大孔径灌注桩施工技术要点及质量控制

□王资欢（河南省水利第二工程局）

一、工程概况

建设路公路桥位于河南省焦作市马村区，是总干渠与焦作市区建设路的路渠交叉建筑物，桥位处于总干渠设计桩号IV43+607.8，依据公路等级，桥梁荷载标准确定为：城市-A级。桥长按渠道斜开口宽布置，考虑渠底范围内不布置桥墩，该桥中跨采用跨径35m预应力箱梁，边跨采用跨径20m预应力箱梁，全长75m，分3跨，为中桥。下部结构型式为桩柱式基础，钻孔灌注桩共28根，其中两桥台处14根桩为桩径1.4m、桩长38m，两桥墩处14根桩为桩径1.8m、桩长42m。

二、灌注桩施工程序和方法

基本施工程序为：放线定位→挖泥浆池（护壁备用）→钻机就位（埋设护筒，机架抄平，稳固）→设置泥浆循环系统→钻进、成孔→清孔检查→安放钢筋笼（纵、横向定位）→下导管（密封性检查）→二次清孔→灌注混凝土并制作试块、冲洗器具→起拔护筒、移灌注架、清理场地→声波检测→报验

（一）测量及钻机定位

公路桥工程部位的渠道土石方开挖完成后，对桩基施工范围的场地进行平整，保证钻机设备的放置平稳。使用全站仪、水准仪、经过鉴定的钢尺等精密测量设备，对所有桩孔位进行测设并标记,并进行多次复核。

在每个桩位钻孔前，利用纵横向的控制桩和白灰点，对桩的位置进行校核，钻机钻头对准桩孔偏差控制在10cm以内。

（二）钻孔

该公路桥的钻孔灌注桩，以壤土地层为主，有少量卵石地层。采用CZ102-8冲击钻机，该型钻机可适用于各种地层，特别在复杂地层中较其它钻机有更高的钻进效率和成孔质量。成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制的不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等问题，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此我们要注意泥浆护壁的好坏，它的好坏直接影响到钻孔灌注桩的质量，在制浆过程中要控制好泥浆比重，还应定期测定其粘度。

（三）清孔

钻孔达到设计要求深度后，且孔径、孔斜满足规定要求并经监理人验收批准后，立即进行清孔；清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。通常清孔分2次进行，既在钻孔结束后清孔一次，待钢筋笼、导管安放完毕后再清一次孔，第二次清孔后应马上进行水下混凝土的灌注工作，中间耽搁时间不宜过长。

清孔时，孔内泥浆液水位应保持在地下水位1.5m以上，以防止孔壁塌陷。清孔时间视孔径、孔深和钻渣含量不同，但清孔时间也不宜过长，以10～15min为宜。清孔泥浆比重＜1.20，冲洗液含渣量＜4%后，即可停止清孔换浆。

（四）钢筋笼加工和吊装

钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。

在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。

（五）灌注桩混凝土浇筑

在混凝土浇筑过程中，严格执行施工规范，控制混凝土坍落度在18～20cm范围。混凝土浇筑必须保证连续性，第一次浇筑下料应保证混凝土从导管孔底内反起并埋住导管，且埋深保证在1.0m以上，以免在浇筑过程提升导管时导管从混凝土中脱出，造成桩缩径或断桩情况发生。

当混凝土浇筑面接近钢筋笼底部时，这时放慢浇筑速度，并保持较深的埋管深度，导管抖动频率要小，防止混凝土上升过快将钢筋笼浮起。待孔内混凝土面上升埋入钢筋笼1m以上后，再增大导管抖动频率，恢复正常浇筑速度。

浇筑过程中随时计算已浇筑的混凝土方量，控制好最后一次混凝土灌注量，确保桩顶设计高程的混凝土强度在凿除浮浆后达到设计值。当桩孔内混凝土面的实际高程达到设计高程后，继续灌注使桩孔内混凝土面上升超过设计标高60～80cm后即可停盘浇筑。

三、成桩质量的控制

钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。

在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的质量，混凝土坍落采用18～20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋置深度，导管在混凝土面的埋置深度一般宜控制在2～6m，不宜＞6m，严禁把导管底端提出混凝土面。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥。在灌注过程中必须每灌注2～3m左右，测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，同时要认真进行记录，这对日后发现桩的问题或评价桩的质量有很大作用。

四、结语

钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样，桩基的质量才能得到保证。