码头基础工程大直径冲孔灌注桩施工质量控制

王碧波

摘 要：本文主要针对码头基础工程大直径冲孔灌注桩的施工质量控制展开了探讨，通过结合具体的工程实例，对施工质量控制技术作了详细的阐述，并在分析了异常桩成因的基础上，给出了一系列的改进措施，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：码头基础工程 冲孔灌注桩 施工质量控制

大直径冲孔灌注桩对复杂地质适应性好、承载力大，在工程建设中被广泛的应用。而码头基础工程灌注桩的施工由于具有着隐蔽性强、水上作业难等特点，在灌注桩施工过程中容易产生桩的质量问题，需要我们给予一定的重视。

1.工程概述

本工程总共构建7万左右吨级不相等的码头4座，岸线中长度达1200m，结构使用高桩梁板，基桩的总数275根，混凝土的强度等级都为C30。

2.施工过程中的质量控制2.1施工前质控准备

项目施工前要做好质量检验方案和施工计划的制定，明确落实材料、人力、机械设备的质量检验工作，对施工工作人实行交底工作，项目施工准备工作完成后实施开工报审。开孔前须对钢护筒沉桩进行质量检验，准确计量接高或者切割后的钢护筒顶高程，将其作为项目施工时工程计算的起点面。

2.2冲孔环节的质量监控

（1）冲孔桩机：大直径冲孔灌注桩选取的是Y280S-6型号的冲击钻机，与质量为9t的冲锤实施成孔施工工作。桩机应在平台上进行组装定位，方木平铺，预防桩机在方木上滚动时发生移位现象。桩位中心和冲锤中心线相重合后才能实施冲孔，两者间的偏差要在项目施工规定范围内。

（2）冲孔时的质量监控：冲孔是主要依靠冲锤自由落体的作用力，因此不相同的地质应该使用不一样的冲程高度，通常泥土层保持约在2.5m，岩石层保持在2m，避免由于冲程过高而导致的冲锤损坏、破裂等不良现象。假设冲击表面有漂石或为倾斜岩石，应使用填补石块垫平之后再实施冲孔。

（3）清孔时的质量监控：基础工程中经常使用正循环泥浆悬浮排渣进行清孔，首先是在装置钢筋笼前实行的，施工过程中要严格监控首次清孔的质量，首次清孔的吸引力大，清孔能力比较强，能够将大部分的沉渣以及较大泥块都清出孔外；二次清孔是在放置好导管和钢筋笼之后，使用导管实施的清孔，清理完成后，应该从孔底取出部分泥浆样品，实施性能指标检测，各项指标必须符合规定和设计要求才能进行灌注混凝土，孔内泥浆最适宜的相对密度为1.15左右，要结合实际的工作情况，调整泥浆浓度，黏度最适宜为19～22s，含沙率最适宜约在5%，以此保障水下混凝土的正常灌注，同时能够保证成桩的高质量。清孔时应争取将沉渣全部清理，促进基岩与混凝土的连接完好，以增强桩底承载能力，残留清理沉渣不能大于45mm。

2.3钢筋笼的制造

入场的钢筋材料须有合格证明，同时还应该根据目前钢筋的检测标准抽取样品进行试验，对于不符合质量规定的钢筋材料严格运用。在成孔过程中应该及时加快钢筋笼的加工制造，在加工制作过程中，要注意将其覆盖，预防加工后由于下雨天气形成锈斑。钢筋笼在加工区使用分节制造，并作好标记，钢筋笼的箍筋间距、主筋间距、长度以及钢筋笼直径要根据设计图规定加工，加工前要精确计量钢筋笼的分节长度，保障钢筋连接的长度。

2.4钢筋笼的装置

钢筋笼的制造检验完成后运送到现场装置，在吊装时要保证钢筋笼形状垂直不变，放置钢筋笼时要对准桩孔的正中心，缓慢放下，同时注意不能够与孔壁碰撞，预防把泥土等其他杂物带入孔内火造成坍孔。禁止强行放入钢筋笼，碰撞到孔壁或其他异物时要将钢筋笼提出孔外，带重新检测观察孔内异物，排除异物后才能继续放入钢筋笼。分节钢筋笼的连接处通过检验合格后才能将其放下，每隔1.0～2.0m的断面上放置控制维护厚度的圆形垫块。钢筋笼装置完毕后，采取4根吊筋焊接固定在钢套管上，预防钢筋笼上浮，声音测量管顶口的密封，防范异物落下。

2.5浇筑环节的质量监控

建筑前应该对混凝土的原材料实施检测，还应该对各项机器设备实施监测，保证设备能够正常运行。钢筋笼安置和导管放置完成后应该再次对孔内进行检查，孔内沉渣残留是不是符合设计规定，假设与规定不相符则应该实施清理，直到孔底残渣检验合格后，才能够实行混凝土的浇筑。浇筑前准确计算首罐漏洞的容量，以保证首罐混凝土冲出导管被埋深入不低于1米。混凝土实施浇筑是第一批混凝土计算的量可以依据以下公式：

V≥πr12h1+πr22h2ρw/ρc。

3.异常桩形成的原因分析

质量检查部门通过专控取芯联合超声波对基础工程的灌注桩实施检验，结果发现1.7米灌注桩的质量正常，2.1米和2.5米灌注桩发生异常现象，异常桩的形成主要是由于桩间局部夹渣或是桩底局部沉渣太厚，尤其是在桩底形成的“盆型沉渣区”。

根据现场情况试验数据或实测数据对比，可知此类异常桩的形成有以下几个共性问题：

此类桩大多数为桩径较大大的长灌注桩，通常处于泊位和1#引桥位置，地质数据资料显示此处存在砂砾状强风化花岗岩和厚度较大的残积砂砾质黏性土，引发成孔后此类桩内的泥浆含砂率较大，通常首次清孔后含砂率可以高达7%。

此类桩进行二次清孔泥浆减少相对密度时，经常使用清渣并同时在泥浆中加水，引起泥浆胶体率、黏度等各项指标降低，减弱了泥浆的功能，导致沉渣速度加快，此区域强风化岩遇到水时很容易塌孔。

通过第二次清孔各个指标符合要求后，等待浇筑和导管储备材料的时间应该在半个小时至一个小时不等，在这一时期实施孔底沉渣的检测。

大直径冲孔灌注桩的浇筑时间通常较长，约在6～10小时不等，首次灌混凝土各项性能不佳时局部形成假凝，导致混凝土不能上升，表面沉渣被周围混凝土覆盖导致桩中夹渣。

混凝土性能变差是极易引起顶升不均匀，直径较大时混凝土面容易产生一定的高差，中部埋管只剩2米时，对应局部低洼位置的埋管就不足2米，这时浇筑混凝土浮浆容易覆盖混凝土，导致桩间夹渣。

4.改善方法措施

水运项目工程规定含砂率约在5%，而路桥项目工程的中大直径桩规定含砂率要低于2%，含砂率的大小将直接影响沉渣的多少，因此我们应该争取降低清孔后的含砂率。

大直径桩的清渣数量较大，桩长高于30米时，使用正循环方式难以完成此类桩的清孔需求，清孔时间太长容易给后期桩身质量带来隐患。因此，此类桩使用气举反循环联合泥浆净化设备，实施强制清渣，加快清渣质量和速度，也不会因时间过长而导致塌孔。

二次清孔检查合格且确定混凝土发出后，才能接储料斗，以降低浇筑的等待时间，接收料斗完毕开盘浇筑混凝土之间，需要再次检测孔深，保证孔底沉渣满足规定后，才能够进行正式浇筑。

混凝土必须严格根据规定要求进行配置，第一批混凝土可以适量增加缓凝型减水剂，以保障其流动性、和易性，促进日后浇入的混凝土顶升容易，同时延长第一批混凝土的初凝时间，规定不能够低于12小时。

因大直径桩每次浇筑的量较大，多次频繁的拆管不利于保持灌注的连续性，埋管比较浅时极易引发其他质量问题。要求规定埋管的深度应该控制在2.0～6.0米。实施拆管时，长度实施理论计量控制和孔深测量控制相联合，确保拆管后离最低混凝土面埋深度不低于4米，争取控制约在8米，拆管结束后不能够再提高导管。

根据以上分析，码头基础工程因为靠近海岸，项目施工的地理情况比较复杂，对于大直径冲孔灌注桩的实施有着一定的干扰。因此，为了保障码头基础工程冲孔灌注桩的工程质量，需要相关部门做好质量的监控措施，以提升灌注桩的成桩质量。

参考文献：

[1]华群岳、叶先光.港口码头工程施工中冲孔灌注桩质量问题的分析[J].科技信息.2013（22）.

[2]陈志平.浅谈海边冲孔灌注桩施工技术[J].江西建材.2014（05）.endprint