水利工程钻孔灌注桩施工质量控制

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(中国水利水电第十工程局有限公司，成都，610072)

1　工程概况

毗河供水一期工程第一、二流量段烂泥沟渡槽至猫脑壳渡槽之间设计十多座渡槽，几乎每座渡槽都设计有灌注桩工程，设计及变更灌注桩300多根。桩基分布范围较广，部位不集中，地质差异变化较大，施工质量控制困难，渡槽桩基设计为高低两种形式，设计都为嵌岩桩，桩型主要设计为端承摩擦桩，桩身为C25钢筋混凝土，桩径为1m～1.5m，桩间距离不小于2.5倍桩径，单桩设计长度大于10m，入弱风化岩不小于5m。

2　灌注桩施工流程

灌注桩施工主要流程为：场地规划平整→桩位放样→护筒埋设→钻机就位→成孔钻进施工→成孔及清孔→钢筋笼吊放及下设导管→二次清孔→浇筑水下混凝土→自然养护→桩基检测。

灌注桩施工过程无法观察，施工成桩后不能开挖进行验收。施工过程中任何环节出现异常问题，都将影响到整个工程的施工质量和进度，同时造成经济损失和不良的社会影响。因此，在施工前一定要认真熟悉设计图纸、施工规程规范要求、验收规范标准及准确核查地质和有关灌注桩施工方面的资料，分析总结在施工过程中可能会发生的一些问题，采取针对性制订出符合质量验收的施工专项质量标准，制订可行的验收实施方案，同时在施工中做好每根桩的施工过程记录，落实好施工技术措施，严格施工质量管理，切实抓好施工过程中每一个环节的质量控制，将隐患消除在成桩之前。

3　灌注桩施工主要工序流程质量控制

3.1　成孔质量控制

成孔是灌注桩施工中的重要部分，成孔施工质量未能控制好，将可能发生桩孔坍塌、缩径及偏斜等事故，有可能造成桩的摩擦力不够，甚至可能造成桩端达不到设计持力层要求，成孔质量事故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质量控制方面要特别注意以下几项关键工序。

3.1.1采取隔孔施工法

水下混凝土灌注桩施工是先成孔施工，然后浇筑混凝土成桩。在移动钻机施工下一桩孔时，应采取跳隔已成桩孔施工，避免离成桩桩距较近，在施工过程中周围土移向已施工桩，土体对成桩产生动压力作用，使未达到完全凝固的混凝土受影响，造成已施工桩身质量事故。在成桩初期，桩身混凝土处于初凝期强度很低，灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡，应保持较适当的桩间施工距离，避免造成成孔坍塌和缩径。施工中操作人员往往为了怕麻烦，采取连续施工，连续施工如桩间距较小，设备扰动较大，无法保证已成桩质量，甚至在下一桩施工时容易出现坍塌和缩径。隔孔间距应确保已成桩不被扰动，扰动较大的设备施工时，应加大隔孔间距。

3.1.2桩位、桩顶标高和成孔深度

场地平整压实后，测量放桩位时要准确记录好桩位和高程，设置好副桩，并做好桩位保护标记，护筒施工前应对桩位进行复测无误后才能施工。在护筒定位后，应标记护筒的安放位置，护筒中心点与桩位中心线偏差≤5cm，同时注意检查护筒周围回填土的密实情况，以防止钻孔过程中发生漏浆现象。在施工过程中，自然地表标高会发生变化，为了更准确地控制钻孔深度，在桩架就位后，应及时复核底梁的水平和桩具的总长度，并准确作好数据记录，便于在成孔后根据钻杆在钻机上预留的长度校验成孔深度。在施工中一定要做好钻杆配置分类归放，避免班组交班过程中疏忽，造成加钻尺寸的错误，从而引起过程检测误判，造成成孔深度超钻。尽管钻杆的长度从侧面可以反映出成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞孔壁，就可能会发生孔壁坍塌和沉渣过厚等现象，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。在提出钻具后，必须用测绳复测成孔的深度，测绳的测深比钻杆钻深小时，采取重新下钻杆复钻清孔。测绳选用要充分考虑缩水率，在使用前要预湿后重新标定，提高测绳的测量精度，并在使用中经常检查复核。

3.1.3孔径、垂直精度

成孔孔径和垂直度是保证灌注桩施工的重要条件，成孔后应先进行孔径孔斜检测，满足设计规范质量验收标准后才能进行下一道工序施工。为了有效防止桩孔塌孔、桩径偏斜及缩径等事故，需要在复核钻具长度的同时注意检查钻杆弯曲度，还需要根据不同的土层对比地质资料，根据地质情况调整钻进的速度，施工中要经常复核钻头的直径，磨损超过10mm时，要及时更换钻头。在施工时保持桩机稳固，经常校核钻架和钻杆的垂直度，成孔完成后，采用检孔器检测孔径，测斜仪器测量孔斜，孔径不足时，采用扩径施工，孔斜偏大时，应进行复钻纠偏，纠正成孔后再进行验收，直至符合设计规范质量要求后才能进行下一道工序施工。

3.2　终孔、清孔

灌注桩成孔至设计桩底高程时，采用钻杆在原位进行第一次清孔，清孔原理是利用泥浆在流动时产生的动能，依靠动能冲击桩孔底部的沉渣，使得泥浆中的岩颗粒和砂粒处于悬浮，通过泥浆胶体的粘结力使悬浮的沉渣随着泥浆的循环流动带出桩孔，反复循环最终将孔内的沉渣清干净。制备泥浆材料不能就地取材，应选用塑性高的粘土或膨润土制浆，拌制泥浆应根据施工机械、工艺等进行匹配的配合比设计。

3.3　钢筋笼制作和吊放

制作钢筋笼前先要检查钢材产品相关质保资料，检查合格后再按设计规范质量要求验收钢筋的直径、长度、规格等，根据钢材验收检查合格后，结合抽检检测合格符合要求后才能投入使用。钢筋笼制作时，注意钢筋尺寸及焊接要求，原材料到成品要分区域进行堆放，做好防水防潮，钢筋笼出厂时注意对应桩孔，注意钢筋笼运输过程中质量防护。吊放钢筋笼前，计算好吊筋吊环尺寸，并准确加工好吊筋，起吊时注意吊点布置及吊放速度。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁，当吊放受到阻力时，不能加压强行下放，强行下放将造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应立即停止吊放并寻找阻力原因，如是钢筋笼没有垂直吊放造成的，应提出后重新垂直吊放；是成孔偏斜造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量满足要求后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，缩短沉放时间。在吊放导管时，应检查导管的连接是否牢固和密实，以防止因漏气漏浆而影响灌注混凝土时导管进泥浆，造成断桩无法灌注。

3.4　二次清孔

吊放钢筋笼和安装导管的时间较长，桩孔内泥浆在这段时间内使处于悬浮状态的沉渣会再次沉到桩孔底部，不能被混凝土冲击反起而成为桩底永久性沉渣，影响桩基工程质量。在钢筋笼及导管吊装完成后，灌注混凝土前利用导管进行第二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范质量要求后，停止二次清孔，并及时进行水下混凝土的灌注施工。

3.5　成桩质量控制

(1)为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书，如发现实样与质保书不符，应立即取样进行复查，原材料必须按照设计规范质量检测标准进行抽样检查，对不合格的材料，严禁使用；

(2)水下灌注桩混凝土施工，一般施工主要是采用导管，灌注混凝土时会产生一定的离析现象，但是一个良好的配合比，可以有效减少离析的程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和原材料检测管理，并及时录入原始记录和制作试件；

(3)为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象。施工时严格控制混凝土搅拌时间，时间不足直接影响混凝土的强度，坍落度是直接影响灌注过程顺利与否的决定性因素，混凝土坍落度采用18cm～22cm，坍落度不合适容易出现混凝土离析堵管断桩。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～6m，埋深浅了容易断桩，大了容易抱管、堵管等。要控制好灌注工艺和操作，提动导管使混凝土面上升的速度要适中，保证有序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，大幅度提拔导管容易造成混凝土体上升过快冲刷孔壁，导致孔壁坍落或下坠。桩身夹泥，特别是在砂层较厚地段容易发生。在灌注过程中注意检测混凝土面上升的高度，掌握好每段桩体混凝土的扩孔系数。在施工混凝土时，现场注意检测混凝土性能指标，并做好试件标准取样，注意养护条件，同时要认真进行记录，这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用；

(4)成桩完成后，注意对桩身保护，混凝土未完全凝固前，已成桩附近不能进行爆破或扰动施工，施工后续桩孔时，需要充分考虑隔孔距离，避免扰动造成已成桩孔质量受到影响。

4　桩基检测

成桩在自然条件下，凝固时间达到28d后，根据设计要求开挖至设计桩顶标高，破掉桩头，根据设计规范质量检测要求进行桩基质量检测。检测中出现凝问的部位要采取进一步的检测措施，必要时还要采取扩大检测，最终确保检测结果的准确性。桩基检测必须由专业的检测机构检测，合格后出具相应的检测数据报告。

5　结语

灌注桩工程是一项隐蔽性工程，隐蔽性极强，桩基质量主要取决于前期的地质勘查、设计、原材料及施工等多种因素。桩基质量控制作为建筑物工程中强制控制的一项内容，质量监督控制难度较大，是建筑工程质量控制的重点，要有效控制灌注桩施工质量，项目始终把人作为关键因素，要求灌注桩施工参与人员要有高度的质量责任心，抓好工序间的质量通病防治，对灌注桩各施工环节做到精心组织施工，最终确保灌注桩施工任务得到圆满完成。