钻孔灌注桩质量控制探讨

蒋凤麟

摘 要：钻孔灌注桩具有高度的实际应用价值，其适应性较强，且成本不高，施工整体难度较低。钻孔灌注桩为隐蔽工程，单桩承载力直接关系到整体的施工质量，因此必须对其施工质量进行严格控制。文章以丰县火车站与S321、S322连接线建设工程丰沛运河崔楼桥施工案例为载体，简要分析钻孔灌注桩质量控制的相关问题，以供参考。

关键词：钻孔灌注桩；质量控制；砼灌注；孔深

中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）08-0159-02

钻孔灌注桩在桥梁工程中比较常见，虽然具备许多的优点，但是其工藝的复杂性以及特殊性也是客观存在的，直接突显出质量控制的必要性。在钻孔灌注桩的施工过程中，桩位偏差以及桩体离析是其最为明显的质量问题，如果质量控制力度不足，将会对桥梁造成全局性的不良影响。

1 工程案例概况分析

本工程位于丰县火车站与S321、S322连接线建设工程K3+358.1-K3+498.3处，跨丰沛运河，全长140.2 m。

桥宽：全宽26 m=2×（净11.5+2×0.5 m）+1 m分隔带，全桥共一联，其跨径组合为36 m+60 m+36 m，上部结构采用变截面预应力砼现浇连续箱梁，下部采用刚性实体墩、承台、群桩基础，水中桩24根，岸上桩8根。该场地内土层上部以第四系全新统新近沉积的砂性土、淤泥质粘土为主，中部为一般粘性土，其下为上更新统粉砂层及粘性土。土层成层性较好，且分布较稳定，根据地质成因、沉积年代及工程特性等，地质勘察专业技术人员经过深入的勘察，将场地内土层自上而下分为9层（不含夹层），现自上而下分述如下：

第一层的岩性特征为粉砂，上部湿，下部饱和、松散，锥尖阻力为2.54～2.84 MPa，层厚为7.4～8.8 m，建议承载力基本容许值为90 KPa。

第二层的岩性特征为淤泥质粘土，饱和，软塑，锥尖阻力0.52 MPa，层厚为1.1～1.3 m，建议承载力基本容许值为为70 kPa。

第三层的岩性特征为粘土，下部含少量铁锰结核，局部夹粉砂薄层，锥尖阻力为1.18～1.3 MPa，层厚为2.0～2.5 m，建议承载力基本容许值为130 kPa。

第四层的岩性特征为含砂礓粘土，压缩系数为0.21～0.24 MPa，层厚为2.1～3.6 m，建议承载力基本容许值为220 kPa。

第五层的岩性特征为粉砂夹粘土，夹粘土层，局部夹小砂礓，锥尖阻力为8.2～8.98 MPa，层厚为0.7～4.0 m，建议承载力基本容许值为200 kPa。

第六层的岩性特征为粘土夹粉砂，夹粉砂层，局部夹小砂礓，压缩系数为0.22～0.29 MPa，层厚为4.7～6.5 m，建议承载力基本容许值为200 kPa。

第七层的岩性特征为砂礓粉质粘土，夹砂礓，夹粉砂层，压缩系数为0.18～0.22 MPa，层厚为2.7～3.2 m，建议承载力基本容许值为250 kPa。

第八层的岩性特征为粉砂夹粘土，夹粘土层，饱和，层厚为5.2～6.4 m，建议承载力基本容许值为280 kPa。

第九层的岩性特征为粘土，局部夹小砂礓，压缩系数为0.17～0.2 MPa，最大揭露厚度为4.4 m，建议承载力基本容许值为300 kPa。

2 钻孔灌注桩的质量控制分析

钻孔灌注桩施工技术渐趋成熟，然而在实际工程施工当中，依旧存在着部分的质量问题。如钻孔倾斜、桩基承载力不足、蜂窝、断桩事故，混凝土离析等。其原因在于：钻孔灌注桩工序复杂，技术要求非常高。施工的质量控制措施和管理不到位，致使质量问题长期存在，对桩基的施工质量造成严重的影响，造成诸多的安全隐患。因此要求对钻孔灌注桩的施工做到高度重视，严格控制施工的技术环节，全程管理，加强控制。

2.1 成孔的孔深控制

灌注桩的实际承载力很大程度上受到钻孔深度的影响，导致灌注桩的钻孔深度无法达到设计要求的主要原因有两点：

①测绳存在较大的误差。

②地层的分布极其不均匀，桩端持力层顶面的起伏过大。一般而言，测绳被水浸泡过之后往往会出现“缩水”的现象。

基于此，为了确保钻孔灌注桩的质量，建议在施工现场的地面之上设置长度标记，以此作为刻度，每次使用测绳之前，均将其与地面的长度标记进行对比，如果测绳已经“缩水”，应予以更换。

在地层分布极其不均匀，桩端持力层顶面的起伏过大的情况下，应当反复对比地质剖面图，认真分析，孔的深度依据桩端持力层的高线图来确定，保证桩端入持力层的深度满足设计要求，避免出现返浆等问题。在成桩开始时，混凝土的强度比较低，未能完全定型，依靠泥浆保持平衡，因此需要控制桩距，避免出现缩经和坍孔。

2.2 成孔的垂直度控制

作为确保灌注桩实际承载力的关键环节，钻孔灌注桩孔的垂直度必须要严格加以控制。笔者认为，造成桩孔弯曲以及桩孔偏斜的主要原因可概括为三点，分别是：

①地面的密实程度不足，软硬土块分布不均匀。

②在土层当中夹杂着大块的硬度较高的岩石。

③钻机安装就位的稳定性较差，导致钻杆弯曲，继而影响钻孔的垂直度。

针对上述的造成桩孔弯曲以及桩孔偏斜的各方面原因，在正式进行钻孔灌注桩施工之前，需要做好一切的施工准备工作，先行对场地进行夯实处理，使其保持绝对的平整。如果是在不均匀的地层之中进行钻孔作业，建议选用钻杆刚度大以及自重较大的钻机，在钻进的过程中，如果遇到大块的硬度较高的岩石，需要放慢钻速，在条件允许的前提下可加装导正装置，以确保钻孔灌注桩孔保持绝对垂直，避免危及钻孔灌注桩的质量，保证桩基的承载力。

2.3 砼灌注的质量控制

砼灌注作为钻孔灌注桩施工的最末一道工序，在灌注的过程当中，需要高度重视并严格控制以下几点问题：

①确保砼原材料满足相应的技术要求，尤其是水泥的强度，需要根据实际情况确定所用水泥的强度，本工程所使用的水泥强度为32.5 R，合理控制粗骨料的尺寸级配，全部材料必须进行二次复检。

②在施工的过程中，砼的配制需要严格遵循鉆孔灌注桩的设计强度，保证砂石料的质量合格，严格控制砼的水灰比，建议以水下砼的标准确定砼的水灰比，至少要经过两次试验才能最终确定混凝土的配合比。

③严格控制混凝土的现场搅拌质量，骨料的投放必须要遵循已经确定了的配合比。需要安排专人检验混凝土的坍落度，落实混凝土的试块取样及制作过程，确保混凝土取样的真实性。

④增大第一斗砼灌注的冲击力，将沉淤以及沉渣全部溅开，提高持力层和桩端的结合性能，保证桩端的承载力能够正常发挥。

2.4 泥浆的质量控制

进行钻孔灌注桩施工之时，泥浆的质量直接关系到成孔的质量以及灌注桩的承载力，主要因素是泥浆的粘度以及比重，泥浆性能指标不合格，会造成多方面的不良后果，需要严格加以控制，具体如下：

①在泥浆的粘稠度以及比重过大，并且含砂率超标的情况下，孔壁往往会出现一层比较厚的泥皮，并且泥皮的质量并不理想，鉴于其厚度较大，容易对桩径形成压缩的作用，使得桩径变小，钻孔灌注桩的侧摩阻力大幅度下降。

②在泥浆的粘稠度过低的情况下，无法形成护壁泥膜，已经形成的泥皮，其粘附力非常差，极容易脱落，严重影响孔壁的稳定性，缩颈甚至塌孔事故发生的风险性升高，再加上泥浆的携渣性能较弱，不利于发挥桩端的承载力。

③钢筋笼之上沉积粘附着大量的粘稠泥浆，严重削弱了混凝土与钢筋的握裹力。泥浆的比重超标，进行混凝土水下灌注的阻力也会随之增大，混凝土的流动半径受到限制，直接导致混凝土的大部分骨料均在桩芯部位集聚堆积，骨料无法到达钢筋笼的外围，一则影响桩身的质量，二则降低了桩身的侧摩阻力。

针对上述问题，在施工的过程中，为了确保钻孔灌注桩的质量，必须对泥浆的质量进行严格的控制。

以施工现场的实际地下水位以及地层稳定程度为主要依据，合理确定泥浆的粘稠度以及比重等各项性能指标。当地下水位比较高的时候，可适当增大泥浆的粘稠度以及比重，粘稠度控制在17～26 s，比重控制在1.0～1.1之间即可。

完成钻孔作业之后，及时进行一次清孔，持续补充新鲜的泥浆，置换出孔内性能较差的泥浆。使用泵吸反循环的方法进行二次清孔，注意放慢清孔速度，随后检查终孔的深度，严禁擅自加深度来对孔底的淤积进行抵消处理。

3 结 语

总而言之，钻孔灌注桩的施工全过程均是隐蔽性施工，各道工序都必须从严要求，如果其中的任何一道工序出现问题，对钻孔灌注桩的质量造成严重的影响。鉴于此，相关从业人员需要在明确钻孔灌注桩质量控制要点的基础上，采取具有针对性的控制措施，采用先进的施工设备，依据完善的监理制度，全面确保钻孔灌注桩的质量。

参考文献：

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