钻孔灌注桩的施工质量控制.doc

钻孔灌注桩的施工质量控制
摘要：针对钻孔灌注桩施工的隐蔽性和不可预见性。简述了钻孔灌注桩的质量问题，探讨了桩位偏差、泥浆和钻孔等方面的质量控制及施工管理措施，以达到提高成桩质量，保证成桩质量和桩基工程的安全。
关键词：钻孔灌注桩 质量控制

近年来城市高层建筑越来越多，其基础桩也越打越深，因为深孔钻桩具有承载力大，沉降小，低振动、施工时噪声低、桩径可按设计要求变化自如、对相邻建筑物影响小等诸多优点，因而在各类土木工程中得到广泛应用。但由于钻孔灌注桩施工工艺复杂、环节较多、技术要求高、混凝浇筑困难、质量难控制、成桩速度较预制入桩慢等缺点，因而，工程质量较难控制，施工中稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等质量问题，因而施工中必须严格监管质量。
1.桩位偏差的控制
1）测量放线：桩位测量放线时，要求各桩位的测量误差控制在+5mm之内，一旦确定了桩位，即用300mm左右的木桩打入地下，木桩头要比地面稍低，在木桩头用铁钉标明桩位的准确位置。
2）护筒埋设：测量人员依据甲方提供的控制点，严格按放样，确保桩位准确后埋设护管。护筒的主要作用是保持孔口稳定和定位，在护筒埋设时，既要做到牢固可靠又要保证护筒设置在正确的位置上，大直径桩的护筒最好采用挖坑与锤击打入法相结合的办法埋设。为了保证钻机对中，护筒埋设完毕后，应将桩中心点反引到护筒上，并在护筒的上口做四个标记，并量出标记至桩中心的距离，在施工过程中以此作为检查，校核钻孔中心和放置钢筋笼的依据，这几点对控制桩位偏差是至关重要的。
3）钻机对位：在钻机对位时，先将钻机底座调整水平，钻塔调整垂直，然后根据护筒埋设后重新定出的桩中心，检查钻头中心是否与其重合，如果偏差较大，应调整钻机位置，保证偏差小于2cm。
4）空孔偏差：在钻进过程中，钻孔一旦发生偏斜，就会造成施工平面对位时的钻孔中心与桩顶处的钻孔中心产生偏差，为此在钻孔过程中，要经常检查钻机的水平和垂直度，发现问题及时调整，且在空孔段钻进时应控制钻头的下放速度，钻压不宜太大,将空孔段的孔斜控制在0.2%～0.4%以内，避免因孔斜造成桩位偏差过大。
5）钢筋笼放置的偏差控制：在放置钢筋笼时，笼子的下端吊入护筒后根据桩位中心在筒上的标记和记录的数值，调整笼子的位置，使其中心与桩中一致，然后才能徐徐放下。笼子的上端下至护筒口时，应再一检查笼子位置，下到设计高程后应采取固定措施。
2.泥浆的质量控制
1) 泥浆质量管理。开工前，首先要根据场地情况，打桩路线，选择好位置以设置储浆池和沉淀池，并要注意使储浆池和沉淀池的体积大于同时施工桩孔的总体积和泥浆槽总体积之和的3倍以上。
2)泥浆控制指标。在黏土和亚黏土中成孔时，可直接注入清水以原土造浆，控制排渣泥浆相对密度应为1.10—1.20，当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间；在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5之间，进一步影响单桩承载力，过稀不利于护壁和拓渣，一般为10s～25s。钻孔时还要控制好含砂率，黏性土质一般为4％～12％，砂性土质一般以8％～18％为宜。
3)泥浆制备管理。泥浆应采用塑性指数i >17且含砂率低的黏土调制。普通土层土的粘粒含量较低、含砂量大，造成泥浆粘度小、失水量大，从而形成的泥皮厚而疏松。因而在施工中，应尽力避免用普通土层土来制浆。为保证泥浆有较好的稠密度应尽力采用制浆机制浆。
3．钻孔的质量控制
1)孔径、垂直度控制。成孔时桩孔偏斜程度的控制，是钻孔灌注桩施工工艺中重要环节。因此，偏每台钻机在开钻前，首先要检查钻头直径。钻头直径以比设计桩径小20 mm为宜。同时应注意钻机运行时，钻头是否晃动和稳定。
2)成孔进度控制。在开钻之初应慢速缓缓压进，待成孔5m以上且各方面运转正常后方可加速。对于淤泥、淤泥质土及易塌孔的土层，或出现缩颈、塌孔时钻进速度要降到最慢，并减少泥浆循环速度加大泥浆比重，必要时应在缩颈、塌孔段投入黏土、泥膏，且慢速空转不进尺。开钻以后连续钻进，争取以最短的时间成孔成桩，避免黏土层、砂质泥岩、泥质砂岩的孔壁或孔底经长期浸泡而软化。导致孔壁的摩擦系数减小和孔底端承力的降低。
3)钻孔时三项指标的控制。钻孔时的泥浆比重，泥浆稠度和含砂率三项指标应通过试成孔、试验和检测，经筛选确定，对于不同的土质和土层，选择合宜的指标数作为钻孔时保证钻孔成功的三项技术指标，钻进施工时，应不断以这三项技术指标检查钻孔质量，根据钻孔质量不断修正调配泥浆，保证钻孔成功。
4)钻孔深度控制。控制钻孔深度，必须在开钻前事先核定主钻杆、配重、钻杆总长、钻头、钻尖及机高等，然后在终钻前检查钻杆的余尺，通过这两步来控制钻孔深度，端承型桩必须保证进入设计持力层的深度。每台钻机在开钻前或施工过程中更换钻杆等配件后，应对钻机钻具用钢尺测量记录在册、提钻前应检查计算孔深或有效桩长是否符合设计要求，在检查无误后方可终孔提钻。
5)清孔质量控制。当钻孔达到设计孔深要求后宜采用反循环清孔法清理沉渣。沉渣通过砂石泵随同钻孔泥浆经钻杆(导浆管)抽出孔外，由于砂石泵的吸抽力较大，沉渣能及时排出孔外。为避免在局部位置产生沉渣堆积，钻进结束时需将钻头提高，离开孔底50mm～100mm，保持钻头空转，将沉渣搅向吸浆口，3min～5min内即可将孔内残留的沉渣清理干净。
4.钢筋笼的质量控制
1)钢筋笼的制作。钢筋笼的制作必须严格按图纸加工，应使钢筋笼具有一定的刚度和整体性，保证在运输、吊装过程中不致产生变形。制作钢筋笼前，主筋应先调直。钢筋笼之间主筋的搭接，一般规定错开距离为主筋的35d且不小于50cm。钢筋笼制作完毕，应经检查验收合格后才允许使用。
2)钢筋笼的吊装与焊接。在运输钢筋笼时要保证其不变形。吊放钢筋笼时，吊点位置必须对称，保证钢筋笼呈垂直状态。钢筋的下端吊入护筒后，根据桩位中心在护筒上的标记和记录的数值调整钢筋笼的位置，使其中心与桩中心一致，然后徐徐下放。钢筋笼上端下至护筒口时，应再次检查钢筋笼的位置。两节钢筋笼的连接采用焊接。焊缝长度不小于主筋直径的10d，焊缝应饱满，主筋无烧伤。钢筋笼下到设计标高后，应采取固定措施。
3)钢筋笼的验收。分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接，并遵守gb 50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范，主筋净距必须大于粗骨料3倍以上，钢筋笼内径应比导管接头处外径大100mm以上。
5.混凝土灌注的质量控制
1)混凝土的质量控制。混凝土除满足设计的强度外，必须具有良好的和易性，使混凝土在孔内易于流动震实，形成密实的桩身。严禁用过稠和离析的混凝土，以免造成堵塞导管，造成事故。混凝土配合比应通过试验确定，坍落度要控制在180-220mm，选用中粗砂，粗骨料最大粒径小于40mm。
2)混凝土灌注的质量控制。
灌注水下混凝土最重要的一个环节，就是首批混凝土的埋管深度。首先根据孔径的大小计算首批混凝土的方量，确保能埋管lm以上，准备好后一次性连续不断灌入，使迅速埋管，以保证沉淀物和泥浆完全顶升。并且要保证混凝土首灌量和隔水措施。因为在二次清孔后到混凝土灌注前这段时间内拆卸配节导管，安装料斗持续时间一般需15min～30min，该时段内近孔底部悬浮在泥浆内的固体颗粒缓慢沉淀成为沉渣，该部分沉渣应利用混凝土首灌量的冲击力而浮至混凝土表面。首灌量还应能保证混凝土灌入后，导管埋入混凝土深度不小于0.8 m～1.3m，另外还应考虑到导管底部离孔底为300mm～500mm，导管内柱与导管外泥浆柱要平衡，并且要保证桩的充盈系数不小于1。
混凝土灌注过程中，导管应始终埋在混凝土内，严禁将导管提出混凝土面。应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差。导管埋入混凝土面深度以2m～6m 为宜，最小埋入深度不得小于2 m。导管应勤提勤拆，一次提管拆管不得超过6 m。混凝土实际灌注高度应比设计桩顶标高高(根据设计要求，一般为1倍～2倍的桩径)，经测定合格后才可停止灌注。导管提升时，不得挂住钢筋笼，导管使用前应经试拼装、试压，试压水压力为0.6mpa～1.0mpa。
6.结语
钻孔灌注桩有许多优点，但由于施工环节多，工艺复杂，成桩质量有可能受到各种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力的降低，甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须加强对这几个关键环节的质量控制。
参考文献：
【1】实用建筑施工手册【m】．中国建筑工业出版社．
【2】灌注桩施工手册【m】．地震出版社．
[3]刘金砺．桩基工程技术[m]．北京：中国建材工业出版社．1996．