浅析钻孔灌注桩的施工工艺与质量控制

摘要：本文作者从工作经历出发，阐述钻孔灌注桩具有施工设备简单、工艺较复杂、隐蔽性大等特点。介绍了钻孔灌注桩的施工技术及质量控制要点，分析钻孔灌注桩施工过程中易出现的一些问题，并浅谈处理方法。

关键词：钻孔灌注桩 施工工艺 质量控制

现代生活中，随着高层建筑的越来越多，桩基础在建筑设计中已经是必不可少的基础型式。其中钻孔灌注桩以其对多种地质条件的适应性，施工设备简单、操作方便、承载力高、且在成桩过程中对四周土体无挤压效应的特点更是被得到广范的应用。在我们江苏范围内，钻孔灌注桩是在泥浆护壁条件下，利用桩机机械设备钻进、出土或排出泥浆形成桩孔，再安放导管进行水下混凝土灌注而成桩的方法。由于钻孔灌注桩的施工环节多，技术要求高，工艺较复杂，人为要素的影响较大，且钻孔及灌注混凝土均在水下进行，隐蔽性大，无法直观的对质量进行控制。故桩基施工人员应具备责任性强、工艺操作熟练、技术水平高等要求，有效避免钻孔泥皮厚、扩孔、缩径、沉渣、混凝土夹渣、断桩、斜桩、钢筋笼偏心、瞎桩、偏位等质量问题。以下从钻孔灌注桩的施工工艺出发，简析成桩过程中易出现的一些质量问题，引见一些控制桩身质量病害的技术办法。

1 测量放线及高程控制

现在的桩基施工单位大多数采用全站仪坐标控制的方法确定桩位平面位置。此道工序是桩基施工的基本，桩位一旦定位错误，就是桩身施工的质量再好也无效，故桩基平面定位时需采用X、Y坐标放线，然后再用极坐标法复核，这样可确保桩位放置准确。高程测量由建设方提供基准点，用水准仪测定引至桩基设备靠近桩孔的井口处，并在钻机上挂牌记录，以控制钢筋笼及混凝土的顶标高等。

2 钻孔

桩机就位前，需人工配合机械开挖护筒坑。护筒采用坚实不漏水的钢护筒，直径比桩径大200mm，护筒周围分层回填粘土并夯实，正常护筒埋设深度为2m，护筒的作用主要是保护孔口的稳定。往往一般施工单位均不太重视护筒的埋设，认为埋不埋护筒对成桩质量的好坏无太大的影响。其实这种认识是错误的，当桩孔形成后，在拔除钻杆、安放导管、下放钢筋笼、灌注混凝土时均影响到孔口，轻则造成孔底沉渣多、混凝土中夹渣，重则造成孔口土体大面积的塌方，造成废桩。更有甚者，因成孔时不安放护筒灌注混凝土时孔口土体塌方造成整个桩基机械倒塌，伤及人员造成安全事故。

桩基设备机械就位后，在技术人员指导下摆平放稳，保证钻机钻头竖直状态下对准桩位，确保施工中不发生倾斜、移位等影响施工质量的情况。我认为钻孔过程中最难控制的是护壁泥浆的比重，泥浆比重小，护不好孔壁，易缩径或塌方；泥浆比重大则泥皮厚，影响桩与土体的摩擦力。护壁用的泥浆应满足护壁要求，液面需不低于孔口0.5m，若护壁的泥浆胶体率低、砂率大，则不只护壁性能差，而且因其容重较大，势必产生沉淀速度过快的问题。普通来讲，当在黏土或亚黏土中成孔时，可注入清水以原土造浆护壁，控制排碴泥浆的相对密度在1.1～1.2之间；当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时， 应控制泥浆的相对密度在1.1～1.3之间；在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时，应控制泥浆的相对密度在1.3～1.5之间。施工过程中，应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标，使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度

3 清孔及安放钢筋笼

在终孔检查孔深达设计标高后，应迅速清孔，清孔采用换浆抽渣置换法，即往孔内注入相对比重小的泥浆逐步置换出孔内比重大的泥浆，保证孔底沉渣厚度达到相关请求(端承桩≤50mm、摩擦端承桩及端承摩擦桩≤100mm、摩擦桩≤300mm)，以免影响桩的承载力。有经验的施工单位在钻孔到达设计持力层未达设计标高前，就要对泥浆开始循环稀释来降低比重，以肃清泥浆中悬浮的砂子、泥渣。在安放钢筋笼、导管后仍要计量孔底沉渣，必要时采用真空泵经过管道伸向桩底吸走端部沉渣。此道工序中钢筋笼安放的顶标高的往往是施工单位忽略的一个环节，施工单位认为放的高一点没有问题，最多将来土方开挖后将高出标高的钢筋笼割除即可以了，总比钢筋笼低于设计标高要往上接方便。这样的认识很是普遍化，导致施工人员安放钢筋笼时不认真按照标高要求操作，只时大致焊两根吊筋吊住钢筋笼，只要不比设计要求的标高低就行了。这样的施工是极不尊重设计人员的要求，本身设计人员从节约造价出发，钻孔灌注桩中的钢筋笼就不全长配筋，只是大约桩身长度的1/3-1/2。施工单位安放钢筋笼时再将其标高随意上浮安放，就等于或多或少地减少了桩身中钢筋笼的有效长度，降低了桩基的抗折、抗弯性能，给整个工程留有安全隐患。正确的做法是先根据钻孔前引测的标高计算出焊接吊筋的长度，吊筋需2根，将钢筋笼对称地吊在桩机上，同时在钢筋笼的主筋上对称地插入两根?48的钢管，钢管上端抵在桩机上，以防止灌注混凝土时钢筋笼上浮。

4 导管法水下混凝土灌注

依照施工规范的规定，灌注混凝土前要彻底肃清孔底的沉渣，但在实践施工过程中，很难将沉渣彻底肃清，于是在浇灌第一斗封底混凝土施工时，混凝土的初灌量就显得非常重要。保证混凝土的初始灌入量有两个作用，第一需将导管底端埋没在混凝土面下1.0m以上；第二需依靠初灌混凝土的巨大冲击力，将孔底的沉渣彻底泛起到混凝土面上，避免孔底堆积的淤泥混入混凝土中。混凝土的初灌量依据孔深、孔径、导管底端距孔底的距离、泥浆及混凝土的比重计算而得。现在的施工均用商品砼，只需首批混凝土漏斗容积1m3以上即可，当漏斗活塞门提升打开后，罐车紧跟连续向漏斗中快速卸料，罐车内混凝土体积均达6m3以上，很能保证混凝土的初灌量。

由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的，先灌入的混凝土顶升于孔的上面，这样就容易呈现桩上部混凝土的强度低，中下段混凝土的强度高的现象。而钻孔灌注桩在接受垂直荷载压力时，以桩顶位置所受的压力最大，下部接受的压力相对较小。也就是钻孔灌注桩的成桩工艺与实践受力情况相反，故余桩高度的控制就显得尤为重要，余桩高度不足，容易呈现桩上段强度达不到质量请求的状况，正常情况下余桩高度不得少于2.0m。混凝土浇注施工中，若导管插入混凝土内过浅(

钻孔灌注桩有许多优点，但弊端也不少。首先施工环节多，工艺复杂，且隐蔽性高，成桩质量有可能遭到多种要素的干扰和限制，严重时会招致桩身承载力的明显降低，以至形成病桩、断桩等严重质量事故。其次，相对于成品预制桩施工周期长。再次，施工过程中产生大量的泥浆，处理不好会污染环境。万丈高楼平地起，钻孔灌注桩是工程的基础部分，在施工时应该特别注意保证质量，为了确保成桩质量和桩基工程的平安，必需对钻孔灌注桩的施工全过程进行严厉的质量控制和检测，发现问题及时采取措施予以弥补，整个施工过程都必须严格按规范要求施工。