桩基灌注桩工程质量控制

陈湘桥

（中国公路工程咨询集团有限公司武汉桥隧分公司，湖北 武汉 430056）

一、桩基灌注桩施工工艺要求

桩基灌注桩由于其承载力大，施工工艺简便、操作易掌握、设备投入不复杂。因而，广泛应用于建筑、交通、水利、铁路等基础工程领域。桩基灌注桩施工顺序通常是：测量放线——平整场地——安置护筒——泥浆配制——钻进——清孔——水下砼浇筑——清除桩头——检测。桩基灌注桩工程由于是在地下施工主要工序都是在水下进行。工程质量需通过严谨的科学管理过程控制和完工后的仪器检测来确认。因而，要求各方参加人员熟悉施工技术，措施到位。并加强管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节过程的质量，使各种隐患都消除在成桩之前。同时应在施工前要认真熟悉设计图纸及技术要求和有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出相应的施工措施，避免施工中出现质量瑕疵问题。按照行业的质量标准及验收实施方案进行。做好桩基施工的施工记录，以保证桩基施工质量的控制。

（一）采取成孔施工程序

桩基灌注桩工程混凝土灌注的特点是采用钻机进行挖孔成孔，过程中利用泥浆（护筒）进行孔壁的平衡和钻机的润滑及清理浮渣。既钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩。孔壁周围土移向桩体，土体对桩产生动压力。在成桩初始，桩体混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡孔壁的，故采取较适应的桩距、保证灌注桩的砼质量。在成孔过程中控制泥浆指标和护筒埋置深度对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。

（二）确保桩体成孔垂直度

桩基础的垂直度是灌注桩质量控制指标之一，它是直接影响着桩基础质量的标准。也是能否进行下道工序-钢筋笼和导管工作的安放的保证。为使成孔垂直度满足设计要求，首选是宜采取稳固桩机的措施，采用扩大、加固桩机支承面积是有效稳固桩机的施工方法。同时及时制定校核钻架及钻杆的垂直度制度的措施。在钻进中进行跟踪控制钻进速度，尤其是在钻进进入不均匀的结构层施工时，控制进尺速度事关重要。对出现的倾斜应及时进行纠偏，纠偏方法主要是进行回填同一材质的填料，使之填置深度超过出现倾斜位置的标高，并使填筑物与桩孔壁充分结合后，再重新进行开钻，同时应跟踪观察，确保成孔垂直后再进尺。成孔后应进行超声波测试探测检查工作，满足要求后再进行钢筋安放工作。

（三）确保桩位和泥浆的配制

护筒安置前应进行放线复核工作，定位后及时复核护筒的位置。严格控制护筒中心与桩位中心，使之重合。偏差不大于规范值（50mm），并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时测量、复核护筒、底梁的水平标高和桩具的总长度并作好记录，以便在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。

泥浆作用是在成桩前通过循环达到护壁、排碴、清孔、润滑、降温作。因此配制泥浆至关重要是钻孔灌注桩施工质量好坏的重要环节。通常泥桨是用水、粘土（膨胀土）、添加剂根据现场条件和地质情况考虑钻机性能、循环方式等综合考虑进行配制。施工前应充分考察反复配制使之满足施工的要求。具体技术指标为比重、粘度、含砂率、交替率、失水率酸碱度等多项指标。不同地质，不同施工环节对泥浆的要求不同。通常钻进时指标控制为：比重（1.2—1.45）粘度（16—22）含砂率4%，成孔后砼浇筑前比重：1.03—1.10，粘度17—20，含砂率2%。泥浆的使用应与具体的钻机性能、地质结构相结合。为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快0.2m/min左右，在细粉砂层钻进都是0.015m/min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm就要及时调换钻头。

（四）桩底成孔

钻进过程中的深度通常是通过钻杆来反映，当钻杆达到设计要求，既反映了成孔工作已完成。但是由于钻进时泥浆护壁、排渣工作是在钻机工作时进行的，当停转提钻后，孔壁泥浆失去了钻进时的工作平衡，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后应采用测绳复核成孔深度。当测绳的测量达不到桩底设计高程时，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，为保证测绳的测量精度，测绳应采用回缩小的钢丝进行测量，并在使用中经常复核校正。为防止塌孔、缩径提钻前应进行上下刷孔，提前消除质量隐患，保证成孔的质量。

（五）钢筋笼制作和吊放

钢筋笼制作前应按材料管理要求进行抽样检查，合格后再按设计和施工规范要求进行钢筋加工制作。钢筋加工应采用钢筋胎膜进行定位加工，使加工的钢筋骨架为统一标准。钢筋连接宜采用对接进行。采用焊接时，应首先进行焊接试验合格后再进行施工焊接。钢筋骨架对接宜采用螺母连接，螺母规格按规范采用，对接断面应在螺母中央。在验收钢筋笼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，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，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，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，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。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。

（六）清孔和灌注水下混凝土

清孔的主要目的是清除孔内沉渣和降低泥浆比重从而保证水下砼浇筑顺利进行。孔底沉渣则是影响灌注桩质量的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在循环中所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。其方法有正、反循环和捞渣等。清孔施工应分二次进行，泥浆的含砂量小于2%时即完成第一次清空工作。第二次清孔应在完成钢筋笼安放后进行，其目的是将沉垫的砂层悬浮并使泥浆均匀保证孔内不发生坍塌缩径，且适当调整泥浆比重使水下砼比重与孔内泥浆比重差值扩大以保证水下砼浇筑时砼能顺利从导管口逸出。

水下砼浇筑是通过导管将砼送至桩底而实现桩基。因此导管的质量是桩基质量的重要环节。导管的规格应根据桩基的直径、桩深来配备。常用有300mm、350mm。导管进场后应进行密水承压试验和接头抗拉试验。密水承压压力应是桩底水压力1.5-2倍。试压合格后再用于施工。以防止导管漏气漏浆而导致灌注无法进行或出现断桩。导管口与桩底间距应根据桩径和砼的浇筑流出量确定。通常为400mm。

二、成桩质量的控制

（一）桩基材料使用应按材料管理制度执行。

检验合格后方能使用。原材料的堆放应按标准进行存放，材料存放场应进行场地硬化设置排水系统并进行防尘处理措施。不同规格的材料应进行分别存放。砼所用的材料严格按实验结果要求进料配制。

（二）钻孔灌注水下混凝土的施工

主要是采用导管输送砼利用砼与泥浆的比重差值使砼流动灌注进入桩孔，混凝土与泥浆的比重平衡使砼密实。因此要求砼配合比既要满足设计要求又要满足施工的特殊要求。水下砼的配制应具有一定的流动性和和易性。通常砼的塌落度应控制在18-22cm。使之不发生离析现象。这就要求现场的配合比要随含水率的变化进行调整，计量用具的精度应满足要求。使每根桩的配合比都能达到设计要求同时满足施工的特殊性要求。

（三）为防止桩基施工发生断桩、夹泥、堵管等现象

在混凝土灌注时除砼的指标满足要求外，还应加强对混凝土首盘灌注量的控制。使砼的首盘砼的导管埋深不得小于1m。在浇筑施工中应关注导管的埋深，采用双控进行埋深控制，通过测量和计算。保证导管埋深。在灌注过程中必须每灌注2—3m测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于l。同时要认真进行记录，使导管埋深控制在2m—6m，严禁把导管底端提出混凝土面。当导管埋置深度大于6米时，易出现异常现象——（1）砼与泥浆差值缩小导致砼浇筑无法进行，而出现堵管；（2）导管与砼接触触面过大附着力将增大导致导管上提困难或无法上提，而出现堵管。桩基浇筑达到设计标高后应根据泥浆厚度预留桩头，这是因为在砼与泥浆接触处有泥浆渗入砼中，为保证砼质量通常桩头高度为0.5—1m以保证砼强度满足设计要求。