土建工程机械钻孔灌注桩施工质量控制分析

2021-01-21宋先海

设备管理与维修 2021年12期

宋先海

（中铁十九局集团第一工程有限公司，辽宁辽阳 111000）

0 引言

随着经济的发展，生活水平的提高，人们对于土建工程项目质量的要求也是越来越高。提高工程质量、降低成本是广大土建工作者应该考虑并解决的问题。桩基础施工是土建工程的基础工程，其质量直接关乎整个土建工程质量，务必要引起重视。机械钻孔灌注因其强大的适用性，能应对不同的土质，因此在土建工程应用最为广泛。如何提高机械钻孔灌注桩施工质量值得探讨。

1 土建工程机械钻孔灌注桩施工概述

机械钻孔灌注桩是指在土建工程中借助机械在地基形成钻孔，并在其中放置钢筋笼，灌注混凝土而做成的桩。所用机械不同，钻孔灌注桩的施工有区别。施工方法有两种即泥浆护壁施工法和全套管施工法。其中泥浆护壁施工法适用于冲击钻孔，施工流程分为准备阶段和具体实施阶段。准备阶段主要工作是根据实际情况选择钻机、钻具，平整场地，具体实施阶段按照定位安装机械钻孔机、护筒埋设、钻孔、清孔、灌注混凝土的顺序逐步实施。较泥浆护壁施工法，全套管施工法施工程序中加入压套管以及拉拔套管，分别设置在钻孔前和灌注混凝土后，施工中减少了清孔作业。

2 土建工程机械钻孔灌注桩施工中的问题

2.1 钻孔施工中的问题

在钻孔中，需要根据地质情况，控制好泥浆指标、钻进速度，在应对回填土、松软层或者流砂层这些固定性差的土质时，速度把控不当，容易引起孔壁塌方，影响工程进度。钻孔的孔径把控要严格，有些土质下，容易造成孔径缩小情况，影响工程的整体质量，钻孔施工中桩孔会出现偏斜现象，这会对后续工作造成影响。在进行混凝土浇灌时，钻孔是其行进的路径，当钻孔出现歪斜，后续浇灌成的混凝土就是歪斜的。施工人员要有丰富的经验，在成孔过程中注意做定时检查和校正，对钻杆压力、钻进速度进行把控，对已偏斜的钻孔，下降往复扫孔纠偏。

2.2 钢筋笼施工中的问题

灌注施工首先要进行钢筋笼埋设施工。钢筋笼制作、运输以及安装容易引起扭曲变形，导致过大安装不进孔内，或者过小起不到作用，必须制定预防措施，防止变形，制定纠错措施，对已经变形的进行修复或者更换。在进行钢筋笼入孔安装时，因其悬空、不稳定，钢筋笼入孔的垂直度无法完全保证，所以需采取措施保证钢筋笼入孔的垂直度[1]。不仅如此，钢筋笼还有上浮问题，安置好的钢筋笼有可能在砼的带动下偏离原来位置，往上浮动，在钢筋笼安装施工中就需要采取预防措施。

2.3 灌注施工中的问题

目前土建工程中所采用的混凝土都是商品砼，其质量问题的把控存在实际困难，有问题的混凝土给现场的施工造成麻烦。比如：运输过来的商品砼管路出现拥堵，不能顺利导出，初凝时间不满足设计或规范要求，凝固所需时间过长或者过短，要么耽搁工期，要么施工困难。施工人员经验不足，还会导致灌注施工桩顶部位疏松，因其特殊位置施工中需要预留一定的桩顶留长，但受沉渣以及稠泥浆的影响，容易混淆取样物中砼和沉淀物，产生误测，使得最终的灌注标高有误。专业能力不足的施工人员，砼灌注过程，导管埋深不科学，一味遵循经验，导管提升速度过快，一味追求速度，大幅提升导管，不注重桩顶等特殊部位，容易造成桩身不牢固甚至断桩现象。

3 土建工程机械钻孔灌注桩施工质量控制要点

3.1 准备阶段施工质控要点

主要的质量控制点有以下3 个：①定位桩的定位准确。这需要设计人员对施工地质情况做详细的了解，做好勘察工作，进行仔细测量计算，根据建筑理论知识结合实际情况确定定位桩位置，并对桩径、桩长、标高等情况给予说明；②定位桩安装要牢固。一般情况下，是将直径400 mm 的4 根钢管打入强风化层作为定位桩，并使用钢围堰导向桩与其分层进行联合固定，确保导向框位置不偏移，定位株牢固；③钢护筒以及桩围堰插打深度要把控。准备阶段需要插打壁厚12 mm 的钢护筒，高度根据各墩地质进行选择，但其深度务必要穿过覆盖层。钢板桩围堰在振动锤的振动下下沉，但其深度也必须穿透盖层。

3.2 钻孔施工阶段施工质量控制要点

钻孔施工是土建工程机械钻孔灌注桩施工中的重点、难点，需要对其施工要点严格把控以下3 个：①钻机安设要科学合理。钻机设置位置准确，这是保证钻孔位置的基础，务必反复核查，多人进行确认方可开始施工。安装钻机时，要检查确认钻机钻杆位置，务必使其处于中心位置，发现偏移按要求进行调整；②开钻前准备要充分。了解所用钻机以及钻头的适用条件，确认条件完好方可进行开钻。比如：在使用冲击钻时，需要等待相邻孔位的混凝土凝固且达到一定的强度，方可开钻。否则会引起周围孔位孔径的变化；③钻孔过程始终注意孔壁牢固度。钻孔过程中使用正循环回转技术，针对不同的土质适当调整，保证孔壁的牢固。比如，黏土层泥土投入少，开钻过程中自行造的泥浆能够满足固壁要求，但是在砂土层则必须要加大泥浆浓度方能达到固壁的要求。要注意观察泥浆排除量，保持在合理的范围内，有异常通过改变钻进速度进行调整。要注意关注孔内静水压力，将其保持在0.2 kg/cm2，维持护筒内水位高度始终大于水库水位，以此减轻对孔壁的影响，降低牢固度[2]；④勤查钻头情况。虽然在开工前对于场地进行了勘察，但是在实际的工作中，还是会遇到特殊情况，比如突然出现的石头，掉落进钻孔内的钻头等金属物质，这些都会造成钻头的磨损，影响到钻进的速度，所以施工中还需要经常查看钻头的磨损情况，及时更换或者修复；⑤对钻取渣样的留取。每米留样不得少于1 组，当距离设计的标高1.0～1.5 m 时，每30 cm留1 组，且对于每根桩的留渣样不得少于3 组。渣样保留存储是改进施工工艺的依据，通过调整泥浆使得钻孔效率最大化。

3.3 钢筋笼施工质量控制要点

钢筋笼施工主要有以下两大要点：①钢筋笼制作严格合乎标准，钢筋笼采用分段制作，一般每段的长度为6～9 m。制作中，钢筋笼要主筋连接，将钢筋接头设置在桩身受力较小的地方，多个接头之间要错落排开，且在35 d 的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%。钢筋笼的主筋与箍筋之间采用点焊方式。制作不可使用蛮力，对其加以保护，防止变形；②沉放要严格合乎程序。制作完毕的钢筋笼运输中给予防变形保护。在吊装时，采用整体吊装，吊装悬空不可接触孔壁，到达设计安放位置后，进行水平位置以及高程的测定，在确认无误后，方可固定。从钢筋笼入孔到混凝土浇筑完毕不得超过4 h。为确保混凝土保护层厚度要求，防止灌注时钢筋笼上浮，下钢筋笼时会在其外侧适宜部位设置四道圆形可转动砂浆块或U 形圈。

3.4 灌注混凝土施工质量控制要点

①质量的要点把控。对于提供商用砼的公司，严格把控资质关，对其提供的相关文件的真实性进行核实，选择合乎要求的公司。必要时对其混凝土进行抽查检验；②时间上的把控。具有清孔作业时，要特别关注灌注时间，必须要在第二次清孔30 min内，立即进行；③灌注过程中的要点。如果采用法兰式导管自流式灌注，要特别注意导管的连接，连接要平直，连接口密封要牢固，导管下端口距离孔底的距离要控制在30～50 cm 范围内。初次进行灌装时，灌装量务必要保证将导管埋入混凝土80 cm 以上，且必须一次连续灌注。正常情况下，导管埋深要进行控制，范围为2～6 m；④拆除导管的质控要点。单此拆卸导管不得超过6 m，在拆除前，要对砼面高度进行测量，精确计算导管埋深后，方可进行拆卸，正常情况下埋深大于2 m。