钻孔灌注桩后压浆技术施工监理探讨

【摘 要】本文结合工程实例，详细阐述了钻孔灌注桩后压浆施工工艺及监理控制要点，以使灌注桩质量达到预期的质量控制目标。

【关键词】钻孔灌注桩；后压浆施工技术；监理

1、工程概况

湖南某高层建筑面积12360m2，高78m，地下室1层，地上22 层。设计采用钻孔灌注桩基础。

1.1 工程水文地质条件

根据地质勘察报告，按岩性及工程特性将地层划分为8大层，其中①层为人工填土层，②～⑧层为一般第四纪沉积土层。勘察期间对场地地下水进行了观测，在勘探深度范围内存在3层地下水，第一层为潜水，第二层为层间潜水，第三层为微承压水。

1.2 钻孔灌注桩

（1）根据相关设计文件，本工程±0.000相当于绝对标高46.100m，结构底板底标高-7.220m，防水及垫层厚180mm，槽底标高-7.400m。

（2）基础桩有效桩长27.10m，直径800mm，要求进入卵石-圆砾⑧层不少于1m。桩体钢筋主筋进入基础结构底板锚固长度45d，混凝土强度等级C35，单桩承载力标准值不小于6500kN。

（3）钢筋笼长28.10m，配筋为：主筋（HRB400）12 22，加强筋（HRB400） 14@2000，箍筋（Q235） 10@200，其中桩顶部4m螺旋箍加密 10@100，混凝土保护层厚50mm。要求进行桩底、桩侧后压浆。

2、钻孔灌注桩施工

2.1 施工方案

施工总流程如图1所示。

2.1.1 施工顺序

为防止施工时桩之间发生窜孔现象，采取间隔施工顺序，相邻两钻孔施工时距离不小于4倍桩径，或最少时间间隔不少于24h。

2.1.2 成孔

钻机就位后，将钻头对准桩位，复核无误后调整钻机垂直度。开钻前用水准仪测量孔口护筒顶标高，以控制钻进深度。钻进开始时应控制钻进速度，调整不同地层的钻速。钻进过程中采用设备自带仪表随时观测检查，调整和控制钻杆垂直度，边钻进边补充泥浆进行护壁。施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上，清孔过程中应不断置换泥浆。灌混凝土前孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25，含砂率不得大于8%，粘度不得大于28s。

2.1.3 成孔检验

钻孔完毕放钢筋笼前，由监理工程师检查成孔深度、沉渣厚度及泥浆情况，施工单位做钻进施工记录。

2.2 钢筋笼加工

钢筋笼加工工艺流程为：钢筋进场检验合格后按设计图配料盘条拉伸调直，主筋搭接焊加工加强箍圈，钢筋笼骨架焊接成形绑扎箍筋钢筋笼制作过程中抽检，钢筋笼完成后自检报监理审验（分批报验）合格后挂牌使用。

（1）主筋采用焊接连接，螺旋筋与主筋、加劲筋与主筋采用点焊。

（2）根据现场条件，钢筋笼一次成形，进行自检、隐检和交接检，内容包括钢筋外观、品种、型号、规格，焊缝的长度、宽度、厚度、是否咬肉及表面平整等，钢筋笼的主筋间距（±10mm）、箍筋间距（±20mm）、钢筋笼直径（±10mm）和长度（±100mm）等，并做记录。结合钢筋焊接取样试验和钢筋原材料复试结果，合格后方可安装桩端压浆阀，而后吊装。

（3）钢筋笼混凝土保护层厚度不小于50mm，采用 10钢筋作为导向钢筋保护环，沿钢筋笼周围水平均布3个，纵向间距4～6m，导向环焊在主筋上。

（4）钢筋笼全部入孔后检查安装位置，确认符合要求后用吊筋固定定位。用水准仪测控笼顶标高，确保到达设计标高后立即固定。钢筋笼安装完毕到灌注混凝土时间间隔不应大于4h。

2.3 水下混凝土灌注

2.3.1 导管和漏斗

应选择合适直径和长度的导管，导管组装时接头须密闭不漏水（要求加密封圈并用黄油封口），导管底端至孔底距离为30～50cm，漏斗安装在导管顶端。

2.3.2 水下浇筑混凝土

（1）桩身混凝土强度等级为C35，混凝土应密实，流动性好，坍落度宜为180～220mm。

（2）预拌混凝土须有配合比单，配合比设计应在混凝土施工前提交，所有供应商的物料质量证明书应存放工地备查，包括原材料（水泥、砂、石、外加剂）出厂合格证和试验报告。浇筑前应委托有见证资质的试验室在具有专业资格的工程师监管下进行指定的试验。

（3）混凝土浇筑前须检测坍落度并记录，混凝土运到浇筑点不得离析或初凝。

（4）导管内使用的隔水塞球胆大小应合适，安装要正，一般位于水面以上。浇混凝土前孔口要盖严，以防混凝土落入孔中污染泥浆。

（5）混凝土首灌应灌至导管下口0.8m以上，导管下口埋入混凝土的深度宜为2～6m，设专人测定以便掌握导管提升高度。每次拆卸导管，须经测量计算导管埋深后确定卸管长度，使混凝土处于流动状态，灌注须连续进行，拆除后的导管放入架内并及时清洗干净。

（6）灌注过程中应始终保持导管位置居中，提升导管时应有专人指挥，不使钢筋骨架倾斜、位移。若发现骨架上升应停止提升，降落导管并轻轻摇动使之与骨架脱开。

（7）灌注到桩孔上部5m内可不再提升导管，直到灌至设计标高后一次拔出。灌至桩顶后须多灌0.8～1.0m，以保证凿去浮浆后桩顶混凝土的强度。灌注完毕应及时拔出护筒，桩顶混凝土面接近自然地面高度时应即回填土覆盖，防止塌孔并保护人员和设备的安全。

（8）灌注过程中设污水泵排水，防止泥浆漫出。

（9）每灌注50m3必须有1组试块，试块养护达到一定强度后即拆模送往养护室标准养护。

（10）施工完毕应收集混凝土出厂合格证和强度报告，做混凝土强度评定。收集、整理各种施工记录、质量检查记录等原始资料，并做施工日记。

3、后压浆施工

3.1灌注桩后压浆技术设计

（1）2根桩端压浆管采用 25×3.2焊接钢管，2根桩侧压浆管采用 20×2.75焊接钢管。桩端后压浆管阀须设于桩底，并伸出钢筋笼底端10～20cm。压浆管附在钢筋笼上，端部安装注浆单向阀。桩侧压浆管沿钢筋笼安设于桩侧不同深度，端部安装注浆单向阀。注浆管须伸出地面0.5～1.0m，上端预先封堵，并按埋设参数做标记。

（2）根据本工程的条件，后注浆装置的设计为：桩端2根 25×3.2焊接钢管绑扎于钢筋笼上，底端各安一单向注浆阀，伸出钢筋笼底端10～20cm；桩侧注浆管2根，管底分别距桩底9/18m。2根D20焊接钢管绑扎于钢筋笼上，管端各安一单向注浆阀。

3.2 后压浆工艺参数的确定

后压浆设施及施工情况如图2所示。

（a）桩底部压浆管；（b）桩侧压浆管；

（c） 桩顶部压浆管口封闭；

（d）后压浆作业机具；（e）桩体后压浆

图2 后压浆设施及施工现场

（1）注浆材料：P.O42.5水泥浆水灰比为0.60～0.8。

（2）注浆量：桩端注浆量每根桩水泥约2.0t，桩侧每个深度部位约0.7t。

（3）注浆压力：注浆终止压力控制在3.0～5.0MPa。根据注浆压力变化和注浆量，实施间歇注浆或终止注浆。

（4）开塞：主要目的是使压浆管路畅通，开启压浆孔，劈裂桩底、桩侧混凝土，为压浆工作提供前提条件。混凝土浇完24～28h即可开始对管道进行高压注水，当压力达到最大值后突然下降，证明包裹压浆孔的高压胶布开裂将压浆孔冲开。混凝土终凝前应经常用高压水进行循环，防止已开塞成功的压浆孔重新堵塞。管内仍存在压力水时不得打开闸阀，以防水射出伤人。

（5）一般注浆可在成桩后5～7d内进行，顺序为先桩侧后桩端。

（6）注浆控制条件：采用注浆量和注浆压力双控法，以水泥压入量控制为主，压力控制为辅。当注浆量难以满足要求时，一般桩底注浆终止压力不小于5.0MPa，桩侧注浆终止压力不小于3.0MPa。

3.3 工艺流程制作钢筋笼设置压浆管检查压浆管质量吊装钢筋笼，安装压浆阀检查压浆阀质量灌注混凝土配置水泥浆桩底及桩侧压浆。

3.4 施工工艺及技术要

（1）钢筋笼加工成型后，在钢筋笼内侧固定桩侧、桩端注浆钢管，钢管底部封口。在钢筋笼入孔前安装桩端压浆阀，沉放钢筋笼过程中安装桩侧压浆阀。钢筋笼吊入孔前应检查压浆阀包裹物，如有破损应及时修复。

（2）靠钢筋笼自重和下落时的惯性，一般均可使桩底压浆管下端进入孔底30cm左右，可满足正常压浆条件。钢筋笼入孔后不得悬吊并应避免反复冲撞孔底。

（3）桩身混凝土灌注5～7d后进行桩底及桩侧压浆，从上到下依次压浆。水泥浆水灰比控制在0.60～0.8，注浆流量控制在75L/min以内。

（4）压浆控制采用双控法。桩侧压浆终止压力3.0MPa，桩底压浆终止压力不小于5.0MPa，以水泥压入量控制为主，压力控制为辅。压浆时应做详细记录，注意观察是否有浆液上溢现象，发现上溢返浆即可停止压浆。

（5）压浆过程中应注意安全，无关人员应远离压浆接口处，防止压浆管爆裂伤人。拆除压浆管时要防止高压管中带压力的浆液射出，注浆口应避开操作人员。

4、钻孔灌注桩桩基检测

根据设计要求进行压桩试验，施工完成后应进行动测试验。单桩静载试验的桩数不少于总桩数的1%，且不少于3根；动测检验的桩数不少于总桩数的20%。

5、质量监理要点

5.1 钻孔灌注桩施工准备的监理工作

5.1.1 收集审核施工资料钻孔灌注桩施工前须重点检查取得的资料，包括建筑物场地工程地质资料和必要的水文地质资料；钻孔灌注桩工程有效施工图及图纸会审纪要；施工场地内和影响范围内的建（构）筑物、地下管线和公共设施的调查资料；主要施工机械及配套设备的技术性能资料；经审批同意的施工组织设计；见证试验检测机构资质审查，预拌混凝土搅拌站资质审查，桩基检测单位资质；水泥、钢筋等原材料及其制品的质量合格证明文件；城市测绘部门出具的工程定位高程测量成果资料等。

5.1.2 监理准备工作

（1）做好建筑物及各桩位的定位放线、标高抄测的复查验收工作。

（2）对所有桩位做好编号，尤其是电梯井下部桩顶标高有变化的桩位应做出标记。

（3）做好各种材料的进场报验和见证取样复试工作，材料未经验收合格严禁使用加工。

5.2 钻孔灌注桩施工过程的监理工作

5.2.1 验收钢筋笼

（1）钢筋进场后应按规定见证取样抽样复试，合格后方可使用。

（2）焊条应采用与主体钢材强度相适应的型号，并应符合现行相应标准的规定。

（3）钢筋笼应采用环形模制作，外形尺寸应符合设计要求。

（4）钢筋笼顶端应设2个起吊点，钢筋笼入孔位置容许偏差为：钢筋笼中心与桩孔中心±10mm，钢筋笼定位标高±50mm。

（5）钢筋笼主要受力钢筋接头采用焊接，在同一截面内的钢筋接头不得超过主筋总数的50%，两个接头的竖向间距不小于500mm。钢筋焊接应遵守《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18―2003）的规定，焊接长度为单面焊10d，焊缝厚度不应小于主筋直径的0.3倍，焊缝宽度不应小于主筋直径的0.8倍。焊接钢筋前端部提前加工一定弯折角度，以保证通长钢筋的同心度。焊接接头应按规定以300个接头作为1批，每批随机切取3个接头，经拉伸试验合格后方可组装钢筋笼。

5.2.2 桩孔检验

（1）工程桩施工前须先试成孔，数量不得少于1个。若试成孔的孔径、垂直度、孔壁稳定、沉渣等检测指标不能满足设计要求，应拟定整改补救措施或重新选择施工工艺。

（2）成孔应一次不间断地完成，成孔完毕经检查合格应尽快灌注混凝土。

（3）本工程设计桩长27.10m，多数桩体要求进入卵石-圆砾⑧层不少于1m。经与设计院确定，所有的桩包括电梯井基础底板下降部位均应保证有效桩长（27.10m）。

（4）成孔至设计深度后，会同有关各方对成孔深度等进行检查，确认符合要求后方可进行下一道工序的施工。

（5）在刚灌注完毕的桩旁成孔，其安全距离应大于4D，或最小时间间隔不应少于36h。

（6）清孔分两次进行，第一次在成孔完毕后立即进行，并进行钻孔深度的验收；第二次在下放钢筋笼前进行，确认预拌混凝土到场后安排第二次清孔，并检查底部沉渣厚度应不大于50mm。

5.2.3 钢筋笼安放隐蔽验收

钢筋笼起吊、运输和安装过程中应采防止变形，起吊点设在加强筋部位。在孔口上方应保证钢筋笼垂直，对护筒居中并匀速下沉，用水平仪抄测钢筋笼顶部标高至设计标高后立即固定。钢筋笼主筋的保护层允许偏差为±20mm，安装深度应符合设计要求并采取防浮措施，允许偏差为±50mm。

5.2.4 混凝土灌注检查

钢筋笼吊装完毕应进行隐蔽工程验收，合格后立即浇筑混凝土。水下混凝土须连续灌注，混凝土初凝时间一般不得超过4h。导管埋深宜为2～6m，严禁将导管提出混凝土表面。桩身混凝土灌注充盈系数控制在1.10～1.25；混凝土超灌高度要保证在1000mm以上，以确保有效桩长并保护桩头钢筋。每12h且不超过50m3须制作一组试件。此阶段应做好旁站及见证取样监理工作。

5.2.5 后压浆工艺检验

（1）督促检查施工单位及时做好开塞工作，使压浆管路畅通，开启压浆孔，劈裂桩底、桩侧混凝土，为压浆工作提供条件。检查开塞记录时不得遗漏。

（2）检查注浆施工时间及顺序，检查注浆控制采用注浆量和注浆压力双控法，督促施工单位注浆时做详细记录。

5.2.6 成桩后的各项检查验收及检测

（1）灌注桩工程全部完成后，应根据设计要求进行静载及动测试验检查，以确保满足设计及验收规范要求的桩基承载力及桩身混凝土完整要求。与业主、施工单位共同商定检测方案，检查桩基检测工作并收集检测报告。

（2）桩头清理完成后，对桩位偏差进行全数检查，对偏差较大的桩位需提请设计人员验收。

（3）检查所有混凝土试件试验结果，对达不到设计强度者应及时按规范进行钻芯取样试验，以取得试件的评定结果。

（4）核查桩基施工资料齐全后，组织桩基子分部工程的验收。验收由建设单位组织，设计、总包、桩基施工和监理单位参加，验收合格后应及时办理子分部工程验收记录和地基验槽记录。

（5）组织桩基单位与总包单位办理现场交接手续后，方允许进行下一步施工。

（6）及时督促桩基施工单位资料组卷，办理移交。

6、结语

由于灌注桩基础的特殊性和隐蔽性，其质量监理主要是依靠事前控制、事中控制、事后的检测和补救措施等。因此，监理人员必须全面详细的熟悉整个施工工艺流程，事先提出质量控制和检验标准，监督施工单位严格遵守和执行，从而达到预期的质量控制目标，为上部结构的施工提供良好的基础。

参考文献：

[1]GB50202-2002，建筑地基基础工程施工质量验收规范[S].

[2]JGJ94-2008，建筑桩基技术规范[S].