钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

2015-11-04吴学广

建材与装饰 2015年38期

关键词：沉渣清孔灌注桩

吴学广

（贵州正业工程技术投资有限公司　贵州贵阳　550000）

钻孔灌注桩施工工艺及质量控制

吴学广

（贵州正业工程技术投资有限公司贵州贵阳550000）

随着社会的发展与经济的进步，建筑行业的质量得到了广泛的关注，钻孔灌注桩的应用利于建筑物安全性、可靠性与经济性的提高，具有较强的适应性、抗震性、安全性、便捷性。目前，钻孔灌注桩拥有着较为成熟的技术，但在实际应用过程中，受诸多因素的影响，仍要采取相应的措施，对其质量进行控制。本文研究了钻孔灌注桩的施工工艺及质量控制措施，旨在为施工的高质量提供可靠的依据。

钻孔灌注；施工工艺；质量控制

引言

钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式，具有适应各种地质条件的优点，在城市建设工程中得到广泛应用。灌注桩作为地下隐蔽工程，由于其施工工艺的特殊性和复杂性，以及受一些不可预见的客观因素影响，使得桩基在成桩过程中易存在隐患，引发质量事故。

1　钻孔灌注桩工程常见病害

钻孔灌注桩施工工序可简单划分为场地准备、钻孔、清孔、水下灌注混凝土等工序，针对上述施工过程，其常见的施工病害有：孔位偏移、孔底沉渣超厚、混凝土离析及桩身混凝土质量问题等。其中，发生在桩身的混凝土病害主要有：露筋、混凝土强度不达标、缩颈、钢筋笼上浮等。上述诸类病害的存在会直接影响钻孔灌注桩的施工质量，因此必须严格控制上述质量问题，并把其作为钻孔灌注桩施工过程质量控制工作的重点。

2　钻孔灌注桩的施工工艺

当前，钻孔灌注桩的装置有着众多的种类，但在实际应用过程中，其施工程序具有相似性，主要的施工工艺流程为：调研工程地质、测定桩位、相关的钻孔准备工作、成孔、一次清孔、钢筋笼和导管安放、二次清孔、混凝土的灌注、后压浆及桩基检测，具体见图1。虽然施工工艺流程基本一致，但在施工时，要考虑工况，并对相应的流程进行调整，进而才能够保证钻孔灌注桩的针对性与高效性。

图1　钻孔灌注桩施工流程图

2.1准备工作

在工程施工前，要保证准备工作的全面性，主要包括人员、材料及其他方面。在人员方面，要求施工人员必须具备专业性，各项专业技术要满足工作的具体需求，各个技术人员要进行实际操作考核，在考核达标后方可上岗；在材料方面，要求施工材料要经过试验，在合格后才可以进入施工现场，对于施工的主要材料，如：水泥、钢筋等，要具备出厂证明书，同时要对其进行试验，在试验合格后，检查其是否满足各项规范的要求，此后，满足要求的施工材料才可以投入使用；在其他方面，施工过程中涉及着诸多的设备与设施，如：泥浆泵、钻机与配套设备等，对于相关设备的数量要以施工的实际情况为依据，因此，要对施工耗电与耗水等情况进行全面的计算，在此基础上，施工的用电与用水才能够有所保障，同时施工的设施、设备等也将获得合理的配置与高效的利用。

2.2调研工作

在施工前，要对地质情况进行全面的调研，通过地质条件材料的收集、掌握与分析等，使工程图的设计更加详细，在此基础上，再开展相应的工作，如：测量放线布桩。对于不同的施工，要根据施工现场的实际情况进行处理。如果钻孔桩基础位于水中，则要搭设相应的施工平台；如果钻孔桩基础位于旱地，则要对杂物进行清除，并夯压密实施工场地。

2.3钻孔工作

钻孔工作开展前，要根据孔位的地质情况，以此为依据选择适用的钻机型号，并且要保证钻锥性能的合理性。在桩位设计完成后，要对桩中心线进行精准的测定，并对筒坑进行开挖，在坑内设置护筒，并且利用挂线定位，保证桩中心与护筒中心二者处于重合状态，同时要利用粘土填封护筒底，使其维持在紧密状态。与此同时，钻机定位要保证其具有稳定性、准确性与水平性。在钻进时，要密切关注土层的情况，利用加压的方式，使斜控、弯孔与扩孔等情况得到避免或者减少；要根据土层的变化，注重钻进的速度，对钻机的转速进行适当的控制与调整，从而保证钻孔的连续性与高效性。

2.4安放工作

混凝土灌注工作开展前，要进行清孔、钢筋笼和导管安放等工作。当钻孔工作进展到设计孔位置时，可以采取孔钻，以此对孔底沉渣进行清理，在清孔工作中，要对孔底沉渣厚度进行观测，通过清孔使孔底沉渣厚度满足设计的要求，在达到规范要求后，便完成了清孔工作。一次清孔完成后开始吊放钢筋笼，钢筋笼安放时要绑扎注浆管。钢筋笼安放完毕后便可安放导管进行二次清孔，为灌注混凝土做好准备。

2.5灌注工作

二次清孔完成后便可开始混凝土的灌注工作，在灌注过程中不仅要保证混凝土的强度，还要对其质量和相关设备进行检查，在此基础上，混凝土的硬化和离析现象才能够有所避免。单桩混凝土灌注完3～5d后便可开始后压浆工作，水泥浆的水灰比和每根桩的水泥用量都要达到设计要求。

2.6检测工作

在单桩混凝土灌注完28d后，要对桩头进行清理，并利用验孔器对灌注桩内部进行检测同时，还要借助承载力实验对桩基进行检验。验孔器见图2。

图2　验孔器示意图

3　钻孔灌注桩工程质量控制措施

3.1钻孔灌注桩定位要精确

钻孔灌注桩施工准备时应对钻孔位置进行精确的工程放样，严格控制护筒的空间坐标，以有效保证钻孔灌注桩平面位置的准确性。在桩身竖直方向的控制方面，由于护筒对钻头在重力作用下起到了一定的引导作用，所以务必要保证护筒本身的垂度控制。在开钻第一个孔位时，其平面位置和空间垂直度必须给予足够的重视，在工程实践中必须采用两道井字架进行钻孔作业，同时在钻孔的施工过程中应实时观察平台的位移情况，以及时进行纠正。钻孔施工完毕下放钢筋笼的过程中务必保证钢筋笼的垂直度和位置，并确定保护层的厚度满足相应规范和设计文件的要求。同时，应对钢筋笼进行临时固定以防止其发生上浮等质量问题。

3.2钻孔灌注桩孔底沉渣厚度质量控制

钻孔灌注桩的容许承载力与清底系数息息相关，较好的清底质量可在一定程度上将容许承载力提高3倍左右。因此，施工过程中应严格控制钻孔灌注桩清底质量，务必保证孔底沉渣厚度不大于设计文件的规定厚度。为达到上述要求，清孔工作必须彻底，在钢筋笼及导管下方清孔完毕后再次进行清孔作业，以严格控制泥浆的稠度。沉渣的检测时间与混凝土浇筑时间之间的间隔应尽量减小，有条件时可再次进行清孔工作。沉渣厚度的控制对端承桩而言尤其重要，因此务必保证沉渣厚度满足设计要求，否则将有可能导致桩基的不均匀沉降进而影响上部结构的安全性与稳定性。

3.3钻孔灌注桩混凝土桩身质量控制

钻孔灌注桩水下混凝土灌注施工时间较长，技术要求高，钻孔桩质量病害问题的很大一部分在此工序中产生。因此，要重点控制钻孔灌注桩的水下混凝土灌注工艺，其对钻孔灌注桩质量控制工作十分关键。

（1）保证灌注混凝土的落差。在水下灌注混凝土的过程中，漏斗的底部应高出水面5m左右，特别是在浇筑桩身的最后10m时，务必严格控制其达到上述技术要求，以满足导管内混凝土的流动性要求。

（2）加大第一次灌注混凝土的数量。在工程实践中，第一次灌注的混凝土的方量应以能使导管埋置深度在1m左右适宜。导管埋置深度过小，会为后续灌注的混凝土下落造成一定困难，后续灌注的混凝土会将先期灌注的混凝土顶破，并在一定程度上可能导致断桩。

（3）在水下混凝土的灌注过程中，首次灌注的混凝土应处于后期灌注的混凝土的顶层，并保证其与水泥和泥浆充分接触，成为后续灌注的混凝土的隔水保护层，以期其能有效保证后续灌注混凝土的施工质量。施工过程中要求首次灌注的混凝土至灌注施工完成前保持必要的塑性和流动性，即对其初凝时间有着较高的要求。为此，需尽量提高灌注施工的速度，在工程实践中往往采用距离最近的混凝土运输路线，并严格要求各施工工序紧密衔接。对桩身直径很大或深度较长的钻孔灌注桩，可在灌注混凝土内适当添加缓凝剂。

（4）混凝土灌注过程中，需频繁的测量导管底部与混凝土表面的深度，务必确保导管底部在混凝土内的埋深保持在2m以上。否则，后续灌注的混凝土会将先期灌注的混凝土顶破，并在一定程度上导致断桩、夹层等质量问题。导管的埋置深度不宜大于6m，否则会导致埋入混凝土内的导管提升困难，造成埋管事故。

（5）水下混凝土的灌注应保证连续性，否则易出现断层、夹层等质量事故。当然，混凝土的灌注过程极有可能遭遇施工机械故障、断电等事故，此时应采取积极有效的补救措施，尽最大可能避免施工质量事故。在此情况下，可以采取空压机清孔后再进行灌注的补救措施。待浇筑完成后，对桩身应及时进行检测，以保证桩身的完整性及其使用性能。

（6）混凝土的实际灌注高度应高于设计高度0.5m以上，在最后一次浇筑的过程中，应加大混凝土灌注量，保证将钻孔内的浮浆全部清理干净，进一步保证桩身混凝土的浇筑质量。

（7）对于嵌岩桩而言，嵌岩深度必须达到设计文件的要求，监理工程师在施工过程中对此要求应着重进行检验。工程实践中，常用硬质的测杆或者重锤线，并结合勘查报告测定嵌岩桩嵌岩深度。设计文件中如对嵌固岩层有要求，必须对岩层进行取样鉴定，以确保其满足施工设计要求。如果设计文件对桩身的上拔力有要求，应着重控制护筒的埋置深度，确保护筒不与孔底直接接触。