浅谈桩基钻孔灌注桩施工质量及检测方法

【摘 要】钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，属于水下隐蔽工程，施工中出现任何问题，都会影响整个工程的质量和进度，在后期处理上也比较麻烦。随着灌注桩施工工艺的日渐成熟和普遍推广，施工中的问题也是各种各样，这需要我们在开工前就进行预控，在施工中进行严控。因此，施工中质量控制就显得十分重要。在质量控制中常见的施工质量问题以及检测方法是施工质量控制的重要因素。本文重点分析了钻孔灌注桩施工过程中经常存在的几种质量问题以及相应的防范措施，并对成桩质量检测方法进行了介绍。

【关键词】桥梁 钻孔灌注桩 施工质量 检测方法

1 引言

在桥梁的施工中，桩基部分占有重要的地位，其施工质量会直接决定桥梁的工程质量。钻孔灌注桩的施工大多是在地下，因此具备一定的隐蔽性，在施工过程中有较多的不稳定性，常常会出现一些不可预见的问题。因此，需要提高钻孔灌注桩的质量控制，为铁路系统的正常运行奠定基础。在质量控制中常见的施工质量问题以及检测方法是施工质量控制的重要因素。

2 钻孔灌注桩的施工工序及质量控制点

钻孔灌注桩包括成孔和成桩两大过程，工序环节较多，工艺比较复杂，技术要求较高，工作量较大。施工工序一般为测量定位、埋设护筒、钻机就位、钻进、换浆法清孔、检测、吊装钢筋笼、吊装导管、灌注水下砼、拆除护筒、处理桩头、桩检测。施工过程控制受人为因素影响较大，稍有疏忽，就难免出现质量病害，造成病桩或断桩等重大质量事故，危及桩基工程的质量。

钻孔灌注桩质量控制点主要是看它对质量特性的影响程度、危害大小以及它的质量保证的难度大小。钻孔灌注桩的施工质量控制点一般为：①护筒埋设；②泥浆配制；③钻机安装；④孔底标高检查；⑤沉渣厚度测量；⑥钢筋笼制作及安装；⑦灌注水下混凝土。

3 钻孔灌注桩的质量控制目标

在施工过程中，要求施工单位加强施工过程自身的质量控制，对重要参数，如钻进速度、出浆情况、泥浆比重、钻孔深度、倾斜度、孔底清渣、下钢筋笼情况、混凝土用量及配比、混凝土坍落度和灌注情况，按要求作详细记录，确保工程质量。钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标：①成桩过程各项指标，包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求；②预留混凝土试块强度满足规范要求；③桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺陷；④桩极限承载力满足规范规定的验收指标。

4 钻孔灌注桩质量控制常见问题

4.1护筒冒水

护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。防治措施：在埋筒时，坑底与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。

4.2缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径。造成原因：塑性土膨胀。防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

4.3钻孔偏斜

造成原因：一是场地平整度和密实度差而导致的钻机安装不平整或钻进过程中发生不均匀沉降以致钻孔偏斜；二是钻杆弯曲、钻杆接头间隙大而造成钻孔偏斜；三是钻头翼板磨损不一、钻头受力不均造成钻头偏离方向；四是钻进遇软硬土层交界面或倾斜岩面时钻压过高使钻头受力不均而造成钻头偏离。

防治措施：先将场地夯实平整；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于2cm.在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上，重新钻进。

4.4钢筋笼上浮

产生的原因是钢筋笼质量差，弯曲多或配筋太少太细，稍受冲力即上浮；钢筋笼的初始位置过高；混凝土严重离析流动性过小，钢筋笼插不进去；导管在混凝土中埋置深度过大，钢筋笼被混凝土拖顶上升。防治措施：钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂。当发生钢筋笼上浮时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。

4.5断桩

出现断桩的原因基本有以下几个方面：第一，桩身截面强度不足。这主要是在设计中忽视了冻胀力对桩的影响，从而导致桩被冻坏的情况，或是灌注时深度测量不精确，导致导管提升过高等；第二，混凝土灌注不连续，持续时间过长，是出现断桩的最主要原因；第三，导管或导管底部进水。导管的水密性、承压、抗拉都有一定的限度，一旦进水很容易出现断桩的情况；第四，塌孔引起的断桩。在混凝土施工中，由于工期较紧，忽视了水头高度，导致静水压力出现变化，从而引起断桩；第五，在混凝土工程临近尾声时，由于在接桩时的施工处理存在问题，或者清理工作没做到位，导致混凝土难以达到设计师的强度。

当断桩情况出现之后，要立刻停止灌注，将损失降低到最小，并根据断桩的实际情况进行解决。当断桩的截面位置在三分之一左右时，可以通过冲击钻处理已灌注部分，再通过原位恢复进行处理；当断桩的截面在三分之二的位置，且距孔口深度在10m以下时，可以先使用钻孔壁进行加固，再进行钻孔桩的接长，可以有效节约成本；当截面位置处于三分之一和三分之二之间的，要根据实际情况选择处理方法，如二次成孔法、湿接桩法、干接桩法、注浆法、补桩法等，以节约、简便为处理原则。

4.6堵管

导管堵塞多发生在开始灌注或发生在灌注过程中，发生堵塞的原因主要有：初灌时导管离孔底太近，颠管时导管底部插入沉渣中导致堵塞；级配或水灰比不正确出现混凝土离析，使混凝土的流动性降低；混凝土中夹有较大石子，卡住导管；混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长，使已灌注的水下混凝土凝固，也会出现导管堵塞。若初灌时发生堵塞现象，不要存在迁就施工想法，应马上要求施工人员将导管提出，将导管内的混凝土取出（可采取反循环的方法将孔内的混凝土取出），及时清除导管内混凝土，并重新将导管下入孔底再次清孔，孔深经监理人员检查并符合要求后可重新灌注混凝土；若深度不太大，可用长杆冲捣；若深度较大可在允许范围内，反复提升导管插振；插振无效应将导管拨起进行清理，拨管后若灌注高度不大，可重新钻进，若灌注高度较长，则将导管清理后，重新插入混凝土内2～3 m，用水泵吸出导管内泥浆、浮浆后恢复灌注。

5 钻孔灌注桩的质量检测

钻孔灌注桩施工时一般要求检测桩位、桩长、桩径、桩身质量和单桩承载力。按时间顺序可分为施工前检验、施工检验和施工后检验。钻孔灌注桩施工前检验：混凝土搅拌应检验原材料的质量和计量、混凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级；钢筋笼加工制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检验。施工检验：钻孔中心位置、孔径、孔深、垂直度、孔底沉渣厚度；钢筋笼的安放位置；桩端持力层情况；泥浆性能参数，如比重、粘度、含砂率等。施工后检验：桩位偏差、成桩质量、承载力检验。

整体质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求，这是决定能否进行下一道工序施工的一个关键环节，往往会出现检验合格而实际却发生质量事故的情形，除人为因素弄虚作假外，客观来说是检验手段不当所致。目前检测钻孔灌注桩合格与否的方法有静载荷法、动测法和取芯法，实际应用时常选用上述1～2种。静载荷法比较直观，得出的数据容易让人信服，但缺点是加载影响深度有限；动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度，测出长度的误差一般在±300 mm；取芯法通过取芯可看出桩身完整性，芯样还可做室内试验，但取芯深度也有限。从上述几种方法的分析来看，如果仅选择静载荷试验，试验合格只能说承载力短期沉降满足设计要求，但施工后沉降并不能保证满足设计要求，实践证明，施工后沉降与桩长及下卧层土质关系密切，若桩长未达设计要求，虽然静载荷试验合格，并不能保证施工后沉降达到设计要求；如果仅采用动测法，目前动测还不能直接测出承载力值。因此，建议把静载荷法和动测法结合起来较为合理。

6 结语

随着灌注桩施工工艺的日渐成熟和普遍推广，施工中的问题也是各种各样，这需要我们在钻孔灌注桩施工过程中，要严格按照施工及验收规范要求进行技术交底，施工和验收；同时在此基础上，要不断总结施工经验，不断完善施工规范，不断创新施工工艺，只有这样，钻孔灌注桩的质量才能得到保证。同时桩基质量评价要综合运用桩基质量检测方法，几种方法相互补充、映证，才能基本查清成桩后的桩基质量情况。

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[3]李宁，贺丽丽.浅谈桥梁桩基施工质量控制的要点[J]. 科技传播，2010，12：74+68.

作者简介：刘克枝（1980—），女，河北沧州人，本科，工程师，桥梁工程。