浅谈机械钻孔灌注桩施工质量控制

摘要：机械钻孔灌注桩是一种在各种土木工程中运用十分广泛的地基施工技术，其拥有抗震性能优秀，承载性能强，施工噪音低，能够改善地基承载力缺陷等各种问题。当前，国内地基基础工程领域中，机械钻孔灌注桩已经占据了十分重要的地位。但是由于机械钻孔灌注桩施工的风险因素众多，施工步骤繁杂，稍有不慎则会导致桩身承载力明显降低，严重的话还会造成塌孔、缩颈，更严重的甚至出现断桩等施工质量问题。因此，对机械钻孔灌注桩施工质量控制进行研究十分有必要，其不单单能够有效提升灌注桩的施工质量，更为重要的是还能够降低施工质量事故的发生率，并在第一时间采取相应的补救措施，以减少施工企业的经济损失。文章将以浙江省浙南海西文化创意产业园工程为例，对正循环钻进泥浆护壁机械钻孔灌注桩施工质量控制进行探析。

关键词：机械钻孔灌注桩；施工质量；泥浆护壁

机械钻孔灌注桩施工技术主要就是根据不同的地质情况采取不同的钻孔方式，在地层中根据要求形成相应形状的井孔，在达到设计标高后将制作好的钢筋笼垂直放置入井孔当中，然后再灌注混凝土，以形成桩基础。在机械钻孔灌注桩的施工过程中，要做好充分的施工准备，完善成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等各个步骤的质量控制管理，以充分确保钻孔灌注成桩的施工质量。

1.工程概况

浙南海西文化创意产业园工程地理位置处于浙江省温州市苍南县灵溪镇新城区仁英路南侧，建春晖路东侧。整体建筑面积大约为268681m2，有建筑主楼有11层，办公室5层，地下室1层。本工程的基础工程使用的是鉆孔灌注桩基础。根据当地地质环境，本次工程将采用正循环钻进成孔的施工方式，辅以清水自然造浆护壁与泵吸反循环清孔的综合施工工艺。浙南海西文化创意产业园工程所采用的钻孔灌注桩，桩径桩径分别为φ700、φ600，混凝土强度等级C30，φ700桩端持力层，有效长度L分别为44m、56m，钢筋锚入基础底板>600mm，共256根。桩身混凝土的充盈系数不小于115，塌落度18～22cm，混凝土浇灌时严禁导管提出混凝土面，桩底沉渣厚度控制为≤100㎜，桩顶浇灌标高应高于设计标高，承台浇注前应凿除桩顶表面浮浆，高度大于1500㎜。所有完成施工的桩基要对其进行质量检验。本工程采用质量三级保证，由公司、项目经理部以及施工作业班组一同保证施工质量。

2.机械钻孔灌注桩施工技术与质量控制

2.1施工准备

根据地质勘察报告以及施工设计要求，本工程机械钻孔灌注方案将使用正循环钻进成孔技术，配合清水自然造浆护壁以及泵吸反循环清孔施工技术。首先，根据钻机适用情况以及当地地质环境选择合适的钻机[1]。其次，钻孔场地平面尺寸要根据施工工艺、钻机移位需求、钻机底座尺寸等来决定。最后，确定施工方法与施工监控手段，以保证施工质量。

2.2机械成孔

准确确定桩位，以桩孔为中心施工开挖圆坑，埋设护筒后使用全站仪对桩孔中心进行校正。让护筒始终垂直于孔洞最中心的位置，外围区域用土夯实，孔洞中心位置与桩位中心偏差应控制在20mm之内。在确定桩位中铺好台木，准备好吊钻机，机械成孔设备要稳定、平整，保证在施工过程中不会出现偏斜。在机械成孔钻进过程中要充分保证泥浆的质量，以避免坍孔与缩径的情况出现。泥浆在钻孔灌注施工中的作用十分重要。其拥有悬浮钻渣、冷却钻头、润滑钻具，防止孔洞坍塌的重要作用。泥浆主要是由水、膨润土以及各种添加剂制成。具体的泥浆稠度应该根据钻孔方式与地质变化。如果泥浆太稀则会降低排渣能力，弱化护壁效果。如果泥浆太稠则会降低钻头钻孔的冲击能力，减慢钻进速度。在配制泥浆的过程中要注意合理控制泥浆比重、粘度、液面以及PH值[2]。在机械成孔过程中使用泥浆护壁与排渣的过程中需要对地质环境进行密切的勘察，根据地层的特点来适当调整泥浆的性能指标，以强化冲洗液的清理能力。本工程主要是人工素填土，主要构成物质包括碎块石、混砂土与粘性土等。在成孔过程中要首先埋设好护筒，然后在其周围回填黏土将其夯实，严禁使用石头填充，以避免架空漏水。在选空前需要在桩孔护筒中放入黏土浸泡，开钻的时候使用机械设备缓慢转动，轻压在护筒中的泥浆并且进行搅拌[3]。在满足施工性能要求后开始钻进施工。

2.3钢筋笼的制作与安放

钢筋笼要要严格按照施工设计图纸来进行制作，钢筋笼制作间距、长度与直径偏差要符合允许偏差要求。分段制作的钢筋笼在同一截面内钢筋接头数量应该少于主筋总根数的50%，两处接头距离需要大于或等于40d（d为主筋直径）。严格审查钢筋笼制作用建筑材料的质保证书、抗拉强度、焊接强度试验报告等，以保证钢筋笼制作材料的质量。对加强箍筋与主筋进行点焊连接处理，箍筋形状为螺旋状[5]。当骨架焊接完成后，将其套入箍筋点焊接在主筋上，焊接处理要牢固稳定。在运输钢筋笼时要平起平放，防止其扭曲变形。为了使得钢筋笼能够稳定牢固的固定，每隔3m需要在其加强箍旁防止混凝土滚轮，这样不单单可以满足保护层厚度大于5cm的要求，同时还可以减少钢筋笼上升下降的阻力，保证其能够顺利达到预设位置[6]。在安放钢筋笼过程中钢筋笼下降要对准孔口，保持水平状态缓慢下降，以避免与孔壁发生碰撞，当吊放受阻的时候要及时停止吊放并且积极寻找受阻原因。如果由于钢筋笼没有保持垂直吊放而造成受阻，则需要将其提出后重新垂直吊放。假如是成孔出现偏斜所导致，则需要进行复钻处理再进行吊放。当钢筋笼顺利的下放至预定位置后，需要使用吊筋吊住钢筋笼在桩顶标高位置，牢固连接吊筋与机身。

2.4下导管

使用游轮连接导管，内径为φ250，每节长度保持在25m左右，插管长度为40m，管身保持完整。在下导管的过程中，要保证导管在孔口连接处连接牢固，使用密封圈，水平吊直居中缓慢下放，以避免对钢筋笼和孔壁发生卡挂或碰撞，导管底端应与孔底保持05m左右的距离。如果埋管深度小于1m时，商混呈现锥体下落，从而使得附近出现部分隆起，形成堆积灌注，商混对孔壁周围的土层不存在压力推挤作用，桩体与土层仅仅只是存在表面性的接触。而当导管的深度大于1m的时候，混凝土表面坡度均匀，后续灌注的混凝土已经向导管四周扩散，并且挤压入孔壁表层里，以使得桩与土层能够紧密的结合。因此可以得出，当导管埋入混凝土的深度越深，则混凝土向四周均匀扩散的效果越佳，混凝土也更加紧实。但是需要注意的是，导管不宜埋入过深，如果混凝土在导管中流动不畅十分容易形成堵管。

2.5二次清孔

清孔的主要目的就是将孔底中的杂物与沉渣清除干净，以保证钻孔灌注桩的桩长与承载力能够满足施工设计要求。为了最大程度的降低孔底沉渣对桩基承载力的影响，可以能够优化泥浆性能，增加清孔时间等方式来提升清孔的效用。当基桩成孔至设计标高后使用钻杆进行第1次清孔，当测试孔口泥浆密度合适的情况下及时吊放钢筋笼并且放置导管。由于钻孔内泥浆在吊放钢筋笼与沉放导管的时候原本是悬浮状态的沉渣回到桩底，因此需要进行二次清孔。当泥浆密度与沉渣厚度满足施工要求后才能够进行水下混凝土灌注。在下放好导管后使用导管进行二次清孔与换浆。孔内泥浆比重要保持在115-120范围内，粘度保持在18-20s范围内，指导自检沉渣厚度大于或等于100mm。在施工单位、建立单位验收合格后方可进入下一施工步骤。

2.6水下混凝土灌注

水下混凝土灌注與灌注桩施工质量之间存在密切的关系。混凝土在搅拌、运输、浇筑等一系列过程中出现任何问题都将会对水下混凝土灌注造成影响，甚至出现断桩等安全事故。使用商品混凝土，严格控制塌落度、骨料粒径、配合比等指标。保证导管拥有严密的密封性，不漏气漏水。在灌注前将导管底端下放至孔底，再往上端提400-500mm，再进行混凝土贮存与拉盖灌注。贮斗中的混凝土第一次存量要使得首次灌注过程中导管底部可以伸入混凝土08-13m。在进行灌注的时候要定期策略混凝土面位置，以保证导管埋深能够能够在2-6m范围内。定期上下拔插导管，以保证桩身混凝土的紧实。在完成灌注后缓慢、垂直的将护筒拔出，以保护桩顶混凝土的质量。在水下混凝土灌注施工过程中要严格审查商品混凝土质量，混凝土配合比、混凝土试块抗压强度试验报告等。

3.结束语

对机械钻孔灌注桩施工进行质量控制应该从机械钻孔的施工准备入手，严格规范钻孔施工工艺与施工技术，以保证成孔质量，重视钢筋笼的制作与安放，下导管，二次清孔，水下混凝土灌注等施工环节，以保证整体基桩的施工质量。

参考文献：

[1]黄家兴.机械钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J].新世纪论丛，2006，（03）：210-211.

[2]宋志宏.钻孔灌注桩施工质量的控制措施分析[J].中国水运（下半月），2012，（06）：234-235.

[3]李春和.钻孔灌注桩施工质量控制及事故处理[J].交通世界（运输.车辆），2015，（Z1）：42-43.

[4]李云识，雷雨霞.浅谈软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治[J].科技与企业，2014，（11）：224.

[5]夏建甫，周文雅.钻孔灌注桩施工质量控制及通病防治[J].门窗，2014，（12）：453-454.

[6]陆宇峰.钻孔灌注桩施工质量缺陷及处理方法[J].企业科技与发展，2015，（14）：42-43.

作者简介：周茂德（1981-）男，汉，浙江苍南，工程师职称，本科，苍南金晟建设工程有限公司，研究方向：建筑工程施工。