钻孔灌注桩施工技术的质量控制

□文/刘革起 张慧君

工程概况

天津地方铁路万家码头至津板桥增二线改造（大港城区铁路迁移还建）工程中的跨津港公路特大桥全长5 866.9 m，万家码头方向台尾里程为DK39+586.50，津板桥方向台尾里程为45+453.40，全桥181孔，共182个桥墩台。基础全部采用钻孔灌注桩，直径为1.0 m和1.25 m，全桥钻孔桩 1 798根，共计82 861延米。

桥址区地层为坑塘和河沟，以第I海相层地层为主广泛分布的淤泥及淤泥质粉质粘土，强度低、压缩性高，为中～高压缩性土。

施工工艺

钻孔灌注桩施工工艺流程见图1。

图1 钻孔灌注桩施工工艺流程

过程控制要点

钻机就位

钻机就位时用方木垫平；钻头对位准确；用吊锥控制钻杆垂直度。

泥浆制备

泥浆是关系到成孔质量与钻进速度的关键，合理选择泥浆指数是安全、高速成孔的保证。钻孔用泥浆密度为1.1～1.3 kg/m3；及时观察泥浆性能及化验泥浆渣样，做好详细记录并对照钻孔深度核对地质剖面图，准确判断地层。

埋设护筒

孔口护筒采用6～8mm厚钢板制作，内径比桩径大200mm，护筒长度根据设计要求和实际的地质条件确定，一般按2.0～4.0 m埋设。孔口护筒采用人工开挖埋设，护筒底部与土层相接处用粘土夯实，护筒外面与原土之间用粘土填满、夯实，严防地表水从该处渗入。顶部高出地下水位1.0 m。

成孔

采取隔孔施工程序。在成孔和孔内灌注混凝土成桩过程中，孔（桩）均要承受周围土体对孔（桩）产生的侧压力以及相邻孔位施工时引起的土层振动影响，所以采取隔孔施工，既能保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。在依靠泥浆平衡成孔阶段和混凝土成桩初期强度较低时，防止出现成孔过程中坍孔和桩体缩径。

开始钻孔时，稍提钻杆，在护筒内旋转造浆，开动泥浆泵进行循环，待泥浆均匀后以低档慢速开始钻进。待泥浆性能达到一定要求后，按正常速度钻进。

将主吊钩稍提取一些，使孔底承受的钻压不超出钻锥重量和压重块重量之和扣除浮力后的80%。这样可使钻杆不受压力，而且还受一部分拉力，在整个钻进过程中因受拉而维持垂直状态，使钻锥回转平稳，避免或减少斜孔、弯孔和扩孔现象。

在钻进过程中，孔内保持泥浆稠度适当、水位稳定，以维持孔内水头差，防止坍孔。对钻渣作取样分析，核对设计地质资料，根据地层变化情况，适当调整泥浆稠度，减慢钻进速度，上下扫孔钻进。

钻孔达到设计要求深度后，及时对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，立即进行孔底清理，避免时隔过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。

第1次清孔

清孔后泥浆应符合下列规定：泥浆相对密度＜1.1～1.20，含砂率＜2%，粘度 17～20 Pa·s，胶体率＞98%；灌注混凝土前，孔底沉渣厚度≤300mm。

钢筋笼吊装

钢筋笼加工成型并经检查合格后才能运至待钻桩位处，无钢筋笼不得开钻。钢筋笼应用垫木垫起，避免污染。吊装运输过程中，利用汽车吊起吊、就位，钢筋骨架的标高应符合设计要求。

导管安装

导管必须进行试拼装，做打压试验。接头处橡胶圈应定期更换。为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm。

第2次清孔

利用导管进行第2次清孔。清孔的方法是在导管顶部安装一个弯头和皮笼，用泵将泥浆压入导管内，再从孔底沿着导管外置换沉渣。清孔标准是孔深达到设计要求，排出泥浆含砂率与换入泥浆含砂率接近。

灌注水下混凝土

严格控制混凝土配合比。施工前对工程所处位置的地下水、地表水进行化验，为混凝土配合比的设计提供依据。

28 d混凝土试件强度应达到设计强度的1.15倍。初凝时间不少于2.5 h；粗骨料采用碎石，粒径为1.5～40mm，最大粒径不得超过导管直径的1/6～1/8或钢筋间距的1/4；砂用级配良好的中砂，混凝土含砂率0.4～0.5；混凝土搅拌用饮用水，坍落度180～220mm，水灰比不超过0.4，水泥用量≮350 kg/m3；当掺用外加剂、掺和料时，水泥用量可减少，但不得＜300 kg/m3。

在整个浇注过程中，导管在混凝土埋深以2～6 m为宜，不能超过8 m。由专人测量导管埋置深度及管内外混凝土面的高差，及时填写水下混凝土浇注记录。导管提升保持轴线竖直和位置居中，逐步提升，拆除导管动作要快，一般不超过15 min。

灌注时水下混凝土的浇注面按高出桩顶设计高程的100 cm控制，以保证桩顶混凝土的强度质量。为防止浮笼，当导管底口低于钢筋笼3 m至高于笼底1 m之间且混凝土面在钢筋笼底上下1 m之间时，应放慢混凝土灌注速度。

质量检测

每根桩做混凝土试件2组；钻孔桩钻孔、钻孔桩钢筋骨架允许偏差和检验方法应符合设计要求。桩身混凝土无损检测方法符合TB10218-2008《铁路工程桩基无损检测规程》。

通过低应变和透射声波法检测，工程混凝土钻孔桩施工质量满足设计及规范要求。

结语

钻孔灌注桩施工是隐蔽工程，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，在施工中要做到以下几点：

（1）落实岗位责任制，严格工序检验制度；

（2）严格执行设计、施工规范和验收标准，做好施工技术交底工作，明确工序控制参数；

（3）对灌注桩施工过程中可能发生的问题进行分析，制订预防措施；

（4）施工过程中，要统筹安排，积极做好各项准备工作以保证施工的顺畅。

［1］江正荣.建筑地基与基础施工手册（第二版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，2005.

［2］天津市市政工程局.道路桥梁工程施工手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.