谈钻孔灌注桩施工的质量控制

宋宏宾

(北京中铁诚业工程建设监理有限公司，北京 100000)

由于钻孔灌注桩具有在施工时噪声和振动较小，对周围建筑及环境无明显影响，且桩径大、承载力高、沉降量小、能适应多种地质条件等优点，因而在工民建、市政、公路、铁路、港口等领域得到广泛应用。特别是近年来，随着高层建筑的发展，大直径灌注桩也得到快速发展，桩径和桩长也越来越大，采用单桩、群桩形式的工程也越来越多，因而对钻孔灌注桩的质量要求也越来越高。尽管其有许多优点被广泛应用，但因施工工序多、技术要求高、工作强度大、隐蔽性强等诸多因素，致使桩体质量难以保证，稍有不慎就会造成事故，不仅影响工期、增加投资，还会给国家和人民的财产造成巨大损失。

1 钻孔灌注桩的质量控制

关于钻孔灌注桩的施工质量控制，无论是国家标准、规范还是各行业规范、标准，都有详细而明确的要求。此外，许多工程技术人员对此也进行了讨论。关键是在工程实践中，应结合具体实际，对钻孔灌注桩施工的每个环节、每道工序，施工、监理人员要给予足够的重视，严格按规范要求进行施工，才能使工程质量真正得以保证。

1.1 钻孔方法的选择

应根据工程所在地的地质条件，选择适宜的钻孔方法。根据以往的经验，认为旋挖钻不适宜用于有流砂层、卵(砾)石土层的地区，因为旋挖钻成孔速度快，一般每天进尺可达几米、几十米，也就是说，有时每天可钻成一根桩，再加上需要提升钻头、扰动大，这样在孔壁上很难形成稳定的泥浆皮，孔壁的稳定性差，在混凝土灌注过程中容易从孔壁上掉下泥块，形成夹泥。最好通过试钻来决定是否采用旋挖钻成孔，并积累经验。

1.2 钻孔中的注意事项

1)护筒一定要埋设好，要有合适的长度和强度，护筒顶端要高出施工地面0.3 m以上;护筒一定要采用钢板或钢筋混凝土制作，决不能采用砖砌;护筒背面的空隙要用粘土夯填实，以保证施工中孔口不坍塌，保持孔内泥浆面的高程。

2)钻孔过程中，应采用泥浆护壁，以防止孔壁坍塌。泥浆一般可用粘土制备，当地质条件较差时，可采用膨润土泥浆，泥浆比重可控制在1.05～1.3之间。泥浆面稍低于护筒顶端，并在钻孔中始终保持一定，当泥浆面突然下降时，要及时分析原因，采取适当措施。应经常对泥浆进行检测和试验，不符合要求时，应及时改正。

3)钻孔应连续进行，不得中断，即中间停顿时间不能过长，以防坍孔。

4)钻孔过程中，如发生故障，应及时查明原因并予以处理。处理故障或因故停钻时，必须将钻头提出孔外。

5)在交接班时以及每钻进一段时间，都应将钻头提出孔外，对钢丝绳及连接件进行检查，以防钻进中钻头掉入孔内而造成事故。

6)对于有流砂层、淤泥质土层等不良地质条件的地方，宜用冲击钻成孔，并在钻进到这些不良地层时可向孔内抛填粘土、粒径较小的薄片石等，以增加土层孔壁的稳定密实性，防止塌孔。

1.3 钻孔检查

1)钻孔过程中，探孔器或其他仪器，对钻孔直径、深度、倾斜度应满足验尺、规范要求。2)当钻孔深度达到设计要求，在清孔完毕、放置钢筋笼之前，应对桩长进行检查，注意测绳的准确性，桩长应满足设计要求。3)钻孔经检查发现有缺陷，如直径减小、孔内有探头石、倾斜度超标等，应采取适当措施，予以整改。4)钻孔偏差应满足验标、规范要求。

1.4 清孔

1)钻孔达到图纸规定的深度后，且成孔质量符合要求，应立即进行清孔。2)清孔时，孔内水位应保持在护筒上口高度附近，以防止塌孔。3)灌注水下混凝土前，孔底沉渣厚度应满足验标、规范要求。4)清孔可根据现场实际条件选用换浆、抽浆、掏渣等方法。5)清孔后的泥浆指标，应满足验标、规范要求。6)严禁用超钻代替清孔。

1.5 钢筋笼

1)钢筋笼主筋的型号和直径、数量、间距、长度应符合设计要求，并按规范要求进行绑扎和焊接。2)储存、运输、吊放钢筋笼过程中，应防止其扭曲及变形。3)钢筋笼分节吊装、就地焊接时，上下节位置必须对准，轴线应一致，保证符合焊接质量标准。4)钢筋笼应垂直吊放入孔内，防止笼底部钢筋碰撞孔壁而掉泥块。5)钢筋笼放入孔内后，应采取措施，牢固定位。6)钢筋笼上应事先安设控制钢筋笼和孔壁净距的混凝土间隔块，或用适当弯折的焊接的钢筋，或用其他有效方法，以保证设计图要求的钢筋保护层得到满足。

1.6 混凝土灌注

1)灌注混凝土前，应再次检测孔底沉渣厚度，如超标，应再次清孔。

2)混凝土拌和物运至灌注地点时，应按规定检查和易性和坍落度，如不符合规定要求，应再次进行拌和，二次拌和后仍不符合要求时，不得使用。

3)灌注前，施工、监理人员应检查混凝土备料情况、搅拌、运输和灌注设备状况，避免灌注过程中意外中断;孔口最好用钢板、木板等物品封闭起来，防止灌注过程中杂物掉入孔内，造成缺陷。

4)水下混凝土灌注应用导管法。导管内径不小于250 mm，灌注前，应检查导管接头的密封性(不漏水)和抗拉强度。

5)首批混凝土的数量应能满足导管初次埋入混凝土的深度不小于1.0 mm，水下混凝土应连续灌注，不得中断。

6)在整个灌注过程中，导管埋入混凝土的深度不宜小于2.0 mm，也不得大于6.0 mm。既要防止导管埋深过浅造成断桩，又要防止导管埋深过大拔不动而导致质量事故。

7)在灌注过程中，应经常测量孔内混凝土面的位置，及时调整导管埋深。对灌注时间较长的桩，当灌注到桩上半部时，为避免泥浆沉淀层的影响，可采用向孔内沉淀层部分高压注射稀泥浆或压缩空气的办法，来冲散、稀释沉淀层，以保证成桩质量，防止夹泥、断桩等事故的发生。

8)水下混凝土灌注顶面最后应高出设计桩顶0.5 m～1.0 m以上，以便清除泥浆沉淀层，保证桩顶混凝土强度和灌注桩质量。多余部分接桩或承台施工前必须凿除，桩顶应为新鲜混凝土、无松散层等。

9)经监理工程师检查同意签证后，才可进行水下混凝土灌注，在灌注过程中，监理人员必须全过程旁站。

2 钻孔灌注桩的质量缺陷类型及形成原因

我国建设部于2003年发布了行业标准JGJ 103-2003建筑基桩检测技术规范。在本规范中，将基桩质量(桩身完整性)分为4类:Ⅰ类桩(优良):桩身完整;Ⅱ类桩(合格):桩身有轻微缺陷，不会影响桩身结构承载力的正常发挥;Ⅲ类桩(较差):桩身有明显缺陷。对桩身结构承载力有影响，需要通过设计人员验算，来确定是否需要处理;Ⅳ类桩(报废):桩身存在严重缺陷，必须进行工程处理。

根据实践中开挖桩的情况来看，桩的缺陷主要有缩颈、夹泥(砂)、空洞、蜂窝、混凝土离析(低强度)、断裂、短桩等，而前五类可统称为“缩颈”(截面削弱)类缺陷。

缩颈:主要是指实际成桩的截面积小于设计截面积，其缺陷部位可能被泥、砂侵蚀，也可能是混凝土离析、空洞、蜂窝等导致桩身混凝土强度降低。“缩颈”类缺陷降低了桩的承载能力，影响桩的正常使用。

断裂:是指在桩身某一部位，上下混凝土不连续。桩如果发生断裂，则极大降低了桩的承载能力，就是不合格，不能再正常使用。

短桩:是指实际桩小于设计桩长。在实行施工监理的工程中，此类现象一般不会发生。

下面分析一下缩颈、断桩形成的原因:

1)清孔不彻底、桩底沉渣较厚，在混凝土浇筑过程中泥渣被夹埋了进去。2)在水下混凝土浇筑过程中，孔壁不稳定，有些孔壁

上的泥块掉了下去，或是在下钢筋笼时，碰撞、刮蹭孔壁而掉泥块，被混凝土所裹携。3)水下混凝土和易性差，在灌注过程中，混凝土发生了离析。4)由于停电或导管在混凝土中埋深过大而拔不动或其他原因，水下混凝土灌注不连续，间断时间过长，导致断桩。5)由于导管埋深计算错误或当混凝土堵塞导管时，导管上拔过多，导致导管脱离混凝土面，泥浆进入管内，造成断桩。6)对长大桩来说，尽管施工单位在钻孔、清孔、灌注过程中确实是严格按规范进行施工，但还是出现了缺陷桩。根据本人在工程中观察、分析，认为原因是:混凝土灌注时间较长，在灌注过程中，随着混凝土面的上升，原已清孔达标的泥浆中的颗粒逐渐沉淀，在混凝土上方形成了一个沉淀层，其密度和厚度随着时间逐渐增大;由于沉淀层的存在，技术人员用测锤测量混凝土面的深度时，就很难下探到真正的混凝土面，造成导管在混凝土中埋深计算的失误，再加上灌注到桩上半部分时，导管内混凝土的压力差也在逐渐减小，混凝土灌注进展就不顺利，有时还会出现堵管现象，因此，施工人员势必多上下提动、摇晃导管，这样，有时看似导管埋深符合要求，实际上可能管底已脱离混凝土层而进入沉淀层。但由于沉淀层的密度较大且较厚，水进不了导管内，现象不易发觉，从而造成夹泥断桩;另外，在灌注过程中，由于此沉淀层的存在，混凝土的上升面有可能不会是一个平面，而是“凸”形达到一定程度而呈不稳定状态，再加上导管的晃动就会向周围坍塌，从而将沉淀泥层裹携进去，形成夹泥缩颈。7)当某个桩刚刚灌注完混凝土，强度还未达到要求时，就紧接着用冲击钻施工其较近的孔，有可能将此桩挤断，或用机械开挖基坑时，将桩碰断、拉断等。

最后，简单地谈一下对缺陷桩的处理:

对于缺陷部位在桩上半部、离桩顶不远，或处于地下水位以上时，在能够保证人身安全的前提下，可以采用人工挖孔下去，对缺陷部位进行凿除、清洗、补灌混凝土来处理。在工程实践中，对大多数缺陷按此方法进行处理，并用动测法进行了复测，证明新旧混凝土结合良好，能够满足使用要求。

对于缺陷部位较深或处于地下水位以下、无法人工开挖处理时，可采用高压注浆补强处理，也可以采用下沉井护壁、进行开挖处理。

补桩法:对于无法采用上述方法处理的缺陷桩，可提请设计部门，采取补桩法来处理，即:根据需要增加一个或多个桩，并用承台连接共同受力。当然，这种办法处理起来费时、费力，投入也大。

3 结语

只要抓好钻孔、清孔、水下混凝土拌和及混凝土灌注等关键工序，加强现场施工管理，提高操作人员的责任意识和作业水平，严格按设计、规范、验收标准进行施工，做好事前和事中控制工作，泥浆护壁钻孔灌注桩的工程质量是完全可以保证的。