浅谈港口工程钻孔灌注桩的施工质量控制

【摘要】作为港口工程中的隐蔽工程，钻孔灌注桩施工存在着很多影响其质量的因素，比如地质条件、混凝土的配制、钻孔工艺、钢筋笼的上浮、灌注施工等，必须采取相应的多个措施，才能对于钻孔灌注桩的施工质量进行控制。因此要控制好钻孔灌注桩的施工质量就必须采取多种种措施。

【关键词】港口工程；钻孔灌注桩；施工质量控制

一、港口工程钻孔灌注桩概述

1、灌注桩的基本定义

灌注桩系钻孔灌注桩，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，依照成孔方法的不同，灌注桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

2、施工方法

第一步是施工准备，包括钻机、钻具、场地布置等。第二步是钻孔机的安装与定位。第三步是埋设护筒，一般常用钢护筒。第四步是泥浆制备，钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。第五步是钻孔，钻孔的顺序应先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又能使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。第六步是清孔，钻孔的直径、深度、位置和孔形直接关系到成桩质量和桩身曲直。第七步是灌注水下混凝土，清孔之后，就将预制的钢筋笼垂直放到孔内，定位后加以固定，再用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不能中断，否则易出现断桩现象。[1]

二、成孔质量问题以及防治措施

1、塌孔

由于土质松散、泥浆护壁不好、护筒周围，没有使用粘土紧密填封和护筒内水位不高等。如果钻孔速度过快、空钻的时间和成孔后待灌的时间都过于很长，则很大可能上就会引起孔壁坍塌。

为预防这个问题发生，应作如下预防措施：根据不同的地层来控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，要严格控制速度。地下水位过高时，应升高护筒并加大水头。在处理地下障碍物时，一定要将残留的砼块处理干净。当孔壁坍塌严重时，首先探明坍塌的精确位置，然后用砂、石块和其他粘土混合物回填至坍塌孔段，捣实后重新使用冲击钻成孔。[2]

2、缩径

粘土质地层、页岩层遇水后分子联结力降低，就会产生体积膨胀或分散，加之在钻井时，泥浆密度小，造成井内液柱压力小于井壁上径向应力，产生井眼小于钻头直径的现象。一般表现为提、下钻困难或是下钻不到底，需要反复扫孔，严重时会发生卡钻。

可为防止这种现象发生，应做好如下防治措施：可采用性好的抑制性重泥浆，同时控制平衡钻进。在选用钻头的时候要注意挑选带保径装置的钻头，钻头直径要满足成孔的直径要求，而且要经常检查，发现问题并及时修复。在成孔的过程中，易缩径孔段钻进时，可适当地提高泥浆的粘度，另外要加大泵量，加快成孔速度。对易缩径部位也可以采取上下反复扫孔的方式来扩大孔径。

3、桩孔偏斜

钻孔过程中遇到地下障碍物或地面软弱或软硬不均匀或钻机安装就位稳定性差，作业时钻杆弯曲或是钻机不稳；遇斜状变化的分布土层或土层中夹有很大的石块或其他硬物等都会导致桩孔偏斜的现象发生。

为防止这种问题的发生，我们可以采取如下的防治措施：保证施工场地的平整。将土层中的石块清理干净，为防止有漏掉的石块在土层里，钻孔施工时选用冲抓钻机，利用冲击功能可将土层中的石块等障碍物击碎，并抓出块石碎体；钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头要逐个检查调正，严禁使用用弯曲的钻具。对已偏斜的钻孔，要控制钻速，可以采取慢速提升的方法，下降往复扫孔纠偏。

三、钢筋笼安装质量问题的防治措施

1、钢筋笼安装与设计标高不符

加劲箍筋放在钢筋笼主筋内侧，这对于直径较小的桩，采用导管法水下灌注砼时，很容易发生挂笼事故，使笼上串，特别是对于法兰式导管，如果不小心，法兰边缘就会挂住加劲箍筋，如果砼埋笼较深，导管埋深较大或者砼流动性差，挂笼后导管上下活动受限或干脆无法活动，处理不好将会导致严重卡管，造成断桩。

预防的措施：钢筋笼制作完成之后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度要经过精确的计算，并在安装时反复核对检查。[3]

2、钢筋笼的上浮

钢筋笼放置初始位置过高或混凝土顶升钢筋笼，导管在混凝土中埋置深度过大或者混凝土流动性过小；当混凝土灌注至钢筋笼底时，如果此时提升导管，由于导管底端距离钢筋笼的底部只有 1 米左右，浇筑的混凝土自导管流出后具有较大的冲击力，就会推动钢筋笼上浮。

预防的措施：严格控制砼的质量，坍落度要控制在（18±3）cm。砼进入钢筋笼后，砼上升的速度不宜过快，导管在砼内埋深也不宜过大，严格按照规范控制在2-6 m之间，为防止导管钩钢筋笼，提升导管时不宜过快，并将其带上。

四、水下砼灌注问题以及防治措施

1、堵管

坍落度是混凝土和易性的一个指标，但坍落度不等于和易性，特别是骨料用碴石时。水下混凝土不能过分追求坍落度。 在灌第一罐时，一定要将导管中原有的水柱和要灌注的混凝土隔离开来，否则，灌下的混凝土和导管中的水混合，反而使混凝土和易性以及流动性变差。导管密封不好，一般不会产生堵管，但在提管时形成的负压会将导管外的水吸入，造成桩的缺陷。

预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。

2、桩顶部位疏松

由于沉渣和稠泥浆的影响，没有精准的预测桩顶的高度，使得桩顶部位疏松。

预防措施：首先要保证一定高度的桩顶留长度。由于受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测器，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才可以确认终灌标高已经达到。

3、桩身砼夹泥或断桩

造成桩身砼夹泥或断桩的原因有以下几个方面：导管根本就没有入砼内；砼灌注过程拔管长度控制不准，导管拔出砼面；砼初凝和终凝时间太短，或灌注时间太长，使砼上部结块，造成桩身砼夹渣；清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多，砼灌注过程中砂粒回沉在砼面上，形成沉积砂层，阻碍砼的正常上升，当砼冲破沉积砂层时，部分砂粒及浮渣被包入砼内，严重时可能造成堵管事故，导致砼灌注中断。

预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。[4]

五、总结

通过讲述港口工程钻孔灌注桩的定义预计操作方法，是大家能初步的了解孔灌注桩，在此基础上通过分析成孔质量问题和钢筋笼安装质量问题并提出相应的防治措施，希望可以优化施工程序，保证了工程的施工质量始终处于受控状态。

参考文献

[1]陈晓明.港口工程水上钻孔灌注桩全过程质量控制[J].中国新技术新产品中国新技术新产品，2010（18）

[2]郑建波，陈岳权.港口工程钻孔灌注桩质量缺陷的处治实践[J].中国水运（下半月）.2010（03）

[3]夏晓丽；；钻孔灌注桩施工质量控制技术[J]；交通世界（建养.机械）；2011（07）

[4]王慎军，张干，张大鹏；钻孔灌注桩施工质量的控制[J]；山东交通学院学报；2004（03）