钻孔灌注桩设计与施工的质量控制要点

摘要：钻孔灌注桩作为一种较为常见的桩， 如何在施工中做到质量控制以及在设计中处理好单桩荷载承载能力和周围岩土的土的阻力，做到符合极限承载力要求。本文从具体的是根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力；二是竖向位移下桩的承载力来确定轴向承载力来计算桩身荷载。最后提出岩石的参数直接决定着桩基础的承载力和持力层的确定的结论。

关键词：钻孔灌注桩 设计施工 质量控制

引言

钻孔灌注桩灌注桩系是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，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。

一、钻孔灌注桩设计

1、单桩承载力的确定

由于桩顶要承担轴向力 横向力和力矩，也叫竖向受压、竖向手拉和水平承载力。其中，当有轴向何在作用下，不管受压情况还是受拉情况，桩周围土或者岩石的阻力不够大，发生了比较大的竖向位移，不适合继续承载，或者由于桩本身的强度不够大，导致桩构件本身发生破坏。所以，单桩的轴向承载力的确定就自然而然分成了两个部分来确定，一是根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力；二是竖向位移下桩的承载力来确定轴向承载力。采用设计的原则是 采取二者的较小值。关于根据桩周围的土（岩石）的阻力确定单桩承载力的方法我们稍后会做出详细的讨论。现在首先分析根据单桩承载力来确定轴向承载力。在水平荷载下，桩身的裂缝也需要控制，也要确定桩身强度 ，所以无论是为了获得轴向承载力也好，还是为了控制水平荷载下桩身裂缝的控制也好，都必须确定单桩承载力。

2、在铁路和公路桥梁的桩基础设计中，由于采用定值设计法，用的单桩轴向受压容许承载力[P]是经验公式。根据规范《地基设计规范》，钻孔灌注桩的单桩轴向受压容许承载力一是根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力；二是根据桩身承载力来确定轴向承载力。根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力是[P]=?UσfiLi+m0A[δ]

其中m0是钻孔灌注桩桩底承载力折减系数，按照规范表去查询，根据土质的较好、较差、差的三个主要程度、地面或局部冲刷线一下桩长和桩身直径取得相应的折减系数m0。[δ]是桩底地基土的容许承载力，根据桩的入土深度l根据相应深度来确定。根据桩身承载力来确定轴向承载力，根据混凝土结构设计原理，桩基础同时受到轴向力和弯矩同时作用，属于偏心受压构件，根据相应规范总结的公式来计算出轴向承载力。

3、 建筑桩基础的单桩轴向承载力

根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力 Puk=Psk+Ppk=UσqskiLi+αpskAp，Psk是单桩的总极限侧阻力标准值；Ppk是单桩的总端阻力标准值；U是桩身截面周长；qski是用经理初探比贯入阻力值估算的桩周第I层土的极限侧阻力标准值；Li是桩穿越第i层土的厚度；α是桩端阻力修正系数；Psk是桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值（平均值）；Ap是桩端面积。这里需要重点说明的是桩端阻力修正系数值。我们根据规范桩端阻力修正系数值可以看到桩入土 的深度与修正系数值有密切关系。可见钻孔灌注桩尤其是嵌岩桩，岩层参数的选取不合理会导致桩基承载力计算值与实际承载力的差异很大

4、考虑群桩作用 群桩共同作用本质上是承台和桩群以及土体共同作用，对于岩层，轴向压力作用下桩身可以说只有弹性压缩，而没有整体的位移，侧摩阻力就没有得到足够的发挥，，这种情况下可以认为群桩基础各桩的工作情况与独立单桩相同。当相邻的桩的中心距离大于六倍的桩直径时候，，桩底平面处压力分布图不会重叠，当桩的间距足够小，桩底平面处相邻桩的压力图将发生重叠，地基所受压力在数值上和其影响范围和深度都会明显加大。群桩基础的沉降量也会比独立单桩要大。具体计算方法要根据《建筑桩基础规范》去设计桩的承载力设计值去确定引进群桩效应系数。

二、施工质量控制要点

钻孔桩的施工要点：主要工序方法是1、场地准备。在旱地施工主要是平整场地和夯实场地，以防机座发生不均匀沉陷，倘若有浅水，则采用筑岛。岛面应该高出施工水位0.75米到1.0米。2埋设护筒当地下水位较高时候，埋设方法有填筑式和埋挖式，地下水位高确定填筑式。护筒直径要控制在大于钻头直径20cm—40cm之间。3、钻孔。根据地址条件选用合适的钻头和钻孔方式。应该采取防止发生塌孔德措施。通常除了采用泥浆护壁作为主要防踏孔措施之外，还要尤其注意预先做好护筒地面处的防塌孔措施。4、排渣。在钻进过程中应该及时排除钻渣，采用冲击式钻孔法时候，以及采用旋转式，都有不同的排渣方式。5、清孔。在钻孔达到设计的标高后，在灌注水下混凝土之前，应该清除孔底的沉渣，即清孔。根据套渣筒掏渣清孔适用于冲击的摩擦桩。根据吸泥清孔法，将高压空气经射风管射入孔底翻起沉渣，以及循环泥浆换浆清孔法。6、下钢筋笼和灌注水下混凝土。通常采用的方法是直升导管法，处理好混凝土的脱落度。另外，要注意施工时候导管的堵塞现象，导管也会经常漏水。

在水中修筑桩基础时，在水上修筑桩基础需要修筑承台。要注意控制水中的修建具体情况。在水中打桩，尤其要注意在施工期间要在水深3到4 米，或者在水深变化无常的游荡性河流中。或者在受潮的水面的水位变化达到数米的近海河流中，由于水深不能全部确定，所以在受潮水影响一天内水位变化数米的近海河流中，因为其水深不确定，一般采用搭便桥，在便桥中安装可移动的打桩机打桩。水中打桩的定位，首先是定位的问题，解决定位问题，因为在水中无法定位准确，也不能做到具体每个桩都精确定位，这样就会存在打桩有问题。实际施工中应进行施工钻探，了解岩层情况，避免桩基施工未到设计的持力层而影响桩基承载力。

三、总结的结论

根据地质勘探报告提供的数据及土质情况，对照现场实际土质来确定。在具体的设计中要考虑群桩效应以及考虑群桩放大效应，指出群桩抗压承载力设计值是由桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力；二是竖向位移下桩的承载力来确定轴向承载力来计算桩身荷载共同决定。 钻孔灌注桩主要根据两者的较小值来确定轴向承载力设计值，钻孔灌注桩作为一种较为常见的桩， 如何在施工中做到质量控制以及在设计中处理好单桩荷载承载能力和周围岩土的土的阻力，做到符合极限承载力要求。本文从具体的是根据桩周围土或岩石的阻力来确定轴向承载力；二是竖向位移下桩的承载力来确定轴向承载力来计算桩身荷载。根据不同的荷载传递方式，对设计合理选择类型，提出一定的构造措施。最后提出岩石的参数直接决定着桩基础的承载力和持力层的确定的结论。

参考文献：

[1]余亚斌 陈荣.毅岩溶地区桩基工程的全过程质量控制.广东建材[J] 2011(1)

[2]武春云.浅析钻孔灌注桩施工的常见问题及处理措施.山西建筑[J],2011(12)