钻孔灌注桩的施工控制

摘要：钻孔灌注桩在建筑工程的应用已越来越广，钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目施工，质量控制相对困难，若出现问题，将会影响整体工程的开展，甚至埋下安全隐患。因此施工前应做好施工组织设计，全面考虑施工过程中可能出现的各种问题并分析解决办法，提前做好应急预案；施工中严格按照计划和相关规定执行，合理安排各工序的进度，做好工序间的衔接，这样才能从根本上确保钻孔灌注桩工程按质按量的完成。

关键词：钻孔灌注桩；控制措施；预防；质量控制

中图分类号： U443.15+4 文献标识码： A 文章编号：

前言

随着我国经济建设的快速发展，孔灌注桩作为一种常见的桩基础形式，由于具有承载力大、占用场地少、施工速度快、相互干扰小等特点广泛地应用于各个建筑工程领域。但由于钻孔灌注桩的技术要求高，施工环节较多，工艺较复杂，需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注，无法直观的对质量进行有效管理，人为因素影响较大，但如果施工质量保证措施不完善，发生违规操作，就容易出现质量问题，造成灾难性的后果，或给工程留下安全隐患。为此需要对钻孔灌注桩施工全过程进行有效的质量控制，保证工程项目的施工质量。

1工程概况

本地某商住楼为 18 层高，其占地面积为4680m2左右；该工程的基础设计采用直径ф1800mm和ф1500mm二种型号的钻孔灌注桩，根据地质勘察揭露，最长的桩长达 45m，水下混凝土 C30。针对该项目的施工，控制好钻孔灌注桩的施工质量是非常关键的。因此，为确保本项目的桩基础达到设计要求，特制定以下的施工方法并简述施工过程中取得的经验。

2钻孔灌注桩的施工控制

2.1钻孔桩施工的操作工艺流程

桩位放线定点埋设桩护筒（高度 1.5～2m）桩机就位（设泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣）清孔安放桩钢筋笼骨架（安装超声波检测管等）第二次清孔（泥浆检测要求）灌注水下混凝土桩基检测

2.2关键工序的把关及质量缺陷的控制措施

2.2.1钻孔桩的持力层（土质类别）鉴别和成孔检查，对桩基质量的关键性作用

⑴孔桩基底持力层（土质类别）的鉴别。现场施工管理人员及桩机负责作业人，应时刻高度重视做好钻孔及其土层的判断分析工作，当钻进持力层时，应立即汇报项目部，并通知监理工程师确认判别，进行现场的取样，根据渣样及地质勘察报告进行对比分析，符合要求后，按不少于设计桩长入岩深度确定终桩。

⑵孔桩成孔检查。成孔后，灌注混凝土前，应重点检查桩的沉淀（渣）厚度、孔形、孔径、孔深及坚直度、泥浆的稠度（相对密度指标）。在上述的有关要求符合标准后，上报监理工程师验收确认后，才准浇筑桩混凝土。

2.2.2钻孔灌注桩水下混凝土的施工

该工艺是孔桩成桩的最后一道工序，也是保证基桩本身质量的最关键环节。

⑴水下混凝土施工时采用刚性导管进行灌注，导管使用前应进行必要的水密、承压和接头抗拉等试验，并在灌注前检查导管接口连接的严密性和牢固。本工程导管采用内径ф300，两端焊有法兰盘的钢管（但最下一级导管的下端无法兰盘），采用螺栓连接，法兰盘之间垫橡胶圈密封隔水。导管内壁要顺直、光洁、圆滑和无凹凸变形，管径应一致。

⑵水下混凝土施工前，必须再次探测孔底泥浆沉淀厚度，如符合要求，立即进行混凝土灌注。如果泥浆的稠度大于规定，应再次清孔，但应注意孔壁稳定，防止塌孔。混凝土运至施工点时，应检查其均匀性及坍落度，杜绝不合格品的投入使用。

⑶施工应做到以下的注意事项：确保导管埋入混凝土不少于 2m，施工过程中应确保紧凑、连续地进行，严禁中途停工。应经常测量导管外水下混凝土顶面的高度，控制导管在混凝土的埋深。

随着灌注高度的上升，及时提升导管；并确保导管在整个提高及拆管的过程中，导管的端部始终埋入管外混凝土 4～6m。严禁导管提升过高，拨出混凝土的顶面，造成断桩等事故的发生；或因导管提升过小，埋入混凝土过深时，造成塞管。混凝土灌注时，应随时上下抽动导管，确保水下混凝土的密实性。最终混凝土灌注高度应比设计桩顶标高高出 1.0m 左右。增高部分的桩头因含有浮浆渣层在基坑开挖时凿除。

2.3灌注桩质量控制及灌注事故的预防

灌注水下混凝土是成桩的关键工序，但由于水下施工，工艺复杂，易发生埋管、卡管、导管进水，坍孔、断桩、钢筋笼上浮等质量事故，造成较大的损失。作为现场施工管理人员应该高度重视。首先要制订详细、周密的预防、处理施工方案，并配备必要措施的应急设备。在桩灌注施工过程中，施工单位的质量员应该进行全过程的施工控制，并建立一套可行性的质量保证体系，项目部要做到统一指挥、密切配合，快速、连续施工。如出现事故，应立即启动质量事故分析处理程序，项目总工该立即组织有关调查小组，进行分析其发生的原因，采取合理的技术措施，及时设法补救，减小损失，在其施工过程中，按照质量控制的有关程序并作好协调的工作。

混凝土灌注时应随时上下抽动导管,确保水下混凝土的密实性。最终混凝土灌注高度应比设计桩顶标高高出不少于 0.80m。

以下例举钻孔灌注桩易出现的施工质量缺陷，并对其进行产生质量缺陷的原因及使用的防治方法进行归纳及分析。

⑴桩底地基承载力不足

原因：桩端没有支承在持力层上面。

防治措施：这种情况一般出现在复杂地层，这种地层一般最好做抽芯检验，如不能成孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况（一般钻进微风化岩时，钻头不憋钻，主动钻杆振动不很厉害，钻进声音感觉较好）、工程地质资料进行综合考虑。

⑵钻进中坍孔。在钻孔过程中，如果钻孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，就表示已坍塌孔。

原因：在松散粉砂土或流砂中钻孔时，或地质不详，存地着小型融洞的情况。

防治措施：选用优质黄泥制作黄泥浆，也可投入粘土掺片石或卵石，低锤冲击，将粘土膏、片石卵石挤入孔壁稳定孔壁。保持孔内泥的比重、粘度。

⑶缩颈（孔径小于设计孔径）

原因：在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，或在地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。

防治措施：成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀，如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。

⑷桩底沉渣量过大。

原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。

防治措施：①认真检查，采用正确的测绳与测锤。②一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底 0.4m，在胶管上接泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点：及时有效地保证桩底干净。

⑸钢筋笼上浮

原因：①当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端与钢筋笼仅有 1m 左右的距离时，由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮。②由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大，其上层混凝土因浇筑时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼的上移。防治措施：①改善混凝土的流动性能、初凝时间及灌注工艺。②灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇筑标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端 2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。③当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇筑，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇筑，上浮现象即可消除。④可从钢筋笼自身的结构及定位方式进行考虑：适当减少钢筋笼下端的筘筋数量，可以减少混凝土向上的顶托力；钢筋笼上端焊固在护筒上，可以承受部分顶托力，具有防止其上升的作用；在孔底设置直径不小于主筋的 1 道～2 道加强环形筋，并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼的底部，实践证明对克服钢筋笼上升是行之有效的。

⑹断桩与夹泥层

原因：①泥浆过稠，增加了浇筑混凝土的阻力，如泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管仍不起作用，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层。

②灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下沉也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：当导管堵塞时，一般采用上下振激法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很浅，极易提漏；因泥浆过稠，如果不易估算或测混凝土面，在测量导管埋深时，对混凝土浇筑高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离混凝土面，也就产生提漏，引起断桩。③灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，且随着时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，堵管与导管拔不出来，引发断桩事故。④导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔出后混凝土不能及时冲填，造成泥浆填入。⑤另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。⑥坍塌，因工程地质情况较差，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深且难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。

防治方法：①认真做好清孔，防止孔壁坍塌。②尽可能提高混凝土浇筑速度：开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力；快速连续浇筑，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防止导管堵塞。③提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程。④灌注水下混凝土前检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

⑺钻孔偏斜。成孔的垂直度不符合要求，存在着斜桩而影响钢筋笼的下笼难度，孔桩的承载力。

原因：①钻孔中遇有较大孤石或探头石。②在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进，或在粒径大小悬殊的卵石中钻进，钻头受力不均。③扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。④钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷。

防治措施：①钻机的底座水平、转盘、起重滑轮轮轴，固定钻杆的卡孔和护筒应中心垂直重合。②在有倾斜的软硬地岩层施工时，应适当向孔内抛石或回填片石等再钻冲。在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔，使孔垂直。③对于偏斜严重的桩孔，应回填砂粘土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。

3结束语

钻孔桩质量控制的关键环节在于地基承载力的鉴定，审查混凝土施工工艺是否合理，掌握桩缺陷的防治措施。这样才能有效实施钻孔桩的质量控制，确保工程质量的实现。钻孔灌注桩施工技术在桥梁及房屋建筑工程基础的应用效果好，已取得了显著的成绩；不但能促进加快施工进度，保证工期，而且确保工程质量。钻孔桩以其设备简单、操作方便、工艺成熟先进，对于安全文明施工、产生的噪声低、穿透能力强；并且能将水下施工转化为地上施工等优点。为此，土木工程的基础形式采用钻孔灌注孔将越来越受到欢迎，已得到广泛的应用。

参考文献

［1］彭朝发．钻孔灌注桩施工质量分析与控制案例［J］．山西建筑，2010．

［2］袁金伟．钻孔灌注桩事故原因分析及其质量控制［J］．山西建筑，2010.