桥梁钻孔灌注桩施工与质量缺陷的成因及其预防

郭其团

摘 要：随着公路、铁路、市政桥梁和高层建筑在我国的飞速发展，我国的钻孔灌注桩施工技术也得到了长足的进步，但事情总是有两方面，在钻孔灌注桩施工技术推广过程中，也出现了各种质量隐患，比如：施工完成的桩身存在短桩（尤其在端承桩施工过程中，短桩会严重的削弱桩的承载力，影响基础工程的整体承载力）、断桩（桩身出现裂缝甚至断裂）以及斜桩（在成孔过程中，桩孔的垂直度不满足要求），极大程度的限制了钻孔灌注桩技术的进一步推广。本文以下结合钻孔灌注桩施工工序以及笔者的工作经验，对在施工过程中作为监理方应注意的质量控制要点进行详细论述，以期对钻孔灌注桩施工技术质量水平的提高起到一定的促进作用。

关键词：钻孔灌注桩 施工 质量缺陷 成因 预防措施

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）11（a）-0069-02

1 冲击钻孔灌注桩施工技术

1.1 成桩形式的对比

常见的钻孔灌注桩成桩类型主要有长螺旋钻孔灌注桩、旋挖钻钻孔灌注桩以及冲击钻钻孔灌注桩，各种不同类型的成孔类型各自有优缺点，长螺旋钻孔灌注桩，具有施工进度快、桩孔的垂直度和桩身外观较好，并且此种施工工艺在成桩过程中不必额外进行泥浆护壁，能够节约施工成本，但是这种成桩方式对于土质的要求比较高，一般适合粉土或是沙土条件，对于黏土以及存在卵石层的土质不适合；而旋挖鉆钻孔灌注桩对于土质的要求比较低，适用的范围比较广泛，施工速度也比较快，但是此种施工工艺的缺点就是后期对于泥浆的处理会比较麻烦，在成孔过程中，会造成施工场地的混乱，这方面会增加一定的施工成本，对于垂直度和桩身外观能够有较好的控制；还有就是冲击钻成孔施工工艺，此种施工方法施工速度较慢，成孔质量较差（若是土质不佳，对于桩身的垂直度以及桩孔尺寸很难控制），此种施工工艺还需要进行专门的泥浆护壁施工，但是总体施工成本仍旧较低。

1.2 钻孔灌注桩施工工艺

钻孔灌注桩施工过程具有严格的施工流程，在每一步施工流程当中，都要做好质量检验，必要时采取质量控制措施，以下就结合该种施工工艺流程对施工工艺进行详细的介绍。

第一步就是对施工场地的整平以及桩位的放线、定位，在这个过程中要对施工过程中需要的施工场地空间、机械移动以及施工道路的布置进行综合的考虑。

第二步是开挖泥浆池、泥浆沟，要选择合适的位置和距离，避免对其他施工工序造成不必要的影响甚至是更换泥浆池的位置等事件的发生，进而影响施工工期。

第三步是下护筒、桩机定位以及孔位的校正，在这个过程中要对成桩孔位进行严格的控制，这直接关系到地基整体承载力。

第四步是成孔施工，在这个过程中要控制好桩机的垂直度，以保证桩孔的质量（桩身直径和垂直度）。

第五步就是清孔、验孔，在这个流程中要对成孔深度、成孔时间等进行详细的记录。

第六步就是下导管（若为钢筋混凝土灌注桩的要先下放钢筋笼，在下放至孔底时要提起300～500mm高度，进行二次清孔），灌注混凝土，在浇筑过程中将混凝土的实验试块进行预留（一般单桩超过50m3混凝土的以每50m3混凝土预留一组，单桩不足50m3混凝土的，每根桩预留一组试件）。

第七步就是成桩并进行成品保护。

2 质量控制要点以及易出现的病害

对于该种施工工艺而言，要对其进行过程质量控制和过程验收工作，并做好相应的施工和验收记录工作。质量控制要点以及易出现的病害如下。

2.1 桩位和垂直度的控制

对于基础桩而言，钻孔灌注桩施工完毕只需将桩头挖出，进行承载力和桩身检测之后便可进行上部工序的施工工作。若是其垂直度不符合要求，对于桩身承载力造成直接的影响。

2.2 泥浆的控制

正式开挖之前要进行施工场地的整平以及泥浆的拌制，在进行泥浆比例参数的确定过程中，要结合施工场地内的土质条件进行针对性的配制，并且要对成孔过程中回流泥浆进行分段检测，若是比例与该标高位置（钻头位置）的土质条件不适合，要进行及时的调整。

2.3 桩孔的清理以及孔深的控制

在这个工艺流程中，需要注意的是清孔工作对于素混凝土桩而言，只需要进行一次清理，而对于钢筋混凝土灌注桩而言，在钢筋笼下放至孔底之后要提起一定的高度进行二次清孔，这项工作若是未进行到位，则会造成桩“烂根”，桩孔壁掉落的渣土会混入混凝土成为桩底部的组成部分，影响桩的承载力。

2.4 导管拔出速度的控制

在进行混凝土的灌注施工过程中，要严格控制导管拔出的速度，保证导管下端没入混凝土500mm左右（在实际的施工过程中，为保险起见，一般会没入1.5～2.5m的深度），实现混凝土的“压灌”施工，以有效地减少断桩的出现，在过程中若是拔出过快，导管下端口超过混凝土的表面，则会出现类似“施工缝”，造成断桩。

2.5 超灌量控制

钻孔灌注桩在进行混凝土的灌注收尾阶段，要对其进行“超灌”，所谓的超灌就是灌注的实际量要大于设计理论值，超灌高度一般控制在0.8～1m，以保证桩头混凝土的强度和完整性（成桩施工至地表过程中，会有渣土容易掺入，为避免这种情况，进行混凝土的超灌），但超灌的高度不宜过高，否则会造成混凝土的浪费，增加施工成本。

2.6 成品保护

在完成混凝土的灌注施工后，要进行成品保护措施，并对施工桩位进行明显的标注，以免发生安全事故（若是桩头标高低于施工地表高度时，会有一个相对较深的泥浆坑，是安全控制的重点关注对象）。

3 病害原因分析以及有效控制措施

3.1 原因分析

（1）按照施工规范的规定，钻孔后要彻底清除孔底的沉渣，但在实际施工过程中，很难将沉渣彻底清除，于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时，孔底沉渣必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易出现桩上段强度低的现象。

（2）混凝土浇注施工中，若导管插入混凝土内过浅（< 1.5m），则成桩过程中混凝土的上升就不是顶升式的，而是摊铺式的，这时，泥浆、泥块就容易混入混凝土中，进而影响到桩身的质量。除此之外，若设计的桩身直径过小，则混凝土上翻时就会受到孔壁的限制，从而使桩体产生空洞、蜂窝缺陷。

（3）浇灌混凝土时，若导管插入混凝土之内过深，浇注速度又较快，则容易在孔体深部沉积较多的骨料，加上振捣过程所造成的混凝土的离析，也容易导致桩体强度较低的质量问题。

3.2 控制措施

导管口距孔底要保持25～40cm的距离，反复校核。依据桩径和桩底的浓度，正确确定出第一斗混凝土的体积，使灌注初期导管被混凝土埋入的深度满足，以保证底层的混凝土质量。

在灌注过程中，要严格把握施工进度和时间，经常的略微提升导管，以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在2～6m且不得<1m，每间隔15～20min，要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。

成桩质量与桩身的浇注高度有关，一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5～1.0m。待凿去高出部分的混凝土后，剩余部分不应有浮浆和夹泥，混凝土标号应符合设计要求，否则要返工重浇。

4 结语

综上所述，钻孔灌注桩施工技术是一项相对成熟的施工工艺，在桥梁工程施工中发挥着重要的作用，要对该项施工技术进行进一步的完善，以促进其进一步的推广，实现桥梁工程安全质量的全面提高。

参考文献

[1] JTG D60-2015，公路桥涵设计通用规范[S].

[2] JTJ041-2011，公路桥涵施工技术规范[S].

[3] JTG F80/1-2004，公路工程质量检验评定标准[S].