浅谈钻孔灌注桩施工中的质量控制

李燕锋

[摘要]：本文主要讲述钻孔桩施工的质量控制过程中应注意事项、钻孔桩

工特性及一些事故处理方法

[关键词]：钻孔桩 施工 质量 控制

中图分类号：O231文献标识码： A

近两年随着我院市政行业的不断伸入，大型桥梁钻孔桩工程的增加，对施工人员数量要求越来越多，由于一些施工员对钻孔桩经验不多及一些新近毕业的技术员现场管理经验不足，往往是人在工地一脸茫然。另外我公司的性质决定大部分钻孔桩由分包队伍施工，但其质量的好坏影响到我公司的声誉，而钻孔桩的工艺较复杂，易出现桩长不够、缩径、漏筋、断桩等质量缺陷，所以我方技术及管理人员在对其质量的控制过程中应知其然更应知其所以然。但大多施工技术规范又比较笼统，大家普遍反映无人施教，无细节可查，本文就对钻孔桩的施工体会、经验结合本单位的性质来讲述一下钻孔桩施工过程中的质量控制，以供新学者在施工中借鉴、参考。

1、前期工作的质量控制

在质量控制工作中，事前控制是最有效的控制手段。而对钻孔桩施工前期准备工作的控制均为事前控制。况且钻孔桩的施工工序是不可逆转的，所以前期工作尤为重要。

1.1、工程地质和水文地质调查

通过对工程地质和水文地质调查来决定要选用什么样的钻机和泥浆，选用那种类型施工平台和护筒埋设深度、方法及高度等。钻进速度和泥浆的性能可以防止钻进时发生故障。场地为浅水时可以采用筑岛法施工平台，场地为深水时采用固定式平台，如钢围堰平台或钢板桩施工平台。

1.2、资质审查

资质审查是任何工程开工前必不可少的工作。这项工作一般在项目经理部签订合同时已经做好。技术管理人员主要审查现场人员的素质及经验，分包单位必须配备有施工经验的内部技术负责人和质检人员，建立健全质量保证体系，明确各自岗位责任，建立健全岗位责任制。施工过程中分包单位的管理人员必须无条件地接受我方的质量管理。工程质量的把关很大程度上是靠现场每一个施工人员的双手完成的。尤其特殊工种如电焊工、钢筋工、机手等更应了解他们以往的施工经验，有无特殊工种上岗证，并且有必要进行思想教育使其深刻理解一个人，一点的失误往往会造成整根桩报废的严重后果。二是施工机械的审查。查看施工队伍的机械是否符合现场地质、桩径、桩深、进度的要求及有无特殊情况的应急机械。

1.3、施工组织设计的审查

前期工作除了人员机械进场、通水通电等基本条件外，更重要的是编制好施工组织设计。施工组织设计是工程施工大纲，是根据工程的特点、技术要求、工程地质情况、现场施工条件诸多因素，结合本公司在该地区，尤其是在对重大项目成功的组织，成熟的现场管理经验的积累上，根据施工能力、人员素质、机械装备程度确定的施工方案。施工组织设计要注意细化、最小化和可操作化。审查时应注意重要环节，关键部位的做法及质量控制措施，如垂直度控制、终孔岩质鉴别、清孔、水下灌注振捣等。此外还应建立现场管理制度、岗位责任制、质检制度、安全施工制度等。

1.4、组织技术、安全交底

工程开工前，会同业主、设计、监理单位对施工图纸进行会审和设计交底。会审前，应对施工图纸和设计文件的内容进行全面的审阅和了解。弄清工程的数据、资料、内容是否齐全、清楚。图纸相互之间有无错误和矛盾。设计的标准和地方或国家的有关施工规程有无抵触。要求的施工工艺在施工中是否切实可行。施工图纸是否存在不合理的地方。正式会审设计交底时，应予以说明。当图纸有错误或矛盾时，应提请给予更正。当设计拟订标准宽于施工规程时应予以提醒，当发现设计存在不合理的地方，应提出修改设计的合理化建议。

在技术安全交底时要重申技术质量要求，应注意事项，及一些质量保证措施。并对安全文明施工进行交底。填写交底记录，签名存档。

2、成孔质量控制

成孔是砼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、缩颈、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应引起相当重视。钻孔桩成孔的工序是：测定桩位→埋设护筒→钻机就位→钻孔→终孔→第一次清孔→下钢筋笼→接入导管→二次清孔。每个环节节节相扣，相互影响，都不能忽视。

2.1、施工桩距的控制

钻孔桩和打入桩不同，打入桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩身产生被动土压力。钻孔桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身，土体对桩身产生主动土压力。而钻孔桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，且在成桩初始，桩身砼的强度很低，故要采取适当的施工桩距来防止塌孔和缩颈。

2.2、作业人员的控制

钻孔桩受人为影响很大，要随时检查现场人员的在岗情况及有无钻进记录，记录是否属实。在钻进过程中发现异常情况有无向下一班人交待。

2.3、孔内水位和泥浆控制

为了防止塌孔，孔内水位必须高出地下水位1米以上，泥浆相对密度和粘度要满足要求。

2.4、成孔垂直度控制

这是灌注桩施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放，为了保证成孔垂直度满足实际设计要求，应采取扩大桩机支撑面积和加固机座下的地基使桩机稳固，并且经常校核钻架及钻杆的垂直度。于成孔后下放钢筋笼前作井径、井斜超声波测试。

2.5、孔位、桩顶标高和成孔深度控制

桩位要准确，要经常检测护筒顶标高和孔深。

2.6、钢筋笼制作和安装

根据配筋图计算箍筋用料长度及主筋分段长度，将所需钢筋调直后用切割机成批切好备用，由于切断待焊的箍筋、主筋和螺旋筋的规格尺寸不尽相同，应注意分别摆放，防止用错。

在骨架外侧设置控制保护层厚度的垫块，其竖向间距为2m，横向圆周不得少于4处。骨架顶端设置吊环。将作好的钢筋笼稳固放置在平整的地面上，防止变形，并仔细检查制作质量。

钢筋笼的安装包括搬运和就位。搬运时，要确保运输过程中不使钢筋笼变形，我们可以采用在钢筋笼内加绑杉木杆或钢管以加强钢筋笼的刚度和强度。吊装时，可采用吊车或钻机将钢筋提起并对准钻孔中心缓慢放至设计标高，不得左右旋转，高起猛落、碰撞孔壁和强行下放等。当钢筋笼全部按要求入孔后，可将接长主筋的吊环点焊于孔口钻机基座，再配合钢丝绳绑扎，以防止钢筋笼上窜或下掉。

2.7、灌注水下砼前泥浆的制备和第二次清孔

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣是影响钻孔桩承载力的主要原因之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、沙粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏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。从泥浆在钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：粘度17～20min，含砂率不大于6％；胶体率不小于90％；比重1.1～1.3等在钻孔桩施工中必须严格控制，制作泥浆的土不能就地取材，而要选用高塑性黏土或膨胀土，拌制泥浆前必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。

灌注桩成孔设计标高，应充分钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10～1.20，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放砼导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被砼冲击泛起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在砼灌注前利用导管进行第二次清孔。垂球法测定孔底沉渣全靠手感，应由有经验的人员操作。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下砼的灌注。 灌注砼前，应探测孔底泥浆沉淀厚度，如果大于50cm，应再次清孔，但注意孔壁的稳定，防止塌孔。

3、成桩质量的控制

3.1、材料

组成桩身的原材料、成品材料，如钢筋、混凝土等进场履行严格的材质质检制度，所进钢材的品名、产地、规格、炉号、批量数及生产日期，所进商品混凝土的强度等级、坍落度、配合比、供量数必须同相应提交的质量证明书吻合。钢材应按照技术规范要求的频率、方法进行检验。施工用原材料，必须做到在有质量保证和复验合格的条件下方准使用。

3.2、拌制和运输

砼拌制前必须要进行配合比设计，水下砼一般采用普通硅酸盐水泥，水泥初凝时间不小于2.5小时。粗集料粒径宜不大于40mm。细集料采用级配良好的中砂。当掺有减水剂时的最小水泥用量为300公斤。砼拌和要均匀，以保证良好的和易性。运输过程中不得有明显的离析或泌水现象。

3.3、灌注过程

为防止发生堵管现象，砼运到现场后要检查其均匀性和坍落度，不符合要求的要进行二次拌和，如果二次拌和后还不能达到灌注要求的砼废掉。第一次灌注要保证有足够的砼使导管埋入砼1米以上。灌注正常后导管埋入深度保持在2－4米，不得大于5米或不小于1米。距桩顶8－10米时坍落度要控制在12－16CM，以提高桩身上部砼强度。孔内溢出的泥浆不得随意排放，以防污染环境。

3.4、桩基检测

钻孔桩成桩14天后就可以进行桩身完整性检测，现在常用的检测方法有低应变法和超声波等方法，低应变是通过振动波在同一介质传播时波速和波幅不会改变的原理来检测桩基是否有缩径、夹层或断桩，所以做低应变检测时一定要把桩顶的松散砼清理干净以保证检测的准确性。而超声波是通过声波来完成检测的，做超声波检测必须在钻孔桩里预埋三根或更多铁管，预埋声测管时必须把管的两端封闭，以防异物进入致使声测管被堵。

4、 事故处理

4.1、事故类型

钻孔桩施工过程中，常见的事故不在乎有以下几种，（1）测量放样错误（2）成桩中断事故，如塌孔、卡钻、偏孔、缩孔、梅花孔等（3）砼灌注中的事故，如沉渣超厚、砼离析、灌注间断、桩身夹层、砼强度不够、钢筋笼变形卡管。

4.2、事故处理的原则

事故发生后，首先要在最短的时间内查明原因，弄清楚是由于那个环节出错而导致事故的发生，这就需要我们在事故全过程做好详细的施工记录，以备查找。查出原因后再合理确定处理方案进行处理。确定处理方案时要考虑到处理结果是否会影响其他的分项工程，如果对其他的分项工程有影响，还得进行论证、优化方案，直到影响减到最小。

4.3、事故处理的主要方法

4.3.1 如果是测量放样出错致使桩位偏移，偏移不大时可以考虑采用扩大承台法。偏移较大时只好废掉此桩，重新在原位成桩。标高控制出错，桩底标高比设计标高高时，桩长就不能满足设计要求，这时要通过承载力计算该桩是否满足承载力要求，如果满足承载力要求，则可通过提交变更申请报告来变更设计，如果不满足承载力要求只能废掉本桩，重新原桩位成桩或在旁边另补一根桩，使其承载力达到设计要求。当桩顶标高低于设计标高时，可以考虑采取接桩的方法来使桩长达到设计要求，但在浇筑接桩砼时一定要把原桩顶松散砼清理干净。

4.3.2桩中断事故：如塌孔、卡钻、偏孔、缩孔、梅花孔等。对于塌孔，视其坍塌程度，不是太严重的可以清孔后继续成孔，如果坍塌严重，则要用片石或粘土把孔填起来，经过一段时间的预压后再用冲击钻原桩位成孔。对于卡钻，要尽量打捞，确实打捞不上来时，也得用片石或粘土把孔填起来，经过一段时间的预压后再用冲击钻原桩位成孔。对于偏孔，安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一垂线上，并经常检查校正。在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊住钻杆控制进尺，低速钻进，如出现偏孔，采取回填片、卵石，冲平后再钻进。出现缩孔时，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径或适当增加钻头直径。出现梅花孔时，应经常检查转向装置是否灵活，选用适当粘度和比重的泥浆，适时掏渣。用低冲程时，隔一段时间要更换高一些的冲程，使冲锥有足够的转动时间。

4.3.3灌注砼过程中的事故：主要表现为砼灌注过程中断时间过长，钻孔桩砼不能连续，这种情况下的最严重的后果是断桩。如果通过完整性检测发现确实是断桩，视断桩部位深浅可以有不同的处理方案，如果断桩部位接近桩顶，可以采取接桩；如果断桩部位接近桩底，这时要通过承载力计算该桩是否满足承载力要求，如果满足承载力要求，则可通过提交变更申请报告来变更设计，如果不满足承载力要求只能废掉本桩，重新原桩位成桩或在旁边另补一根桩，使其承载力达到设计要求；如果断桩发生在桩的中间部位，只有废掉本桩，用冲击钻原桩位成孔。

5、 结束语

钻孔桩施工工艺看似简单，但内涵相当丰富，且隐蔽性强，质量控制相当困难，我们还得继续积累经验，加强自身素质，认真贯彻执行国家质量工作方针，工程建设法律、法规及施工技术规范、技术标准、施工合同技术条款等规定，争取在以后的施工中把质量控制得更好。

6、参考文献

6.1、JTG/T F50-2011 《公路桥涵施工技术规范》

6.2、CJJ2-2008 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》

6.3、GB50007-2011 《建筑地基基础设计规范》

6.4、GB50202-2009《建筑地基基础工程施工质量验收规范》

6.5、JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》