桥梁钻孔灌注桩施工的质量控制
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摘要：水下混凝土灌注桩技术现在已经被广泛的应用在桥梁的施工当中。桥梁下部结构经常采用单桩单柱的结构形式，由于桩数较少,受力集中,负荷较大，桩身一旦发生严重缺陷很难采取补救措施，所以对桥桩的成孔质量和灌注质量要求十分严格。
中图分类号：TV523文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）07-0020-02
Abstract: Underwater concrete grouting pile technology is now widely used in bridge construction. Bridge substructure often using single pile single column structure, due to less number of pile, stress concentration, high load, pile body in case of serious defects are difficult to take remedial measures, so the pile hole forming quality and perfusion very strict quality requirements.
Key words: bored pile; construction; quality control
桥梁钻孔灌注桩的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。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，甚至给建设单位造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，质量保证体系健全，加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。现结合工程实际经验，阐述对灌注桩的质量控制。
1成孔质量控制
1.1人员、机械符合要求
在桩基开之前，审核桩基的质量保证体系，管理人员的资格证书，必须符合合同要求，管理人员齐全到位。施工机械必须符合施工要求，运行正常，操作人员有证书，才能保证灌注桩的质量，这也是应当重点预防和控制的方向。
1.2钻孔灌注桩的测量定位准确
桩位偏差必须在允许范围内，要认真计算桩位坐标、高程，做好施工场地的坐标控制网，坐标控制点要设置在不易被破坏的地点，并随桩基速进度，不断变化。测量工程师要认真复核桩位坐标点和控制点，以保证桩位的准确性，满足工程要求。
1.3桩成孔质量的控制
采取隔孔施工程序钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打入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。钻孔桩则是先成孔，然后再孔内成桩，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护壁来平衡的，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。在实际工程中的隔孔间距大于等于3D。
1.4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，使用不当就会造成钢筋笼和导管将无法沉放，严重会影响桩机正常进行。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支撑面积使得桩机稳固，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笼前作孔径，孔斜超声波测试。
1.5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点偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆和护筒松动的现象。为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底架的水平和桩具的总长度，并作好记录，以使在成孔后根据钻杆在钻机上留出长度来效验成孔达到深度。
在开钻前，应编排好每台桩机的行走路线，以保证桩机能正常开始，避免桩机相互影响，破坏成孔质量。在实际工程中，桩位编号上墙，画好每台桩机的运行图，没有特殊情况按图钻孔。
由于设计桩与岩层标高有关，因设计图纸的桩长以入岩深度为准，所以岩层标高的制定最为重要，要关系到桩基的单桩承载力的数值，在工程实际中，由建设单位委托钻探部门派人做入岩鉴定，依据是钻探报告的岩面推测或和现场泥浆中的岩层样品的封样进行判断，最终确定岩面标高，再根据设计图纸的入岩深度，确定最终孔深。根据孔深标高，反算钻杆余尺，通过量测钻杆余尺，以确保桩的长度。这是质量控制的要点。
为了有效地防止塌孔，缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时的曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，一般在软粘土钻进最快0.2m/min，在细粉砂层钻进为0.015m/min，主要是考虑成孔困难、泥浆比重和稠度要大，以确保泥浆护壁的成孔质量。
1.6一次清孔
一次清孔的作用，是把泥浆比重适当降低，通过钻杆、钻头的空转，把孔底的岩石沉渣随泥浆清出，以达到清理孔底沉渣的作用。另可以更好地保证泥浆护壁的质量，所以泥浆的比重一般控制在1.3左右，因比重太小不能清出岩石沉渣，清孔时间一般控制在1.5h。应重视一次清孔工序的质量。
在提钻具如碰撞于孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象。这将给二次消孔带来很大的困难，有的甚至通过二次消孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻孔小，就要重新下钻杆复钻并清孔。在工程中尽可能避免此类现象的发生，为提高测绳的测量精度，在使用前要预渣后重新标高，并在使用中经常复核。建议最好采用测孔的仪器。
1.7钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保材料，复试报告合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底架上的。因此，吊环长度是根据底架标高，桩顶标高的变化而改变。所以应根据底架标高逐跟复核吊环长度，以确保钢筋放入标高满足设计要求。
在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝，焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放。如果是成孔偏斜而造成的，则要求复钻纠斜，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼、钢筋笼接长时要加快焊接时间、尽可能缩短沉放时间。复钻纠偏的过程是保证成桩质量的关键。
1.8二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则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，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10—1.20，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。以防止漏气漏浆而影响灌注。
钢筋笼吊放完成后，应及时下导管，利用导管进行第二次清孔，在实际工程中，二次清孔的时间约为2小时，沉渣厚度控制在5CM，沉渣厚度的测量采用测绳量测，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注。
2成桩质量的控制
2.1为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书（水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告），如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，对不合格的材料（如水泥、砂、石、水质），严禁用于混凝土灌注桩。
2.2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，但良好的配合比可减少离析程度，因此，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。
2.3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。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18—20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2—4m，不宜大于5m和小于1m，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8—10m时，应及时将坍落度调小至12—16cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2.3m左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，桩身混凝土的充盈系数必须大于l，同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，如桩的各种动测方法基本上都是在一定的假设计算模型的基础上进行参数测定和检验，并要依靠专业人员的经验来分析和判读实测结果，同一个桩基工程，各检测单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经验的差异，其结论偏差很大的情况也时有发生。