如何保证钻孔灌注桩的施工质量

2016-03-11张敏河南省第一建筑工程集团有限责任公司450009

河南建材 2016年1期

关键词：桩位钻孔灌注桩质量控制

张敏河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）

如何保证钻孔灌注桩的施工质量

张敏河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）

摘要:探讨如何减少对钻孔灌注桩质量的影响因素，对施工过程中难以控制工序中的技术问题进行分析，提出防治措施。

关键词:钻孔灌注桩；质量控制；钻孔垂直度；桩位；桩顶标高；成孔深度

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，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案，作好每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。

1钻孔垂直度控制

桩的垂直度对桩承载力指标影响较大，桩斜会造成桩受力状态改变，尤其是一些单柱的桩基，会留下一定的工程质量隐患。影响桩孔垂直度的因素主要有钻机的平稳程度、钻杆的刚度、钻杆连接垂直度及地层情况等多种因素。

目前，桩孔垂直度的检测绝大多数仅限于测上部钻杆的垂直度来推测桩孔垂直，或使用测孔仪器对桩孔进行全断面检测。规范要求桩孔的垂直度不大于1%，然而从测孔仪反映的资料可知，一个桩孔的垂直度上下是不一致的，多数情况存在上部直，下部偏，而且偏心的轨迹也不一致，可能越钻越偏。成孔时一旦发现孔斜，再进行纠偏难度很大，费时费料，这就要求我们对桩孔的垂直度问题给以足够的重视。

测孔资料显示，钻机的成孔垂直度较差，主要原因是钻机自重轻、易移位，钻杆刚度相对较小，有些钻杆连接后不同轴。正反循环回转工程钻机相对来讲对垂直度有一定保证,主要原因是其自重大，底盘大，钻杆刚度大，钻机只要调平、调直后不易改变垂直度,但钻杆的连接形式不同,垂直度也有差异。如果钻杆采用内六方卡箍式连接，由于连接存在一定的间隙，当孔深时，垂直度易超标。如果钻杆采用法兰连接，则连接紧密，垂直度相对较好，钻机由于钻杆刚度大、同轴，桩孔垂直度一般较好。由于对垂直度的简易测量不能完全反映桩孔的垂直度，检测孔斜的仪器费用又较高，每个工程、每个桩孔不可能全都用测斜仪来检测，所以防止孔斜的措施主要是通过加强施工现场的管理来保证。开钻前一定要支稳、调平钻机，保证立轴的垂直度，钻进过程中要随时观察、判断，不断校核钻杆垂直度，发生偏斜及时调整。

2桩位、桩顶标高和成孔深度控制

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50 mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能发生塌孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度。如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。

为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象,除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还要根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，描绘出钻进成孔时间曲线。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，如发现钻头直径磨损超过10 mm就要及时调换钻头。

3钢筋笼制作质量和吊放控制

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查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，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口要进行补焊。

要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁。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。如果是钢筋笼没有垂直吊放而造成的，则应提出后重新垂直吊放。如果是成孔偏斜造成的,则进行复钻纠偏，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焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

4泥皮厚度控制

在成孔过程中，排渣、钻进、桩周形成泥皮不可避免，要减少泥皮厚度，主要可通过选择适当的钻机和成孔方法来缩短成孔时间，成孔后及时灌注来减少孔壁泥皮的形成时间。如果是泥浆循环成孔工艺，更要加强管理，选择造浆率高的优质黏土或膨润土造优质泥浆，设置有效的泥浆循环系统，及时清渣、测量、调节泥浆性能。

5灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔控制

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，再利用泥浆胶体的黏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。从泥浆在混凝土钻孔桩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桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材，要专门采取泥浆制备,选用高塑性黏土或膨润土。

灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，孔底沉渣厚度小于50 mm，及时吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内，处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。

6桩顶混凝土质量控制

桩顶部混凝土受力最大，其质量的控制也比较关键。水下灌注混凝土桩顶的质量比桩身混凝土的质量难控制，当首灌的混凝土冲出导管后向四周扩散，与孔内泥浆相互掺合形成一定厚度的稀释混合层。随着混凝土的继续灌入，该部分始终被顶升在最上层，把泥浆与桩身混凝土分开，最终在桩顶凝固成含浮浆、泥渣的混杂层。施工中，混杂层的厚度难以掌握，在灌注过程中由于导管要上下抽动，可能使部分浮浆随导管混入桩身混凝土一定深度，使桩芯夹泥。

桩顶混凝土常见的质量问题有:混凝土强度不够、桩芯夹泥、未灌注到位或超灌过多。影响因素主要有:

1）泥浆性能:当清孔不彻底，泥浆比重大，含泥渣较多时，水下灌注就影响混凝土的扩散，使混凝土的顶升困难，这时混杂层厚度必然较大。

2）灌注工艺:一般要求导管埋深2～6 m，但如果导管埋深过大，灌注则困难，一则容易埋管，二则要不停地上下抽动导管促使混凝土下落，这样必然会使桩顶部分浮浆进入桩身，形成桩顶混凝土芯夹泥。

3）清孔工艺:清孔的方式、时间都影响到孔内泥浆的性能，泥浆比重大不利于灌注，混杂层必厚。要防止桩顶混凝土地质量问题,首先要清孔彻底，当孔底泥浆比重在1.2以下时，灌注混凝土较顺利，桩顶混杂层较薄。另外，要有适宜的初灌量，灌注混凝土时要及时拆导管，及时测孔内混凝土面高度，使桩头混凝土强度较低的部分凿除后，桩顶标高满足要求。