砂层地质情况下钻孔灌注桩施工质量控制

郑雨

摘要：钻孔灌注桩是桥梁桩基施工比较常见的一种形式，本文着重介绍了砂层地质条件下钻孔灌注桩施工质量控制的关键要点，保证工程施工过程中的质量控制及项目顺利进行。

关键词：砂层；钻孔灌注桩；桥梁施工

1. 引言

钻孔灌注桩基，是桥梁桩基施工中较为常见的一种结构形式。对于含砂层地区的钻孔灌注桩基础施工，其质量控制较为困难。以某援建桥梁项目为例，其地层情况为：

粉砂主要由地表的各类岩石经风化碎裂而成，成分与砂比较相似。砂层的主要特点为砂粒细小，粘性差，饱水松散、透水性查，流沙、流变性明显，缩变性大，地质情况比较复杂。因此，在钻孔灌注桩施工过程中，必须严格控制钻孔到灌孔及成孔的各个环节，否则，会出现缩孔、塌孔、断桩等各类质量事故。下面结合该援建跨河大桥项目的具体情况，进行详细说明。

2. 钻孔

（1）钻孔钻机的选择

在此类土层地质条件下钻孔施工，最适合选用的机械为循环钻机，其他钻孔设备作为辅助。循环钻具有钻孔、护壁、清空、处理故障等众多功能。同时，造浆护壁的效果要强于其他的钻孔设备。而且，循环钻在钻进过程中产生的振动小，不易因振动而造成塌孔。因此它是砂质地层钻孔的首选机械。

（2）护筒埋设

护筒采用钢护筒，筒壁厚度根据钻孔桩径、埋深和埋设方法选定，一般钻孔桩可为4-12mm，必要时可根据钻孔桩孔径、埋设方法和深度通过计算确定，本项目采用15mm的钢板卷制焊接而成（根据计算而定）。用振动打桩锤一次性振动沉入。护筒直径根据孔的直径而定。护筒内径为比桩径大20厘米。护筒埋入后，将四周用粉质黏土分层填筑夯实。钢护筒的埋入深度应进入砂层，护筒埋设位置应准确，其中心线与桩位中心线的允许偏差不大于20毫米，并应保证护筒垂直偏差不大于0.5%。护筒内的水位必须做到稳定，宜高于孔外水位1-2米。

（3）造浆泥浆护壁

对于本地层，钻孔造浆非常关键，造浆质量如果达不到要求，则容易出现塌孔。因此，必须做好泥浆这一关键步骤。造浆过程一般设有制浆池、循环池、沉淀池。根据桩距及施工现场场地允许条件设置泥浆池，由于场地限制，本工程沉淀池、循环池、制浆池采用厚度为10mm的钢板焊制的敞口水箱，每只容积为30m3。每台桩机配备同规格的泥浆箱三只、并用钢管把泥浆池连接在一起。成孔施工时孔口流出的泥浆经砂石泵抽到沉淀池，经沉淀后再到循环池，循环池到孔内形成一个循环系统。

（4）钻孔钻进过程控制

钻机的钻进速度，应根据孔内的具体情况而定。在钻进过程中为更加有效的防止缩孔及钻孔的倾斜，一般用检孔器进行检查。钻机每钻进10-15m检验一次。当钻孔过程中发现地质情况与设计不符时，应采取措施，保证钻孔质量。

（5）清孔

清孔是钻孔灌注桩施工的一道关键工序，清孔应分二次进行，第一次清孔在成孔深度达到设计要求时立即进行，利用成孔钻具直接进行。清孔完毕后，采用井斜仪对成孔质量进行检测。第二次清孔在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行，安装清孔器并与砂石泵连接，利用泵吸反循环进一步将孔底沉渣吸出，同时逐步降低孔内泥浆密度。需要注意的是，混凝土在灌注时必须控制好泥浆比重至一个合理的范围，否则过大的泥浆比重易造成泥浆沉淀层过厚，而泥浆比重过小泥浆中的悬浮物、粉砂等沉淀较快，桩底沉淀过厚，造成桩长不足，孔壁透水导致塌孔。因此，必须做好清孔这道工序。

3. 钢筋笼及导管安装

（1）钢筋笼安装

成孔后清孔完毕，应立即进行钢筋笼的安装，由于粉砂土质层易产生塌孔和缩孔，宜尽可能缩短钢筋笼安装作业时间，钢筋笼安装应注意以下一些问题：

安装焊接质量必须保证。主筋焊接质量的好坏，直接关系到桩基础的承载力能否达到设计要求。因此，必须保证钢筋的数量、混凝土保护垫块数量及纵向间距，保证主筋、箍筋的间距，保证骨架的长度，钢筋笼的直径。并且，搭接长度和焊接质量也必须满足规范要求。

严格控制作业时间。焊接作业时间的长短，直接影响钻孔内泥浆悬浮物的沉淀量，时间越长沉淀量越大，孔底沉渣越厚，影响桩长，又容易产生缩径和塌孔等。因此，下钢筋笼焊接时应尽可能缩短焊接作业时间，在条件允许的情况下，保证作业焊工人数。

钢筋笼在一清完后吊放入孔。在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。防止钢筋下放过程中碰触孔壁造成塌孔或者脱落。在钢筋笼安装的过程中也要检验其垂直度。

钢筋笼安装到设计标高后，为防止在灌注砼过程中上浮，必须把钢筋笼固定住。一般将连接筋的一边焊接在钢筋笼主筋上，另一边焊接到钢护筒上，保证其固定。

（2）导管安装

导管一般采用直径为25-35cm的钢导管。安装使用前要对导管进行检查，进行导管水密性试验，查看是否漏水。如果有要及时修补后再用。垫圈一般采用具有弹性和韧性的橡胶材料。

4. 混凝土浇筑

混凝土浇筑施工，严格把控原材料的质量及砼配合比，除此之外，混凝土灌注桩施工还应注意以下几个问题。

（1）二次清孔后，沉渣厚度达到标准要求后方可灌注混凝土。一般沉渣厚度不大于40cm。

（2）为防止出现塌孔，要保证孔内水头高度。

（3）严控混凝土的塌落度和水灰比，采用混凝土罐车运输，运输过程中不应出现离析及沁水现象。

（4）混凝土必须连续浇筑，防止间断时间过长，孔底沉渣过厚，或导管内混凝土凝固，造成断桩。

（5）混凝土灌注时，导管不要埋置过深，要灌一节，导管拔一节，及时测量混凝土顶面标高，做好计算。避免出现导管埋得过深拔不出来，或埋置过少，出现断桩、夹层等质量事故。导管埋置深度一般不小于2m，不大于6m。应尽量缩短导管拆卸的时间。

（6）混凝土灌注到顶部时，由于泥浆沉渣较厚且泥浆浓度大，要用重铅锤反复探测混凝土顶面标高，防止灌注桩长不足，造成接桩。

5. 总结

桥梁基础钻孔灌注桩施工，是一项非常复杂的施工工艺，受选择的钻具种类及不同的地层影响较大。为了做好钻孔灌注桩施工，保证桥梁施工质量，在施工过程中要严控施工的各个环节，把握质量控制的关键环节，并在实际实施过程中反复总结经验，采取合理有效的措施保证施工质量。

参考文献

[1]CJJ 2-2008 城市桥梁工程施工與质量验收规范。

[2]JGJ 94-2008建筑桩基技术规范。

[3]《地基与基础》-中国铁道出版社1999。

（作者单位：中国路桥工程有限责任公司）