—实际使用的混凝土量(m3)；

Q理—按设计的理论混凝土量(m3)。

施工单位是大包，混凝土的用量与他们利益有关，会在现场浇筑混凝土总量作假。监理应对每根桩的浇筑混凝土总量和充盈系数应进行核算，同时检查施工单位填写浇注混凝土的相关资料的真实和准确。

6 浇注混凝土的初灌量和导管外混凝土埋深的控制

二次清孔满足浇筑混凝土的要求后，卸掉灌浆管，即进行浇筑混凝土。首次混凝土的最小浇筑量可根据公式

来计算。

式中，V初—混凝土的初灌量(m3)；

D—孔径(桩径)(m)；

h底—导管底口到桩底端的距离(m)，一般为0.5 m；

h埋—假设导管外混凝土埋管高度与导管内混凝土的高度相同(m)，一般按 4 m 计算；

n—浇筑混凝土量的系数，考虑实际桩径大于理论桩径，一般取 1.05～1.1。

浇筑混凝土时，为防止导管提出混凝土面，人们往往错误地认为，浇注混凝土时导管外混凝土埋的越深越好，这样不会发生断桩。其实，浇注混凝土时导管外的混凝土一般埋的长度6 m 左右，起出的导管一般要卸下 3 m 后再多提 1 m，这样卸导管时混凝土埋管的深度为 2 m。这样导管不会提出混凝土面。如果混凝土埋导管的长度是 3 m，导管卸下也是 3 m 长，就会将导管提出混凝土面，造成泥浆与混凝土相混。浇筑混凝土过程中要上下掂管，主要起振捣混凝土的作用，使浇筑混凝土密实。如果导管外混凝土埋的长度超过 9 m 以上，浇筑的混凝土在导管外环形空间上返的阻力增大，极易导致导管被堵。因此，导管外混凝土埋的长度控制在 6 m 左右，而不是越长越好。现场可根据公式

计算出浇筑 1 m3混凝土在孔内的高度，以确定浇筑多少混凝土能保证孔内混凝土埋住导管长度在 4 m～6 m；卸掉多长的导管，保证导管不会提出混凝土面。

式中，H—混凝土在孔内的理论高度(m)；

S—孔的理论截面积(m2)。

计算出浇筑 1 m3混凝土在孔内的高度为确定导管外混凝土的埋深，通过测绳测导管外混凝土面到地面的深度及孔内导管的长度，就可确定导管外的混凝土埋管的高度。监理应控制每次卸导管长度，确保导管不提出混凝土面。浇筑混凝土结束，最后提出的导管长度不应大于 5 m。提出的导管过长，加之上下活动导管少，会使桩顶混凝土不密实。为防止桩顶超灌混凝土过多，可用长的钢筋下探混凝土上返的位置，确定是否再向导管内浇灌混凝土。

7 浇筑混凝土时发生导管被堵

浇筑过程中发生混凝土堵导管，提出导管解堵后，不应不采取任何措施就重新下导管继续浇筑混凝土。导管堵塞后，应将导管全部提出(尽量别把导管内的混凝土掉进孔内)，将堵在导管内的混凝土出清，测出已浇混凝土的位置，把导管下至混凝土面以下 1 m 左右，导管内放入球胆，将 1 m3左右水泥砂浆(起接桩作用)灌入导管后，开始浇筑混凝土，同时上下活动导管，加强混凝土排出时的推挤作用，使原混凝土和新混凝土接茬处结合好。井口返泥浆后，按正常的浇筑混凝土施工。导管解堵后，不允许施工单位不做接桩处理就下导管浇筑混凝土，使桩身原混凝土和新混凝土接茬处夹泥甚至断桩。监理应在日志上记下桩号和堵管时已浇筑混凝土量、堵管的位置。检测桩身质量时，应选取此桩，以验证此桩的质量。

监理在钻孔灌注桩施工中做好以上问题的质量控制，就可避免钻孔出现质量问题。

[1]JGJ 94—2008,建筑桩基技术规范[S].

[2]刘兴禄,刘瑱.桩基工程与动测技术500问[M].北京：中国建筑工业出版社,2013.