论钻孔灌注桩充盈系数的影响和要求

论钻孔灌注桩充盈系数的影响和要求

由井超 ,陈超 ,庄淞淞

中建八局浙江建设有限公司，浙江省杭州市  310000

摘要：充盈系数是钻孔灌注桩施工质量检验标准中十分重要的一项，保证充盈系数在设计允许范围之内是钻孔灌注桩施工过程中的关键控制要点。往往可以根据充盈系数的大小分析钻孔灌注桩的施工质量，同时充盈系数的大小也决定混凝土工程量结算。本文就钻孔灌注桩充盈系数的管控、充盈系数大小对后续施工质量及工程量结算的影响等展开讨论。

关键词：钻孔灌注桩，充盈系数，管控，工程量结算

Abstract:Filling coefficient is a very important item in the construction quality inspection standard of bored pile, and ensuring that the filling coefficient is within the design allowable range is the key control point in the construction process of bored pile. The construction quality of bored pile can often be analyzed according to the filling coefficient, and the filling coefficient also determines the settlement of concrete quantities. This paper discusses the control of the filling coefficient of bored piles, and the influence of the filling coefficient on the subsequent construction quality and settlement of quantities.

Keywords: Bored cast-in-place pile, Filling coefficient, Control, Quantities settlement

1、引言

充盈系数也称超灌量,通常作为桩基施工中混凝土浇灌量的控制要素,也是衡量桩基施工水平的重要质量指标。充盈系数的计算方法是施工现场实际浇注混凝土方量与理论计算浇筑混凝土方量的比值。充盈系数作为灌注桩的重要指标之一,它的研究及控制对于工程建设单位、工程设计单位和建筑施工单位具有重要的指导意义。

充盈系数是判定成桩质量的一个重要依据，若充盈系数小于1时，则说明实际灌注混凝土量小于理论混凝土量，说明桩身存在质量缺陷，同时充盈系数还是工程量结算的依据，充盈系数过大，说明混凝土灌注量远大于理论混凝土灌注量，造成混凝土浪费，对成本管控不利。

2、概况

社服中心项目位于上海市浦东新区，本工程桩基设计为钻孔灌注桩，总桩数为683根，桩身直径为650mm，混凝土设计强度等级为水下C35，地下车库大面工程桩桩长为29.3m，西南角部位工程桩桩长为33.2m，试桩桩长为39.3m。

设计要求本工程灌注桩充盈系数不得小于1.0，也不宜大于1.3。孔径要求不得小于设计孔径，也不不大于设计孔径0-50mm。设计要求钻头直径不得小于设计桩径。钻孔灌注桩机械钻头直径即为桩的设计直径。灌注桩实际灌注翻浆高度高于涉及桩顶标高，高出的高度不宜小于桩长的3%且不应小于1m。

根据本工程岩土工程勘察报告显示，项目场地地貌属潮坪平原类型，本项目涉及的承压水贮存于工程地质分层中的⑦层中，承压水不会对本工程基坑产生突涌。

3、灌注桩充盈系数的管控

（1）施工过程中出现的问题

本工程钻孔灌注桩采用GPS-10钻机泥浆护壁钻进成孔，第一根工程桩G23成孔浇筑混凝土用量为13.5m³，比理论混凝土方量10.05m³多出3.45m³；即使考虑充盈系数的影响，充盈系数为1.3时也多浇筑了0.435m³。其充盈系数为13。5/10.05=1.34，远远大于设计规定的不得小于1.0不宜大于1.3。

充盈系数作为成桩质量的一个重要依据，工程桩G23的充盈系数1.34大于设计规定的不得低于1.0，满足设计要求。但根据上海市目前混凝土价格，每立方C35混凝土402元，若每根桩多浇筑3.45m³，则整个项目683根桩将多浇筑2356.35m³，施工成本增加94.73万元。

施工过程中如何控制好灌注桩充盈系数，降低混凝土浪费，从而更好地控制项目施工成本成为提高项目经济效益的关键。

（2）原因分析及控制措施

此根桩为什么充盈系数过大，到底是施工过程控制不当，还是设计要求不合适？若设计要求有问题需找到依据，与设计沟通进行调整；若施工过程控制不当造成充盈系数过大则需加强施工过程管控，确保施工质量。

1）灌注桩钻机钻头直径的选取

钻孔灌注桩成孔孔径大小取决于灌注桩钻机钻头直径的选取，选取合适的钻头直径，成孔后孔径大小方可满足设计要求。因此，选取合适的钻头直径，避免成孔孔径超过设计桩径，是控制充盈系数的一个重要性因素。

①原因分析

本工程设计要求钻孔灌注桩机械钻头直径即为桩的设计直径，施工时按照设计要求选取直径为650mm的钻头，成孔后经测量孔径为700mm，虽然成孔孔径偏差满足设计要求及《钻孔灌注桩施工标准》（DGTJ08-202-2020）要求的成孔孔径偏差（0，+50mm），但成孔孔径大了50mm将多灌注混凝土1.61m³，如何控制成孔孔径大小成为影响充盈系数的一个重要控制点。

②控制措施

根据以往施工经验及项目内部研究讨论，将灌注桩钻机钻头直径由650mm调整至620mm。第二根桩G30钻进成孔后经测量孔径为660mm.满足设计及《钻孔灌注桩施工标准》（DGTJ08-202-2020）要求的成孔孔径偏差，同时可节约混凝土用量，达到节约施工成本的目标。

2）埋设护筒施工

根据施工方案及规范要求，钻机就位后，在测量何施工人员的指导下，埋设护筒，护筒埋设完成后需进行复核，复核无误后方可进行钻进作业。护筒尺寸的选择及定位的准确与否影响最终灌注桩成孔的孔径尺寸，是确保充盈系数的满足要求的重要一环。

①原因分析

根据《钻孔灌注桩施工标准》（DGTJ08-202-2020）要求，护筒内径宜比设计桩径大100mm，项目要求施工队伍采用750mm直径的护筒进行施工作业。经检查发现，施工队伍使用的护筒直径为900mm，是上个工地用于800mm桩基的护筒，这样无形中导致桩顶孔径变大了250mm，影响最终成孔孔径的大小，从而使得充盈系数变大，浪费了混凝土。

② 控制措施

项目要求施工队伍必须马上更换合适的护筒，更换后方可进行后续工程桩施工作业，保证后续施工的桩基不出现此类问题。达到控制充盈系数的目的。

3）灌注桩桩顶标高及超灌高度的控制

为保证有效桩长、去除桩顶浮浆对桩身质量的影响，一般灌注桩设计及施工规范中均要求超灌一定的高度。混凝土超灌量的多少决定着充盈系数的大小，严格控制超灌量才能有效控制充盈系数。

①原因分析

本工程设计要求灌注桩实际灌注翻浆高度高于涉及桩顶标高，高出的高度不宜小于桩长的3%且不应小于1m。工程桩G23桩长为29.3m，超灌高度根据设计要求为1m高。经检查发现工程桩G23超灌高度达到了1.5m，比设计要求高度高了0.5m，浪费混凝土0.2m³，经检查发现灌注混凝土时现场施工人员是采用测绳探测混凝土高度造成的误差。

②控制措施

项目要求浇筑混凝土时，现场施工人员必须采用测深铅锤检查混凝土浇筑标高，禁止使用测绳探测混凝土高度，以便及时了解灌注桩桩顶标高情况，从而控制混凝土超灌高度，确保灌注桩充盈系数。

4）灌注桩施工过程中泥浆比重及泥浆黏度的控制

灌注桩成孔过程中泥浆比重及泥浆黏度的控制尤为重要，泥浆比重过小有可能导致塌孔，不利于孔壁安全，也会导致混凝土灌注量增加；泥浆的黏度偏稀会使得泥浆护壁厚度偏薄，从而使得孔径相对加大，导致混凝土浇筑量相对加大。

①原因分析

根据设计及《钻孔灌注桩施工标准》（DGTJ08-202-2020）要求，灌注桩成孔过程中泥浆比重≤1.30，泥浆黏度为22-30s。施工过程中检测发现泥浆比重为1.03，远小于规定的1.30,泥浆比重小可能导致塌孔增加混凝土用量；泥浆黏度经检测为20s，泥浆黏度偏稀使得泥浆护壁厚度偏薄，使得孔径相对加大导致混凝土浇筑量增加。

②控制措施

项目要求施工队伍立即调整泥浆比重和泥浆黏度，保证泥浆比重及泥浆黏度满足规范要求。并要求施工队伍从泥浆制备到整个钻孔期间对泥浆比重和泥浆黏度进行检测，我方质检人员及时见证，同时还应根据土质情况进行合理调整，有效降低充盈系数。调整后检测发现泥浆比重为1.10，泥浆黏度为24s，满足施工要求。

现场施工中,对钻孔灌注桩的充盈系数的管控、影响因素以及它对工程量结果影响的了解,详解充盈系数的计算方法和实际情况，详解了充盈系数取值的主要计算控制原理与工程实际应用情况,就各种钻孔灌注桩充盈系数取值的主要影响控制因素分析与计算特点等进行深入了分析讨论总结和应用研究，能够切实为钻孔灌注桩工程的实际施工过程质量控制、实际施工过程管理方法与实际施工过程成本核算方法提供一个良好有效的借鉴。显然在实际施工过程中,成孔所产生的误差往往会超过理论设计标准,而且由于实际施工过程中可能会发生不同的原因,诸如桩体侧壁缝纹、孔洞、塌孔等,从而不可避免的现实浇灌量超过了理论计算量,这也是造成充盈系数增加的直接因素,而这种缺陷又是由于工程中地质因素和工程技术原因,机械设备,以及员工作业施工能力等因素综合影响的结果,想要完全避免这些缺陷是不符合实际的。

4、充盈系数管控成果

项目通过上述几个控制措施的落实，在后续工程桩施工时混凝土灌注量控制到10.5m³，充盈系数为10.5/10.05=1.04，满足设计要求的本工程灌注桩充盈系数不得小于1.0，也不宜大于1.3，同时相对节省了混凝土用量，控制了施工成本，取得了良好的经济效益。

5、小结

控制好桩基的充盈系数对工程是十分重要的。如前文所说，充盈系数等于施工现场实际浇注砼方量与理论计算浇筑砼方量的比值，那么如果实际灌注混凝土低于理论的所需混凝土，所得出的充盈系数就会小于1，此时就意味桩身直径或桩长未满足设计要求，此桩质量存在某些方面的缺陷，则认定为废桩，就会增加新的费用。反而如果实际灌注混凝土比理论所需混凝土超出很多，那么可能实际桩长会超出设计桩长，到挖出桩基时，多出的混凝土部分还需打掉，那么多出的混凝土和本来非必须的人工都造成了浪费，这对项目和工地都是非必要的损失，作为施工单位，在保证质量且达到要求的前提条件下,采取相应保护措施,减小钻孔灌注桩充盈系数,对节省混凝土用量,大大降低建筑造价,增加效益等具有重大的意义。

桩基是整个工程的基础，而充盈系数有是桩基工程的一个重要的指标和要求。保证充盈系数在合理范围之内不仅仅可以减少材料和人工的浪费和损失，还可以保证桩基的质量。因此钻孔灌注桩充盈系数的要求要时刻遵守，保证资源的节约与工程的安全。

参考文献：

[1] 金勤胜，赵江,姚院峰《旋挖钻孔灌注桩的混凝土充盈系数控制与现场试验》[J] 地质科技情报，2019,38(3):250-255.

[2] 谢建敏，关于充盈系数的探讨(福建省地质工程公司福建福州350002)

[3]杨建林兰凯鄢泰宁试论大口径灌注桩施工中扶正器与充盈系数的关系《地质科技情报》2005年第B07期101-104