浅谈钻孔灌注桩成桩质量控制要点

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摘要：钻孔灌注桩基础属于隐蔽工程，其施工大部分是在水下进行无法观察，影响其质量的因素也较多。本文结合工程实例分析了施工中事故的原因，论述了在成桩过程中质量控制的要点，以供同行借鉴。

关键词：钻孔灌注桩、控制要点、成孔质量、混凝土灌注

引言：

钻孔灌注桩基础属于隐蔽工程，其施工大部分是在水下进行无法观察，影响其质量的因素也较多，施工中任何一个环节出现问题都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。本文结合《金滩沁河大桥工程》实例分析了钻孔灌注桩施工中遇到的孔壁坍塌、缩颈等事故的原因，论述了在成桩过程中质量控制的要点。

1工程概况

金滩沁河大桥全长360m,共12跨，每跨30m，桥墩桩基直径1.8m，桥台桩基直径1.2。采用嵌岩端承桩基础，单桩单桩，半幅用桩间系梁及盖梁连接，上部位预制“T”型梁。全桥1.8m桩径20根，1.2m桩径4根，桩长均超过30m。本场地属于低山丘陵区，地表水系发育，河涌、沟塘较多，灌注桩钻进范围内底层为砂卵石夹壤土层。

2桩基础施工过程的质量控制

2.1质量控制目标

2.1.1 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满足设计要求。

2.1.2 预留砼试块强度满足设计要求。

2.1.3 桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺陷。

2.2成孔质量的控制及出现问题处理办法

2.2.1 孔底沉渣控制：孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因素，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超过100mm、摩擦桩不超过300mm，在施工过程中常有不少桩的桩底沉渣仍达不到要求，其原因主要是泥浆性能不符合要求。影响泥浆的性能指标主要是相对密度、粘度、含沙率，其控制指标为:相对密度1.25~1.20、粘度16~22s、含沙率≤4%，如地下水位较高，容易坍塌，泥浆比重、粘度可适当大些，钻孔结束后应进行二次清孔并进行验收。

2.2.2 孔壁坍塌控制：孔壁坍塌一般是未料到的复杂的地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够护壁效果差、孔口周围排水不良等原因造成的，如果成孔后不及时浇注混凝土也可能造成孔壁坍塌。在施工中为避免事故发生采取相应的措施如下：认真分析底层结构选择合适的成孔工艺；提高泥浆的比重和粘度，选用密度、胶体率、粘度相对较大的质量好的土质；遇到松散易坍塌的土层应适当埋深护筒，并用粘土密实填封护筒四周；成孔后孔内沉渣值满足规范要求后立即组织吊装钢筋笼，钢筋笼接长时要加快焊接，尽可能缩短沉放时间，待吊装完毕立即浇筑混凝土。

2.2.3 扩径和缩径控制：扩径、缩径都是由于成孔不规则造成的，扩径一般是锤头偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于锤头磨损或底层中有遇水膨胀的土质造成的。扩径会增加成本，而缩径会减少桩的竖向承载力，必须采取措施予以控制。为避免扩径的出现，应检查钻机是否固定、平稳，在成孔过程中还应要求徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力，尤其是清孔后应尽快灌注水下混凝土，尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间。为防范产生缩径应选用密度、胶体率、粘度相对较大的土质造泥浆进行护壁，并经常检查锤头磨损情况。

3 灌注过程主要环节质量控制

3.1混凝土坍落度控制

混凝土的坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理的混凝土应是拌合均匀、和易性好、初凝时间长且有较好的性，坍落度合理的混凝土可以有效地保证混凝土灌注性、密实性和连续性，一般应控制在18~22cm范围内。制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理。所使用的材料要进行二次复检方可投入使用，混凝土的配合比要通过试验确定，严格按配合比进行拌制，做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作。

3.2导管埋深控制

导管底端在混凝土面以下的深度是否合理关系到成桩质量，须严格控制。在浇筑过程中，要经常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拔出混凝土面，导管埋深一般应控制在1~6m,过大或过小都可能出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。

3.3钢筋笼上浮控制：

3.3.1 钢筋笼在孔口须固定牢固防止因固定不牢或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂导致上浮。

3.3.2 混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深太浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导致钢筋笼上浮。混凝土接近笼时，将导管埋深控制在1.5~2.0m，同时注意浇筑量，混凝土埋过笼底端2~3m时及时将导管提高于钢筋笼底端。

3.3.3 混凝土质量差，易离析、坍落度损失大的混凝土都容易使钢筋笼上浮，要保证混凝土质量同时加快混凝土灌注。

3.4混凝土灌注控制

浇筑混凝土前，在安放好的导管上部放一只料斗，第一次浇筑混凝土导管下端离孔底为0.3~0.5m，须保证导管料斗中第一次储料2~2.5m³，利用冲力将管底泥浆及部分沉渣冲离孔底。浇筑混凝土时要严格防止塞管、脱节等现象发生。拆导管的埋深不得小于2m（埋管深度一般为2~6m），同时用侧绳测量浇筑深度以确保埋管深度。混凝土浇筑时间一般不超过4小时，浇灌量应超设计高程0.5~1.0m。

3.5桩头质量控制：

当凿除桩顶浮浆层后，应保证设计的桩顶标高及桩身混凝土质量，要保证桩头的质量必须控制好最后一次灌注量。凿出浮浆层后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。为保证桩头质量采取的控制措施如下:

3.5.1 严格成孔工艺，清孔彻底，采用正确的水下混凝土灌注工艺，使钻渣、泥皮被顶起至桩顶，在桩头形成较厚的浮浆层。

3.5.2清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前要进行孔底泥浆取样。

3.5.3在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在2~6m范围。

3.5.4施工中应侧准混凝土上升面标高。

3.5.5应确定合理的超灌量，宜取0.5~1.0m的超灌量。

结束语：

桥梁基础钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重，因此在施工过程中，要严格按施工技术要求，按工序进行质量控制，坚持每道工序实施检查验收，成桩过程中采取适当的检测方法，尽可能保证灌注桩成桩质量。

参考文献：

[1].黄绳开.《桥梁施工及组织管理》 [M]人民交通出版社. 2000 . 8

[2]《建筑桩基技术规范》 JGJ 94-2008

[3]《建筑工程施工质量验收统一标准》 GB50300-2001