探讨钻孔灌注桩施工技术与质量控制措施

摘要：钻孔灌注桩在现阶段的施工中得到了广泛应用，本文对钻孔灌注桩的主要问题进行了分析与探讨。

关键词：钻孔灌注桩 施工技术 要点分析 控制措施

钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑物影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点，目前在交通工程和高层建筑的基础工程领域中，钻孔灌注桩基础已占据了重要的地位。但因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。因此，有必要对钻孔灌注桩的施工技术加以分析，研究相应对策，尽可能防止质量事故发生。

1.成孔施工要点

1.1隔孔施工程序 钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

1.2确保桩身成孔垂直精度 这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

1.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度 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50mm，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。

1.4确保钢筋笼制作质量 钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行。一般钢筋笼用焊接方法，个别连接点用绑孔。钢筋笼外侧的定位钢筋可用空心穿孔砼预制圆柱体，或直接用钢筋弯曲成型并焊接在主筋上，以保证主钢筋保护层厚度。钢筋笼的加强箍必须与主筋焊牢，焊条一般用5字头型号，以保证钢筋笼焊接质量。钢筋笼顶端要焊吊挂筋，高出钢护筒。钢筋笼就位后，吊挂筋支承在护筒顶的枕木上，不能直接放在护筒上。超声波检测桩的钢筋笼要安装镀锌钢管与箍筋连接，要保证检测钢管不漏水。

2.泥浆的配制要点

泥浆是超长钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节。泥浆的护壁作用是因为泥浆液柱压力作用在孔壁上，除平衡土压力、水压力外，还给孔壁一个向外的作用力，部分水渗入地层，在孔壁表面形成一层固体颗粒的胶结物－泥皮，性能良好的泥浆失水量小，泥皮薄而密，具有较高的粘结力，对维护孔壁稳定、防止塌孔起很大作用。软土层一般使用原土造浆，对造浆能力不强，粘性差、含有腐植质层段添加膨润土或增加化学处理剂（纯碱和CMC）。

3.成桩施工要点

3.1钻机就位 钻机基台两端用平整的基台木垫平垫稳，调整天车中心、转盘中心、与桩位中心同为一垂线。安装完毕要用水平尺和测锤校验。

3.2钻进 在钻进过程中针对不同的地层，制定不同的钻进技术参数。由于③、④层为淤泥质、流塑性土层，必须用3PNL泵回水以减少泵量钻进，防止泥浆冲刷孔壁而造成塌孔扩径。同时，由于其含有腐植质，粘性差，造浆能力不强，要求使用用有护壁好、易形成泥皮、粘度在26秒以上的浓泥浆，还应添加膨润土或提粘化学处理剂。

3.3清孔 清孔的主要目的是清除孔底沉渣，孔底沉渣是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则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，再利用泥浆胶体的粘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，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻子L桩工程质量的关键环节。

3.4混凝土灌注 混凝土灌注是最后一道也是最关键的一道工序。钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。倡导使用大体积混凝土冲击灌注法,如桩的初斗混凝土灌注一样,每一斗灌注都是将2方～3方混凝土在大斗中积蓄够量,出料口直接插入导管,然后打开活门一次连续冲击下去。

4.质量控制措施

4.1孔斜 为避免钻孔倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必须作好准备。在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时，钻速要开慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重大的复合式牙轮钻头都是有效的方法。

4.2缩径和扩径 液性指数IL＞0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土而在IL＞1.0呈流塑状态的淤泥质软土层中成孔易造成缩孔现象。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。

4.3钢筋笼上浮或下沉 钢筋笼上浮或下沉原因分析：钢筋笼放置初始位置过高或过低；混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大(6m以上)钢筋笼被混凝土顶托上浮；导管掩埋过长，提升时，易摇晃，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过程，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼制作质量不佳，或吊装不当而变形；或桩孔倾斜，钢筋笼随之而变形，增加了混凝土上升力；笼底钢筋向内弯折钩挂导管；钢筋笼与孔口固定不变，在自重及受压时将铁丝拉长下沉；或钢筋笼自重太轻，被混凝土顶起。

4.4断桩 混凝土凝固后不连续，中间被冲洗液等疏松体及泥土充填的间断桩。影响了桩本身的整体性，降低了桩体强度和承载力。坍落度损失大的配方和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因，灌注过程中发生埋管、卡管以及发生坍孔等其他一些情况都将造成断桩。

防治措施：按有关规范要求，通过计算机和试配，确定混凝土配合比，混凝土应具良好的和易性和流动度，坍落度损失应满足灌注要求，初凝时间应为正常灌注时间的2倍，要求灌注过程连续、快速，防止出现上述埋管、卡管及其他情况。

参考文献：

[1]《建筑桩基技术规范》中国建筑工业出版社 JGJ94-94

[2]胡春伟，钻孔灌注桩的施工及监理[J] .2007年5月.

[3]吴军清，钻孔灌注桩的施工方法及质量控制.2006.10