试论混凝土灌注桩施工质量与控制

台州市建设工程质量检测中心 陈 琦

随着我国基建事业的不断不断发展，工业与民用建筑、桥梁、港口码头等高重建筑物的增多，钻孔灌注桩作为深基础，能适应于不同地质条件，承载力大，建筑费用低等优点，应用越来越广泛。钻孔灌注桩又能很好的将上部的荷载传到深层稳定的岩土层上，从而减少基础的沉降和建筑物的不均匀沉降，近年来被广泛用于高层建筑、重型厂房、桥梁港口、码头、水利工程中。钻孔灌注桩基施工中关键的一环，施工质量直接关系到成桩质量。因此，混凝土灌注施工质量问题，亟待探讨、研究和解决。

1 钻孔阶段的质量控制

钻孔阶段是保证桩位、桩长、桩直径和桩的倾斜度的关键阶段。该阶段的失败，轻则会造成经济损失，重则会造成重大质量事故，所以我主张从以下几方面加强控制。

1）场地准备。合理安排生产和生活用房、施工便桥和便道，做好工地供电、供水的准备，平整场地、移拆场内障碍物，是为施工创造良好条件的必要准备仁作。钻孔场地的平面尺寸应按桩基设计的平面尺寸，钻机数量和钻机底座平面尺寸，钻机移位要求、施工方法以及其他机具设施布置等情况确定。2）根据桩径、桩长和灌注量合理选择导管、搅拌机、起吊运输等机具设备的规格型号。导管吊放入孔时，应将橡胶圈或胶皮垫安放周密、严密、确保密封良好。导管在桩孔内的位置应保持居中，防止跑管，撞坏钢筋笼并损坏导管。3）测量放样。测量放样工作是决定桩是否偏位的决定环节。建议架好全站仪后先用两个(任选两个，一般选择对角两个)控制桩来进行放样工作，打设木桩，待全天需要放样的桩位全部完成后改变全站仪位置，利用另外两个控制桩立刻复测所放桩位。4）材料的选择。水泥性能除应符合国家现行标准的要求外，其初凝时间用标准方法试验不得早于2.5～3.5小时。混凝土的实际配制标号宜比设计标号提高10～15%。选用水泥标号时，应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩小、和易性好和节约水泥为原则。混凝土的细骨料，一般应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂或海砂，河砂和海砂不易得到时，也可用山砂或用硬质岩石加工的机制砂。各类砂应分批检验，各项指标合格时方可采用。粗骨料的颗粒级配，可采用连续级配或连续级配与单粒级配合使用。

2 清孔阶段的质量控制

清孔的目的是抽、换孔内泥浆，清除钻渣和沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力。此外，清孔还为下一个工序灌注水下混凝土创造良好条件，使测深正确，灌注顺利，保证混凝土质量。清孔时应注意以下事项：1）不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防治坍孔；2）柱桩应以抽浆法清孔，清孔后，将取样盒(即开口铁盒)吊到孔底，待灌注水下混凝前取出检杳沉淀在盒内的渣土；3）用换浆法或掏渣法清孔后，孔口、孔中部和孔底提出的泥浆的平均值应符合质晕一标准要求；灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度应不大于设计规定。

3 钢筋笼的质量控制

1）钢筋的检查。对钢筋的检查主要检查钢筋原材料、搭焊接头和对焊接头。钢筋原材料主要检查受拉和受弯，搭焊接头主要检查受拉，对焊接头主要检查受拉和受弯。钢筋检查要按批量进行，每一批钢筋进场后都要按规范要求抽取一定数量的样品进行检杳。接头焊接应每天抽取样品进行检查。2）钢筋笼的制作。钢筋骨架可用木卡板成型法、箍筋成型法、加强箍成型法或钢管支架成型法，在箍筋圈上标出主筋位置，同时在主筋上标出箍筋位置，放好主筋长度范围内的箍筋圈，将两根主筋伸入箍筋圈内，照上述标记对准位置。3）确保保护层的厚度，防止钢筋锈蚀，应在钢筋骨架周围主筋上每隔适当距离对称设置混凝土垫块或靠孔壁垂吊钢管，垫块直径以能控制保护层厚度为准，但应略小，穿心孔直径要略大于箍筋直径，以便垫块穿在箍筋上能转动。

4 混凝土施工工艺

在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3。水泥砂浆放入滑阀（隔水塞）以上的导管和漏斗中，然后再放入混凝土。确认初灌量备足后，即可剪断铁丝，借助混凝土重量排除导管内的水，使滑阀（隔水塞）留在孔底，灌入首批混凝土。在灌注过程中，做好施工记录，将拆导管时间、长度与导管埋深准确记录，指导混凝土灌注施工，以杜绝导管拔出混凝土面造成断桩。同时，导管提升应竖直和缓慢，不要左右摇摆，以免因断管、扣住钢筋笼或泥浆渗入到混凝土中而造成断桩等质量事故。在灌注过程中，还应随时注意灌注每米桩的混凝土用量，并对每根桩的混凝土用量进行记录，及时判断是否发生塌孔及缩孔。如果中断灌注超过半小时或确认发生塌孔、缩孔，必须立即采取补救措施或重新钻孔。每根桩至少应作混凝土试件一组，其28d试压强度作为质量评定的依据。灌注水下混凝土应迅速进行，防止坍孔和泥浆沉淀过厚。每根桩的灌注时间不能太长，尽量控制在8小时内完成；为防止顶层混凝土失去流动性，导管提升困难，每小时灌注高度最好不小于10m。

5 成桩质量控制措施

桩身上段强度的保证措施为保证桩身上段强度达到要求，应从下述几方面采取相应的质量保证措施：1）工程施工前，应先做2个以上的试验钻孔，通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标，用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。检测时，孔壁的稳定时间应≮12h，检测数目≮2个。对一些重要工程，可视情况相应增加测径数量。2）护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有条件时，以高于地下水位2m以上更好。若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不仅护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。一般来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排渣泥浆的相对密度在1.1～1.2之间；当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间；在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5之间。因此，必须着重控制水下混凝土的浇注质量，包括选好原材料、做好配合比、改进工机具、严格按操作规程施工等方面。3）完成钻孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑，不宜过长；混凝土的浆体浓度要恰当，浇灌量不得低于设计值，不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。4）在灌注过程中，要严格把握施工进度和时间，经常地略微提升导管，以使混凝土均匀注入。严格控制导管埋入混凝土的深度，每间隔15～20min，要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。5）桩身质量的验收。灌注桩质量的检验内容和方法应符合规范的规定，通常检测承载力采用桩荷试验或大应变动测法，而检验桩身质量一般是通过对钻芯样实施超声波检测进行检验，抽查数量不少于总桩数的10%，若工程需要时，还可相应增加检验数量直至逐根检查。钻孔灌注桩有许多优点，但由于施工环节多，工艺复杂，成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约，严重时会导致桩身承载力的明显降低，甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。为了确保成桩质量和桩基工程的安全，必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格的质量控制和检测，发现问题及时采取措施予以补救。