钻孔灌注桩的施工工艺和质量缺陷防治
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中图分类号：U443.15+4 文献标识码：A
近年来随着温州市楼宇高度的不断增加及城区施工噪音的严格控制,而钻孔灌注桩施工技术在建筑工程施工应用中，具有施工噪音与影响小、施工振动小以及适用范围广等优势，可以在各类建筑地基结构中进行施工应用，钻孔灌注桩越来越多地被采用。由于温州市属软土地基，具有土体流动性大，承载力低、地下水位高的特点，而钻孔灌注桩具有承载力大、噪音低、无挤土效应、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点，因此被广泛的应用于我市的房屋建筑和桥梁工程，更是旧城区工程的首选。但钻孔灌注桩也存在质量控制直观性差，施工工艺较为复杂，水下混凝土施工要求严格，易出现孔底沉泥、夹渣、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷，因此本人结合最近几年的工程实践，参考有关施工技术规范，对钻孔灌注桩的施工工艺和容易出现的质量问题和质量通病进行分析，并提出防治措施和注意事项，以供大家讨论和参考。
一．施工工艺
钻孔灌注桩的施工程序为：工程桩位放样护筒埋设 桩机就位、钻孔、一次清孔 钢筋笼安装 导管安装、二次清孔 水下砼浇灌桩孔回填
1、定位放样:工程开工前，根据轴线位置及桩位分布图，在场起内建立起平面测量控制网，根据测量控制网及桩位施工图测放桩位中心点。桩位放样充许偏差，群桩中桩为D/4和20mm的小值，群桩边桩和单桩为D/6和10mm的小值。
2、埋设护筒 :护筒一般采用钢板加工制作，厚度心须满足刚度要求。直径一般略大10cm为宜，其长度满足筒底进入粘土层不少于500mm，顶端应高出地面300mm,其中心与桩位中心充许偏差不大于50mm,且保证垂直度。护筒埋好后四周用粘土夯实，以防止地表水及杂物进入孔内。
3、钻机就位、成孔:桩机就位必须稳固、水平。确保“天车边缘，转盘中心，桩位中心”三点成一垂线，在确保就位准确后可用正、反循环钻机进行成孔钻进，当钻进过程中遇到不同的地层时，同时可更换不同类型的钻头，其中嵌岩用钻头有硬质合金双腰带钻头，钢粒钻头及滚轮钻头（又知称牙轮钻头）钻进根据液流方向分为正、反循环钻进方式，通过钻杆长度可确定钻孔深度。
4、钢筋笼制作安装:钢筋笼在平地严格按图纸制作，箍筋一般用用螺旋箍或封闭环状箍，箍筋与主筋采用点焊固定牢固。为保证钢筋笼位置，在加强箍位置宜对称设置4个圆形砼保护块，大于9米钢筋笼可以分段安装，并电焊连接，安装时为保证垂直度可采用吊车吊装。
5、二次清孔:大直径钻孔灌注桩清孔对单桩承载力、建筑物沉降影响较大。当桩长较长时，清孔宜采用反循环清孔。（本文仅以气举反循环方法举例说明）
气举反循环形成原理：将连接空压机的送气管伸入导管内一定深度（>0.5h），空压机将压缩空气送入管底，空气与导管内泥浆混合形成比水轻的泥砂水气混合物，在导管内外形成压力差，导管外侧的水柱压力将泥沙水气混合物与冲洗液一起压升出导管上口，将泥砂排入沉淀池，沉淀池内泥浆通过滤碴后再灌入孔内，形成循环过程。
尾管长度即气管至导管底端的长度，是影响气举反循环钻进的一个重要系数，尾管过长将会降低排碴效率甚至破坏气举反循环。实践经验证明，尾管长度应与混合器沉没深度保持适当联系，温州地区经验做法是：L宜小于0.5H。
6、水下砼浇灌:灌浇灌采用回顶灌浇注法，应严格按水下砼灌注工艺进行施工，首次浇灌时为达到密封效果，首次浇灌量应满足下式要求：
h=r泥/r砼×H
V初=π/4D2H0+π/4d2H0
h导管内砼高度过H—孔深度减去底部砼高度
H0底部砼高度，一般情况取2m
A．桩位偏差主要原因：1、施工放样存在误差。2、护筒埋设产生偏差。3、桩机就位存在偏差。
防治措施：1、经常检修仪器,提高放样精确度。2、及时复核护筒位置，压实周围回填土。 3、减少桩机就位偏差，就位后防止桩机移动和晃动。
B．成孔偏斜主要原因：1、施工场地不平整，不坚实，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直。如曾有过当桩架安放在原有泥浆池回填处而导致桩架倾斜。2、钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲。3、钻头晃动偏离轴线，扩孔较大。如曾有施工单位用10桩机施工70米深的桩，结果产生扩孔偏斜。4、遇有地下障碍物，把钻头挤向一侧。尤其是在原有老河道回填范围内施工更需注意。
防治措施：1、钻机就位时，应使转盘，底座水平，使天轮的轮缘、钻杆的卡盘和护筒的中心在同一垂直线上，并在钻进过程中经常校核钻架及钻杆的垂直度以防止位移。2、场地平整坚实，扩大桩机支承面积，支架的承载力应满足要求，在发生不均匀沉降时，必须随时调整。3、选用合适的桩机型号，定期对桩机进行检验和维修。4、遇有地下障碍物时应待清理障碍物后再继续施工。
5、当发现偏斜过大时，应回填粘土，待沉积密实后再钻。
C．成孔缩小或颈缩主要原因：1、软土层受地下水位影响和周边车辆振动2、塑性土膨胀，造成缩孔.3、钻锤磨损过甚，焊补不及时
防治措施：1、成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀.2、及时焊补钻锤，并在软塑土地层采用失水率小的优质泥浆护壁.3、采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。4、加大泥浆比重，清孔后及时浇灌砼。
D．塌孔主要原因：1、存在沙土层等易塌土层2、下导管和钢筋笼时与孔壁接触
防治措施：1、钻孔时预先投放粘土块，加大泥浆比重，清孔后及时浇灌砼2、下导管和钢筋笼时注意垂直，避免过度偏斜和震动
3、发生塌孔后需再次清孔，待沉渣厚度满足要求后方可浇灌砼
E．钢筋笼上浮主要原因：1、砼在进入钢筋笼底部时浇筑速度太快。2、钢筋笼未采取固定措施。3、导管提升时与钢筋笼搭挂
防治措施：1、浇筑砼前，应将钢筋笼固定在孔位护筒上。2、当砼上升到接近钢筋笼下端时，应放慢浇筑速度，减小砼面上升的动能作用，以免钢筋笼顶被托而上浮。当钢筋笼被埋入砼中有一定深度大，再提升导管，减少导管埋入深度，使导管下端高出钢筋笼下端相当距离时再按正常速度浇筑。在通常情况下，可以防止钢筋笼上浮。3、当发现导管与钢筋笼搭挂时，应降低导管，顺时针转到导管，再提升导管。
4、当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇砼标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。
F．断桩主要原因：1、砼塌落度太小，骨料太大，运输距离过长，砼和易性差，致使导管堵塞，疏通堵管再浇筑砼时，中间就会形成夹泥层。2、计算导管埋深时出错，或盲目提升导管，使导管脱离砼面，再浇筑砼时，中间出现夹泥层。3、钢筋笼将导管卡住，强力拔管时，使泥浆进入砼中。4、灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。5、导管接头处渗漏，泥浆进入管内，混入砼中。6、砼供应中断，不能连续浇筑，中断时间长，造成堵管事故。
防治方法：1、砼配合比应严格按照有关水下砼的规范配置，并经常测试坍落度，防止导管堵塞。2、尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。B.快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞。3、严禁不经测算盲目提拔导管，防止导管脱离砼面。4、钢筋笼主筋接头要焊平，以免提升导管时，法兰卡住钢筋笼。5、浇筑砼应使用经过检漏和耐压试验的导管。6、浇筑砼前应保证砼能正常供应，成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。
总之，由于 钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，施工工艺和施工工序比较繁杂，质量检查和控制不能直观进行，因此只有对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，桩基的施工质量才能得到保证。而且在此还要再次强调，保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人，只有强调现场管理人员要有高度责任心和超强的质量意识，才能充分保障钻孔灌注桩的施工质量。
参考文献
[1]王京华.钻孔灌注桩施工技术[M].北京：地质出版社，2009（11）.[2]张建军.浅析钻孔灌注桩施工质量通病与防治[J].中国科技信息，2010（2）.[3]刘浩.钻孔灌注桩的施工管理和质量控制[J].建筑设计管理，2010（1）.