钻孔混凝土灌注桩施工实践与质量控制

吕春兰

(山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿，山西古交 030200)

灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，钻孔混凝土灌注桩在各种地基上均可使用，并能有效提高地基承载力，还具有投资较少，缩短工期的优点，在高层和超高层建筑中得到了广泛的应用。

1 工程概况

山西焦煤东曲矿7号，8号，9号高层住宅楼，总建筑面积为53 069.58 m2，其中:7 号楼 15 011.96 m2;8 号楼 23 045.66 m2;9号楼15 011.96 m2。住宅448套，三栋建筑均为地上28层、地下1层，建筑总高度为84.75 m，剪力墙结构。采用桩基础，桩基共239根，其中试锚桩9组，共45根，工程桩194根。

本工程的基础采用钻孔混凝土灌注桩基础，桩径800 mm(1 000 mm)，桩尖持力层在第四层(卵石)上，并采用桩侧和桩端后压浆工艺提高桩基的承载力。工程桩的单桩竖向承载力特征值为3 600 kN(5 400 kN)，试桩的单桩竖向承载力极限值为7 200 kN(10 800 kN)。工程桩必须进行单桩竖向承载力静载荷检验，检验桩数不得少于总桩数的1%，且不得少于3根。工程桩必须进行桩身效应变动测检验，检测数量为总桩数的30%。工程桩施工前须进行试桩，试桩组数三组。试桩完毕后应提供测试报告，经设计人员确认后方可施工。桩身的混凝土强度等级为C30，水泥采用矿渣硅酸盐水泥，桩主筋的混凝土保护层为50 mm。

钻孔灌注桩后压浆是指成桩时在桩底和桩侧预埋压浆管和压浆装置，利用压浆装置，待钻孔灌注桩成桩并达到一定强度后，将各种水泥浆等具有固化能力的浆液压入桩端和柱侧，这些浆液经过渗透、固结等诸多理化方式的综合作用，使得桩底沉渣和桩周泥皮对桩的不利影响得到一定程度的消减，并使桩端及其附近桩侧土体的力学性能和承载性能得到良好改善，并减少了沉降，提高了桩基的承载力。本工程后压浆施工工艺及参数:在钢筋笼上装配压浆管，两根桩端压浆管，一根桩侧压浆管，桩端压浆管下入孔底，超出笼底300 mm，桩侧压浆管底端距桩顶15 m。桩身混凝土养护7 d后进行压浆，首先注水确定管路通畅后方可注浆。注浆材料选用32.5矿渣硅酸盐水泥，水灰比 0.6。注浆压力约 1 MPa～4 MPa，可通过试验调整。水泥用量:桩底注水泥量900 kg～1 000 kg(1 100 kg～1 200 kg)，桩侧注水泥量400 kg～500 kg(450 kg～550 kg)。终止注浆条件:注浆总量和注浆压力已达到设计要求。后压浆施工工艺及参数应根据现场实际情况与设计人员协商调整。

2 钻孔灌注桩施工质量控制要点

2.1 成孔质量的控制

1)钻孔混凝土灌注桩首先是成孔，成孔后在孔内成桩，灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，在成桩刚开始的时候，桩身的混凝土并不具有较高的强度，必须采取适当桩距以防止坍孔和缩径现象产生。2)灌注桩成孔垂直精度必须严格满足设计要求，前提是要保持桩机稳固，那么可采取扩大桩机支承面积的方法，此外必须对钻架和钻杆的垂直度等进行经常性的校核。3)要确保桩位、桩顶标高和成孔深度。在护筒定位后及时复核护筒的位置。做好偏差控制，使护筒中心与桩位中心线偏差控制在50 mm以内，必须保证回填土的密实性，才可避免钻孔过程中漏浆现象的发生。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度，做好详细记录，便于成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。

2.2 钢筋笼制作质量和吊放

在制作钢筋笼之前，必须确保所选用钢材合格，仔细检查核对钢筋数量、长度、直径等规格参数以及制作的质量。要对钢筋笼的连接焊缝质量进行逐节验收，若发现不达标的焊缝、焊口要及时进行补焊。必须保证钢筋笼能够顺利下放，沉放时不应有对孔壁的碰撞;如果吊放过程发生受阻，立即停止吊放查明原因，禁止加压强行下放，以防发生坍孔、钢筋笼形变等状况。如因操作原因造成吊放不垂直，则应提出钢筋笼重新垂直吊放;如果是成孔偏斜原因形成的，则必须进行复钻，重新对成孔质量进行检验，合格后再予以吊放。

2.3 成桩质量的控制

为了保证灌注桩的成桩质量，要对水泥、砂石等进场材料的出厂合格证、化验报告等质保书进行严格检查验收，如果有实样与质保书不符的情况，必须立即取样复查，坚决杜绝不合格材料进场，更不能用于桩基灌注。成桩质量事关整体工程质量，务必要充分重视，桩身质量应全数进行检测和抽1%进行静载试验，对于质量差的要补桩。钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，难免出现混凝土的离析，必须采用良好的配合比降低离析程度。在混凝土搅拌前要对配合比进行复核并对计量准确性进行严格校验，认真落实计量和测试管理工作，确保每根桩的配合比准确无误。在进行混凝土灌注时应加强把控混凝土搅拌时间以及混凝土的坍落度，避免断桩、夹泥、堵管的发生。混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土强度，混凝土坍落采用18 cm～20 cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度。导管在混凝土面的埋置深度应为2 m～4 m，禁止将导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8 m～10 m时，为提高桩身上部混凝土的抗压强度，应及时将坍落度调小至12 cm～16 cm。在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，保持始终的力度抽动导管使混凝土面上升，保证灌注连续性和稳定的升降幅度，在砂层厚的地方如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，形成孔壁下坠或坍落，桩身夹泥的情况。

2.4 钻孔灌注桩后压浆注意事项

由于存在孔底沉渣以及桩周泥皮，加之土壤孔隙和压缩性的原因，钻孔灌注桩的实际承载力与设计值相比通常偏低。如果对基础承载力和沉降控制有较高要求的建筑，为达到要求必须加大钻孔灌注桩的桩长和直径，但因此也会增加桩身混凝土的体积，增加成本。而钻孔灌注桩后压浆技术比较好的解决了这个问题。后压浆灌注桩施工工艺为:灌注桩成孔→钢筋笼制作→压浆管制作→灌注桩清孔→压浆管绑扎→下钢筋笼→灌注桩混凝土后压浆施工。管道后压浆常会出现一些异常情况:若压浆过程压浆喷头打不开，甚至压力超过10 MPa仍无济于事时，就不要强行增压，说明喷头可能损坏，可在另一根管中补足压浆数量。压浆时会有水泥浆沿着桩侧或在其他部位出现冒浆，若水泥浆液是在其他桩或者地面上冒出，说明桩底已经饱和，可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆，压浆量也满足或接近了设计要求，可以停止压浆;若从本桩侧壁冒浆且压浆量较少，可将该压浆管用清水或用压力水冲洗干净，隔日等原来压入的水泥浆液终凝固化、堵塞冒浆的毛细孔道时再重新压浆。另外，单桩压浆量不足，压浆时最好采用整个承台群桩一次性压浆，压浆先施工周圈桩形成一个封闭圈，再施工中间，能保证中间桩位的压浆质量，若出现个别桩压浆量达不到设计要求，可视情况加大临近桩的压浆量作为补充。

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