钻孔灌注桩成桩质量控制要点

钻孔灌注桩成桩质量控制要点

王亚东

王亚东（中铁四局机电设备安装公司，莲塘330000）

摘要：钻孔灌注桩属于隐蔽工程，施工过程容易出现质量事故。本文结合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。

关键词：复杂地质；大直径长桩；成孔质量；混凝土灌注

中图分类号：TU71文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）09-0092-01

1工程概况

铜汤高速公路1标全长3.4km，包括水桥湖一桥、水桥湖二桥、朱家畈大桥和三段路基，水桥湖一桥七跨一联，每跨30m，桥墩桩基直径2m，桥台桩基直径1.2m。采用嵌岩端承桩基础，单桩单柱，半幅用柱间系梁及盖梁连接，上部为预制T梁。全桥2m桩径80根；1.2m桩径24根，多数桩长超过25m，最大桩长65m。

2场地工程地质条件

本场地属于丘陵地貌，地表水系发育，河涌、沟塘遍布，根据地质勘察资料，全桥地质由上到下的各地层岩性为：

①淤泥层：饱和，流塑，含有机质、细砂、贝壳碎片等，层厚2.0～8.0m，平均厚度5.0m。②中粗砂层：饱和，松散状，层厚1.2～3.5m，平均厚度2.4m。③砂岩全风化带：风化剧烈，裂隙发育，岩芯呈坚硬土柱状，遇水易软化、崩解。层厚1.8～6.0m，平均厚度4.5m。④砂岩强风化带：岩芯呈半岩半土状、碎块状，岩石风化不均，多夹中风化岩块，可见球形风化现象。层厚3.3～10m，平均厚度8.9m。⑤砂岩中风化带：岩石组织结构完整，裂隙较发育，层厚0.5～10.0m，平均厚度5.1m。

3桩基础施工过程的质量控制

3.1质量控制目标钻孔灌注桩施工质量控制必须达到以下几个目标：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能满足设计要求；②预留混凝土试块强度满足规范要求；③桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺陷。

3.2成孔质量的控制措施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、磨擦桩为300mm，但在施工过程中，常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求，其原因主要是泥浆性能不符合要求。影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和粘度，泥浆的比重、粘度应根据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，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，宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔的速度要慢。钻孔完毕后必须对终孔进行验收，根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度。②孔壁坍塌控制。孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、钢护筒未按规定埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取相应措施予以解决。③扩径和缩径控制。扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔、缩孔及其它不良地质现象引起的，扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的，缩孔是由于钻头磨损过甚、焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、粘土泥岩造成的。扩径会增加成本，而缩径会减少桩的竖向承载力，必须采取有力措施予以控制。为避免扩径的出现，应检查钻机是否固定、平稳，要求减压钻进，防止钻头摆动或偏位，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，成孔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。

3.3灌注过程主要环节质量控制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和均匀、和易性好、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性，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，做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作，严格按配合比进行投料。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，必须予以严格控制。在浇注过程中，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，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深一般应控制在1～6m，过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。③钢筋笼上浮控制。在灌注混凝土前，钢筋笼自重与悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，由于下列原因引起钢筋笼上浮：a.钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；b.混凝土面到达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；c.混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混凝土，都易使钢筋笼上浮，解决的办法是操作要正确、确保混凝土质量及加快混凝土灌注。④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。在钻孔灌注桩施工中，要想保证桩头的质量，必须控制好最后一次灌注量，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到设计强度值，这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高。必须重视影响桩头质量的因素，要求采取如下控制措施：a.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；b.施工中应测准混凝土上升面标高；c.应确定合理的超灌量，根据浮浆层厚度及桩顶标高附近的工程地质情况，宜取0.5～1.0m的超灌高度；d.清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样；e.在混凝土灌注过程中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在1～6m范围。

4结语

在灌注桩施工过程中，严格按施工实施细则要求，按工序进行质量控制，坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法，就能保证属于地下隐蔽工程、施工难以控制的混凝土灌注桩质量达到设计要求。