水下钻孔灌注桩施工技术与质量控制

【摘要】本文能通过具体的工程实例进行分析，进而从施工前的准备、钻机选择及就位控制、钢筋和泥浆的施工技术，以及钻孔灌注桩质量控制这四个方面对水下钻孔灌注桩施工技术与质量控制进行阐述。

【关键词】水下；钻孔灌注桩；施工技术；质量控制

中图分类号： TU74 文献标识码： A

一、前言

随着各种水利工程的不断进行，以及各类桥梁工程的不断施工。在施工的过程中面临着诸多的水下钻孔灌注桩施工问题，为了提高质量，我们需要对钻孔灌注桩的施工技术以及质量进行分析。

二、工程实例

本工程为独流减河进洪闸除险加固工程北闸基础灌注桩工程。独流减河进洪闸位于大清河与子牙河汇合处，是独流减河的首部控制工程，主要作用为宣泄大清河洪水经独流减河直接人海。以保证天津市和津浦铁路安全．保护大清河中下游地区的人民生命财产安全：汛后还可排除涝水，减轻沥涝灾害。北闸上游设计水位为6.44 m，下游为6.24 m，设计泄流能力为1 323 m3／s。加固后的北闸为13孔，单孔净宽9.5 m。其中中间1l孔设工作闸门，两端边孔放置检修门。基础为分离式平底板，闸顶高程为9.33 m。中墩底板下设11根Ф833 mm灌注桩，桩长16 m，边墩底板下设15根Ф833 mm灌注桩．桩长19 m。灌注桩工程总桩数166根(其中4棵试桩)，桩径Ф833 mm．桩长16～19 m．采用C23混凝土。

三、施工前的准备

1.对钻孔灌注桩施工方案的审核工作。施工工艺流程、施工方案的编制依据、安全措施、技术指标等内容是否符合要求需要根据地质报告、设计图纸、现场勘查结果以及现行规范标准进行审查。同时施工方案中用于处置突发事件的应急预案是否符合标准也要进行审查。要善于发现问题、提出问题，为避免在实施过程中施工方案处于被动境地，审核工作应具有前瞻性。

2.对施工的准备情况，根据施工方案进行检查。应对泥浆循环系统设置泥浆池、沉淀池，对灌注桩的使用水源进行检查：对导管的出厂合格证应进行检查，并做水密性承压试验；应方案中初灌量的要求来确定灌注混凝土的料斗尺寸；不合格材料杜绝在工程上使用，原材料质量关应按规范要求严把好；放样复核工作应督促承包商按照测量程序实施，应一放二复。桩位的偏差要保证能够符合规范要求；护筒位置是否满足设汁要求、埋设高度是否合适在钻机就位前应进行细致检查；检查钻机就位后的水平及稳固情况；成孔时钻杆应保持铅锤线，在进行进、出泥浆指标抽检时发现超标的应及时进行调整。由专职记录人员(施工单位必须配备)，对成孔过程中的各项参数进行及时记录，并保证记录的真实性、准确性。

四、钻机选择及就位控制

1.钻机的选择

根据本工程的地质条件和桩径，我们选择了反循环钻机。并控制钻杆和钻头矗径，钻杆过细则刚度小，受压时容易发生弯曲，造成斜孔形状不规则，钻头直径必须保证桩的设计直径，比设计桩径小5-6cm；钻头形状应对称，椎尖角度≥123°，因为不对称的钻头易产生斜孔，锥尖过尖会在孔底产生锥形，在其中埋藏大缝泥块沉渣，影响桩的承载力。

2.钻机的就位控制

钻机的安装就位指两方面：①所钻桩位的平面位置控制；②所钻桩孔本身的立置控制。钻孔灌注桩施工前要进行场地平整，当场地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设工作平台。同时，要建讧符合结构物整体测量控制的子控制网(包括平面控制与高程控制)，对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核，用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核。在灌注桩施工中严格控制桩位，一旦发生桩位错误则难以弥补。

钻机安装的基本要求是水平、稳同、三点(天车、转盘、护筒中心)成一垂线，安装完毕后要用水平尺和测锤校验。由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常网未垫实、垫稳．而在开钻后发生倾斜。发现这种情况应立即停钻．重新调平或排除故障后再继续施工。否则必定造成斜孔。钻机完成一桩孔后一般不直接到邻桩位施工。而是采取跳打的原则，桩的中心距宜>3．5倍桩径；这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完的邻桩质量，实在尤法调整桩位时，需停顿36 hA再到邻桩上施工。

五、钢筋和泥浆的施工技术

1.钢筋笼制作和吊放

钢筋笼制作前首先要检验其钢材的质量是否合格，钢筋的直径、级别、规格、下料长度等是否符合设计要求及施工规范要求，检查合格后再进行制作。钢筋笼制作的要点是钢筋笼吊环焊接的质量及焊接长度和位置，位置准确、长度合适的吊环能够使钢筋笼准确地吊放在设计标高上，钢筋笼吊放是临时固定在钻机底粱上的，因此需要根据底梁的标高逐根复核吊环长度、位置，使钢筋笼的埋入标高满足设计要求。钢筋笼制作、吊放过程中，要防止笼体变形，逐节验收钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁，当钢筋笼吊放受阻时，不得施加外力强行沉放，否则会造成坍孔及钢筋笼变形等现象。

2.泥浆的制备及二次清孔

泥浆制备时，要选择高塑性黏土或膨润土土质，在施工中必须严格控制土质的粘度、含砂率(>6％)、胶体率(≥90％)等指标，同时把握好拌制泥浆的配合比，拌制泥浆必须利用钻孔机械施工时穿行，并随时注意检查泥浆的密度是否达到规范要求。钻孔灌注桩清孔的原理是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣的岩粒、砂粒处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使处于悬浮的沉渣随着泥浆的循环流动被逐步带出桩孔，最终使桩孔内沉渣厚度达到要求。

钻孔灌注桩的第一次清孔是待孔体达到设计要求时利用钻杆转动并在孔内注水原位进行清孔，当孔口的泛浆比重达标并测得孔底沉渣厚度小于50 mm时第一次清孔完成，清孔完成后应及时吊放钢筋笼和沉放混凝土导管，导管的连接方式宜采用法兰盘连接并加密封胶圈，在沉放前一定要检查其连接是否牢固、密实，确保在混凝土浇筑过程中不漏气、不漏浆。在吊放钢筋笼过程中，使处于悬浮状态的遗留沉渣再次沉到孔底，致使沉渣过厚不能被混凝土的冲击力翻起而成为永久性沉渣，影响桩基工程质量，故在混凝土浇筑前，必须利用混凝土导管注水进行第二次清孔，当孔口比重及沉渣厚度符合要求后，应立即进行混凝土的浇筑工作。

六、钻孔灌注桩质量控制

1.原材料控制

为确保成桩质量，严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、试验报告、砂石试验报告)，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。该C30 混凝土粗骨料选用卵石，以提高混凝土的流动性，防止堵管；为满足60m深桩灌注时间约为5~7h的要求，使用特密斯外加剂，使混凝土初凝时间控制在8~10h；为使混凝土具有良好的保水性和流动性，按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后，先开动搅拌机并加入60%的水，然后与拌合料一起均匀加入10%的水，最后再加入适量的水(如砂、石含水率较大时，适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60~90s内。

2.确保桩身成孔垂直度

垂直度是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，经常校核垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

3.确保桩位和成孔深度准确

在护筒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线偏差不大于50mm，为准确地控制钻孔深度，在护筒顶实测标高并作好记录，以便在成孔后根据此标高来校验成孔是否达到设计孔深。

如在第一次清孔时泥浆控制不当，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，甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。

七、结语

综上所述，在进行钻孔灌注桩的施工过程中，我们需要对施工技术进行严格的选择和进行施工，进而最大程度的控制施工的质量，确保施工的质量安全。

参考文献

[1]冯忠伟，杨世新 水下钻孔灌注桩的施工技术及质量控制 [J] 《山西建筑》 -2313年24期-

[2]梅子广，黄生根，郝世龙 超长大直径钻孔灌注桩施工质量控制 [J] 《施工技术》 CSTCC PKU -2313年1期-

[3]孙海朝 桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制 [J] 《价值工程》 CSTCC -2312年27期-

[4]郑辉 关于钻孔灌注桩的施工探讨 [J] 《内蒙古科技与经济》 -2337年8期-