钻孔灌注桩施工工艺及质量控制分析

钻孔灌注桩施工工艺及质量控制分析

黄忠

黄忠酉阳县建设工程质量监督站409800

摘要：钻孔灌注桩目前在国内公路桥梁基础工程领域中已占据了重要地位,并向大直径、多样化方向发展。钻孔灌注桩施工技术是市政桥梁工程中一项重要的应用技术。但是在其施工过程中常常会出现一些问题，本文主要是对其存在的一些相关问题展开探讨，相信以后我国桥梁工程各种施工技术会更加日趋完善。

关键词：桥梁工程；钻孔灌注桩；质量控制

Boredpileconstructiontechnologyandqualitycontrolanalysis

ThequalityofconstructionprojectsYouYangXianhuangzhongdec409800

Abstract:theboredpilesinthedomestichighwaybridgefoundationengineeringfieldhasoccupiedanimportantposition,andtothebigdiameter,persificationdirection.Boredpileconstructiontechnologyisanimportantmunicipalbridgeengineeringapplicationtechnology.Butintheconstructionprocessinsomeproblemsoftenarise,thispaperismainlytoitsexistingquestionsdiscusses,believeinourcountryafterthebridgeengineeringallkindsofconstructiontechnologywillbemoreimprovement.

Keywords:bridgeengineering;Boredpiles;Qualitycontrol

引言

钻孔灌注桩以其对各种地质条件的适应性强、环境影响小、施工安全性好等优点，在市政桥梁工程中得到了推广应用。但是，由于其施工环节较多，工艺性较强，需进行水下混凝土浇灌等，在施工过程中任何一个环节出现问题，都将影响成桩质量。因此，在施工过程中要对各个环节加强监控，从根本上消除隐患，保证施工质量。现结合工程实例，谈谈钻孔灌注桩的施工质量控制。

1工程概况

本文是某桥工程概况，其桥梁长度为86m，跨径组合为：24m+38m+24m，为三跨连续预应力混凝土箱梁桥，全宽38m。桥台和桥墩均采用1．2m的钻孔灌注桩基础，全桥共56根桩，桩长32-37m，混凝土设计强度为C25，全部为摩擦桩。桩尖处于粉细砂中，该层属于中低等压缩性、高等强度土，工程地质条件好。

2钻孔灌注桩施工前的质量控制

(1)落实项目经理责任制，完善质量保证体系。

(2)组织健全的钻孔灌注桩施工专业队伍，核对各级管理人员和特种作业人员的持证上岗情况，不具备资格者不得上岗。

(3)做好施工技术交底，制定并执行必要的规章制度，如岗位责任制、主要机械的操作规程、质量检查制度等，并加强对执行情况的监督。

(4)明确对测定桩位、埋设护筒、桩机就位、钻孔、泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣、清孔、安放钢筋骨架、灌注水下混凝土等工序的质量要求及指标。

(5)明确施工过程中各项施工记录、质量检查和验收工作的要求。

3钻孔灌注桩施工的质量控制

3．1桩位测量放样

定位是整个工程的关键，如果定位错误造成桩偏位，对整个工程的影响十分巨大，因此，定位工作需认真细致。

(1)根据市规划局提供的坐标，派专人用全站仪定出桥墩、桥台中心线位置，经导线网复测无误后，在平行于桥位中心线的前后方向和横向两侧设置控制桩。

(2)进行场地整平后，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。

3．2埋设护筒

根据施工现场情况，护筒采用人工挖坑埋设法。护筒采用5mm厚的A3钢板制作，护筒内径大于桩径200mm，埋设深度2．5m，护筒外侧与土体间以黏土夯实，护筒顶端高出地面不小于0．3m，护筒的平面位置偏差：不大于50mm，护筒与桩轴线的垂直偏差不大于l％。

3．3钻孔

钻孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，如果质量控制不好，则可能发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，并直接影响桩身质量，造成桩承载力下降。该工程选用的钻机为GPS一20HA型，正循环钻孔。

(1)钻孔时，钻架必须水平稳固，钻头对准桩位中心，在钻孔过程中,随时观测、调整钻机的水平和垂直度。

(2)钻孔一经开始应连续进行，不得中断。开钻必须正确并慢速推进待导向部位进入土层后，方可全速钻进。升降钻头时要平稳，防止碰撞护筒、孔壁、钩挂护筒底部，拆装钻杆要迅速。

(3)在钻孔过程中，随时检查泥浆稠度，如不符合要求及时进行调整。

(4)在地层变化处捞取样渣，判明后记入表中，以便核对地质剖面图。

(5)钻孔排渣、抬钻除土或因故停机时，保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度及黏度，防止坍孔。

3．4泥浆护壁

控制好钻孔过程中的泥浆质量，尽量避免出现坍孔现象，是保证灌注混凝土顺利进行的重要环节。

(1)开工前，首先根据现场情况和打桩路线，选择好储浆池和沉淀池的位置，并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)采用质量合格的黏土造浆，泥浆比重控制在1．05～1．20g／cm，含砂率不大于8％，胶体率不小于96％，黏度在16—22Pa•s之间。在施钻过程中，泥浆的质量会有所下降，施工人员应经常测定泥浆的性能指标，当泥浆质量达不到要求时，应及时调整。

(3)桩孔施工采取一次性不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构，及时合理地调整泥浆的性能指标。如遇大量的地下水和易坍的粉细砂土时，应低档慢速钻进，减少对粉细砂土的搅动，并适当增大泥浆相对比重和黏度，保持孔内水头高度，以加强护壁，防止坍孔。

3．5清孔

清孔是保证成桩质量的重要一环。通过清孔，以确保桩孔质量、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合要求。因该工程采用正循环回转钻进技术，其清孔方法为：

（1)钻进进尺达到设计标高后，将钻具略微提高，转速由高变低，空转5—20min，同时泵人性能指标符合要求的新泥浆，并维持正循环，直到清除孔底沉渣且使泥浆含砂量<4％为止。

(2)因桩孔有较厚的粉细砂土易坍层，在钢筋笼安放好后，需进行二次清孔，以保证孔底沉渣厚度满足设计要求。

(3)清孔时，注意保持孔内水头高度，防止坍孔。清孔后，泥浆的技术指标控制为：相对密度1．03—1．10g／cm，黏度17—20Pa•s，含砂率<2％，胶体率>98％。

(4)不得采取加深孔底的方法来代替清孔。

3．6钢筋骨架的制作安装

钢筋笼对钻孔灌注桩的承载力及稳定性有很大的作用。钢筋笼制作的质量，直接影响到下笼的难易、成桩质量的好坏及单桩承载力的高低。因此，在施工中应注意以下几点：

(1)进场钢筋应有质保书，并按规范要求取样复试，不符合质量要求的钢筋严禁使用。

(2)钢筋笼在现场严格按照图纸制作成型，为便于制作和安装，可分为4节制作、吊装，钢筋笼之间的连接采用单面焊接，焊缝长度为lOd，焊缝应饱满，主筋净保护层5cm。由于是分节制作，还应充分考虑钢筋笼的搭接长度，以保证钢筋笼的总长。

(3)制作钢筋笼时，下面用枕木垫平、卡死，以确保骨架形状规范。清孔后，应及时将钢筋笼放入孔内。钢筋笼采用人力与机械配合倒运至孔位附近，吊车吊装入孔。钢筋笼分节吊装时要注意钢筋笼的垂直度，焊接时搭接长度及焊缝要满足规范要求。

(4)事先安设控制钢筋笼与孔壁净距的导向护

壁钢筋，采用中16mm的螺纹钢筋，沿笼长每间隔1m设置l组，每组4个沿周长等分布置，相邻两组按45。错位，与主筋点焊固定。钢筋笼安放应缓慢，防止撞击孔壁引起坍孔，安放到位后，将笼上加长钢筋焊接在钢护筒上，防止灌注混凝土时钢筋笼上浮和钢筋笼落底。

3．7水下混凝土的灌注

钻孔灌注桩是水下灌注混凝土，与一般的混凝土灌注有所区别。该工程混凝土灌注采用导管法进行，导管规格为250mm，混凝土通过量约12m／h每根桩的混凝土灌注时间约3～4h。为保证混凝土灌注质量，主要按以下几个要求进行控制。

(1)由于水下混凝土是在泥浆中灌注和养护，为保证混凝土的设计强度，要求商品混凝土公司在配制时提高1个强度等级，坍落度控制在18—22cm之间，水灰比不大于0．6，确保具有良好的和易性和流动性，以利于连续灌注。

(2)灌注混凝土前，应对桩孔质量、沉渣厚度、泥浆指标、桩底标高进行全面检查，防止意外事故的发生。根据设计要求，摩擦桩的孔底沉渣厚度不大于15cm，如果超标应再次清孔。清孔采用换浆法，利用泥浆泵将新鲜的泥浆压入孔底，使孔底的沉渣浮出，清孔速度不能过快，并及时补充新鲜的泥浆，防止引起孔壁坍塌。

(3)浇注混凝土用的导管直径为西250mm，每根长度为4m，使用前调直、试拼组装、试压、编号，并自下而上标示尺度。导管接头处采用密封垫圈密封，吊入孔内应保持位置居中，防止跑管撞坏钢筋笼。

(4)根据孔径、导管距孔底的间距、导管埋置深度及导管内混凝土高度等，计算首批混凝土浇灌量，将混凝土存于储料斗内。经计算，该工程初灌量为2．75m，灌注时先配制0．3m左右流动性好的水泥砂浆，倾人导管内隔水栓以上空间，然后将首批混凝土倾入初灌斗内，剪断悬挂隔水栓的铁丝，使隔水栓、水泥砂浆和混凝土一起迅速落下，首批灌注混凝土需确保导管埋入混凝土的深度不小于1m。

(5)在混凝土浇灌过程中，随时探测孔内混凝土面的上升情况，计算导管埋深，正确指挥导管的提升和拆除，导管埋深按2—6m控制。当混凝土面接近钢筋骨架时，放慢浇灌速度，以减少混凝土对钢筋笼的冲击。混凝土进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架在导管下有一定的埋深。

(6)混凝土浇灌将近结束时，由于导管内混凝土柱高度减小、超压力降低，而导管外泥浆稠度增加、比重增大，混凝土自管内流出的速度降低。为了确保混凝土灌注顺利完成，可采用减小导管埋深、排除桩顶泥浆、加大导管顶面至泥浆液面高差等方法。最后保证灌注标高高出桩顶设计标高1．2—2．0m，以便清除浮浆和消除测量误差。

4质量检验

根据规范要求，每根桩留置1组混凝土强度试块，经标准养护28d后进行强度试验，试验结果采用统计法进行强度评定。在该工程中，采用非金属声波检测仪检测28根桩，占总桩数的50％，所测桩在实测深度内，混凝土质量正常、无缺陷，属于I类桩。采用基桩低应变动力检测系统检测26根桩，占总桩数的46．4％，所测桩的完整性类别统计均属I类桩，实测桩长和缺陷的位置自被测桩顶面向下计，测试误差小于或等于被测桩长的±5％。采用高应变检测4根桩，每墩2根桩，检测结果单桩竖向抗压极限承载力均>8800kN，满足设计要求。

5结语

在桥梁施工中钻孔灌注桩的施工过程属隐蔽工程，其质量事故引发的后果相当严重。要保证钻孔灌注桩的施工质量，首先要求现场管理人员要有责任心，预防为主，对桩基的各个施工环节要给予充分重视，其次在桩基施工中，应严格按照规范、规程操作，并加强监督检测，最后一定的按照要求配兑各种施工材料和设备。只有这样才能有效地降低钻孔灌注桩产生各种质量通病的几率，保证灌注桩的成桩质量。