钻孔灌注桩施工质量分析与控制案例

彭朝发

随着交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩广泛应用于公路桥梁和城市道路立交桥基础施工，但钻孔灌注桩施工质量控制环节较多，尤其对深桩，若不抓住重点有效控制施工质量，往往造成断桩、缩颈等质量事故，严重者影响工期，而且给施工单位带来较大经济损失。本文以同(江)—三(亚)国道主干线甬(宁波)台(台州)温(温州)高速公路乐清市段乐清湾高架桥桩基施工质量控制为案例，陈述施工中遇到的问题及解决问题的过程，最后提出桩基施工质量预控对策。

1 乐清湾高架桥的建设规模和工程地质情况

乐清湾高架桥位于乐清市天成乡境内，全长8 777 m，基础设计为深钻孔灌注混凝土摩擦桩，下部构造设计为双柱式墩台，上部设计为20 m预制混凝土组合箱形梁。基础共有1 754根桩。工程所在位置为温州海域乐清湾，海滨相地质情况，勘探资料的描述为:地面浅层为近期海潮冲积淤泥，地面以下:5 m～20 m位置为沉积淤泥，20 m～40 m位置为亚黏土，40 m～60 m位置为黏土，60 m以下位置为卵石层。鉴于上述地质情况，设计单位根据大桥的设计荷载标准，设计单桩承载力为800 t，桩径 1 500 mm，桩长为62 m～70 m之间，平均长66 m。

2 施工最初阶段的质量控制情况

根据常规的开工程序，施工单位编报分项开工报告，监理工程师检查、核实施工准备工作情况，认可后批准同意开工。大桥12墩3号桩作为第一根桩开始施工。12-3号桩桩长68 m，刚开始钻进时非常顺利，以3 m/h的速度匀速钻进，但当钻机钻进至标高-60.136 m时，钻进速度迅速减小，在钻头最大加压的情况下，钻杆依然下不去并且开始摇晃，按地质资料说明，钻机的钻头位置还没有钻到卵石层，在场有经验的监理工程师分析为遇到较大的漂石，需采用冲抓钻将漂石抓上来。不仅此例，与12-3号桩同一批施工的7根桩在钻孔、下钢筋笼和灌注混凝土过程中均遇到阻碍施工进展的各类问题。

施工伊始，出现这种严重的质量事故，施工单位、监理与业主都感觉到大桥桩基施工质量控制不容忽视，立即召集勘察、设计、施工单位及监理人员分析钻孔、灌注等施工记录，寻找引发质量事故的内在原因。

3 钻孔灌注桩施工质量事故原因分析与改进措施

在多角度分析了问题桩的施工记录后，认为:

1)勘察单位对大桥所在位置的地质钻探频率不够，勘探取点不合理，提交的勘探资料与实际地质情况不符合，造成对实际地质情况了解不够;

2)施工单位的现场准备工作不充分，没有做好质量预控措施;

3)监理人员对开工审批程序执行不严格，对施工单位现场情况不了解。这三点是引发质量问题的主要原因。

分析得出原因后，提出四点改进措施:

1)勘察单位补加地质钻探，对狮子山边300 m内及出海的三眼陡、二眼陡、红卫陡等特殊地段增加钻探频率，弥补地质情况的真实性;

2)设计单位根据新的地质勘探资料重新设计桩底标高，对桩底标高抬高了3 m以上的地段，补加桩底后压浆设计;

3)施工单位重新编报钻孔灌注桩质量目标组织设计和质量预控措施，务必增加投入质量预控硬件设备;

4)监理人员编报钻孔灌注桩重点分项工程监理计划，增加现场旁站人员，全过程动态监理施工。

表1 钻孔灌注桩质量预控对策表

4 质量控制技术措施的改进和取得的效果

1)完善施工工艺流程。主流程线不变，仍是:钻机就位→开钻→钻进→检孔→清孔→安装钢筋笼→安装导管→灌注混凝土→钻机移位→小应变检测→转入下导流程。完善工作着重于:a.检查钢护筒埋设深度、栓桩点位是否正确，钻机平台是否搭设牢固，是否根据地质情况建立质量预控措施和硬件设施;b.下达开钻令前检查钻机垂直度和转盘中心点位;c.能否保证钢筋笼的安全运输，确保运到现场不变形;d.检查导管的密封性、管底高度，斗的容量和阻水胆囊;e.检查施工配合比，坍落度和混凝土搅拌时间;f.填写水下混凝土灌注记录，控制灌注速度，防止钢筋笼上浮和埋管太深。

2)建立质量预控对策表(见表1)。

3)履行工序检验即时签字手续，加强工作人员的质量责任意识，落实质量责任制。质量控制技术措施的落实，最终要靠技术人员、施工操作者的责任心。履行工序检验即时签字手续，直接提高了工作人员的责任心，有力的推动了质量责任制的落实。

4)通过对引发施工质量事故的原因分析和各单位相应提出的技术改进措施，施工质量明显上升。

其中有1根Ⅱ类桩(103-1)在桩长的上部14.820 m处检测为缩颈。处理方法为:利用千斤顶将预制好的混凝土护筒套着桩体加压沉入，将桩长15 m以上部分的混凝土凿除，重新浇筑混凝土。经小应变检测，处理后达到Ⅰ类桩标准。所有Ⅱ类桩均在20 m以下出现问题，无需处理。

5)钻孔灌注桩施工的质量控制重点及相应的预控措施和实施方法。乐清湾高架桥5月～8月份桩基施工中出现的诸多问题，统计、分析表明，灌注混凝土与安装钢筋笼施工中出现问题概率较大。在这两者中，孔斜造成钢筋笼安装不了以及搅拌站故障停转导致灌注待料占的概率较大，故可以认为质量控制的重点在于:a.钻孔的垂直度;b.搅拌设备的良好运转;c.对地质情况的准确判断。

据此，修正质量预控对策表(见表2)，突出重点预控措施。

表2 修正后的钻孔灌注桩质量预控对策表

通过突出质量预控重点，重新进行技术交底，后阶段的钻孔灌注桩施工质量大大提高，达到全线第一的水平。

按照上述桩基础施工质量预控表，在山西省太佳高速公路十三标段特大桥施工中，取得钻孔灌注桩100%Ⅰ类桩的优良成绩。

[1] 荆和平，经 明，刘宇生.卵漂石地层大口径钻头与钻进工艺的选择[J].地质与勘探，2001(4):101-102.

[2] 郭泉河.反循环钻进桩基孔[J].地质与勘探，1996(2):18.