钻孔灌注桩质量控制的要点及实用方法

【摘要】根据工程实践，总结了钻孔灌注桩施工的主要质量控制点及实用方法

【关键词】钻孔灌注桩质量控制方法

中图分类号：F253文献标识码： A

钻孔灌注桩具有单桩承载力大、省钢筋、造价较低、施工噪声小、无振动、适用范围较广等优点。但由于主要工序作业隐蔽，对其质量控制有一定难度，桩质量影控制要点有10多项，任意一个失控就造成成桩质量事故。

我国目前有关桩基施工质量控制标准已很明确，但涉及具体方法不多。由于各施工、监理单位管理水平不一样，质量控制标准很难全部落实，有的质量检验漏设，查方法不科学；有的施工现场技术人员控制方法掌握不够，操作不规范，使检查结果失真。本人在内蒙区域参加监理工作四年来，总结出钻孔灌注桩质量控制要点及其实用检查方法。

钻孔灌注桩施工按工艺分为成孔及清孔、钢筋笼制作及安装、混凝土搅拌及浇注三大工序。

1成孔及清孔

1.1测量定位

施工资源进场后，应监督施工单位的复测建设单位提供的基线和基点，确定无错误后再放桩位并用混凝土固定好，桩中心应将桩中心偏差小于10毫米，并做好标记，开挖护筒前应将桩中心线引到钢轨上，并做好标记，以便校对中心。

1.2度控制

平整场地后，垫木应铺设平稳牢固，钻机就位时，调好钻机的水平，并使钻机的车身、钻孔中心、桩位三点一线。在钻进过程中，宜每钻进2―4m用带垂直度测量仪的靠尺测1次钻杆垂直度，也可用水平尺测钻机卡盘水平，测量时应注意在相互垂直的两个方向各测1次。此两种方法操作简便快捷，精度较高，可及时发现并纠正垂直偏差(规范要求控制在1％以内)。

1.3钻孔深度

一般用带吊锤的测绳测量。测绳使用前应对其检查校测。对大直径桩应注意测量位置，应以桩边深度为控制深度。如在钻孔圆心附近测量时，应视钻头直径大小加深几十厘米控制，保证桩全断面长度。 对于端承桩或摩擦端承桩应保证桩端进入设计预定的持力层并达到要求深度。由于水下无法直接观察、岩(土)取样困难，如何在现场正确判别设计要求的持力土(岩)层的深度，成为控制桩端入

岩(土)深度的关键。桩的入岩(土)深度不足，甚至未进入设计要求的岩(土)层，是水下混凝上灌注桩的多发病之一；一般设计要求以中风化岩面为入岩深度计算基准，中风化岩上的强风化岩，其厚度有的可达数米，中风化岩与强风化岩有时在现场并不容易区分，有的施工人员使用看泥渣颜色或其他单一方法判别基岩位置，往往造成桩端入岩深度不足，有的甚至未按设计要求进入中风化岩。工程前几根桩 (含试桩)宜由设计、勘测、监理、施工单位技术人员到场共同确定判别标准。判别的主要依据：①依据工程地质勘察报告由于施工钻进中，条件较为复 杂，取样条件远不如工程勘探时准确，因此，应充分重视和发挥工程勘察资料在地质情况判别时的“导向”作用。工程前几根桩尽量布置在原有地质勘探钻孔位置，以便现场钻进情况与勘探资料进行比较；②依据冲出泥渣颜色、岩粒特性进行判别；③依据工程程钻进记录(钻进速度)进行判别。特别是钻头入岩层时，在钻机转速和加压相同情况下，钻进速度是区别入强风化岩层还是中风化岩层的有效指标。工程中应通过以上几种途径‘相互验证、综合分析，确定现场判别标准；切忌以单一依据，草率做出判别结论。这里例举国道109线内蒙古大饭铺互通区B桥桩基施工为说明判别过程。 桩径1000mm、1400mm，设计要求桩端入中风化岩1.5D。场地地质情况从上至下依次为：①杂填土厚1.4-2.7m，承载力标准值80kPa；②淤泥质土厚0.2―1.3m，承载力标准值60kPa；③粉质粘土厚2.7-7.4m，承载力标准值150―200kPa；④中砂厚3.0-6.5m，承载力标准值180―200kPa；⑤粗砂夹卵砾石厚8-12m， 褐黄色，承载力标准值200-300kPa；⑥强风化粉砂岩厚2m左右，暗红色，承载力标准值400kPa；⑦中风化粉砂岩厚3-5m，暗红色，承载力标准值 1000kPa；⑧微风化粉砂岩未钻穿，暗红色，承载力标准值1600kPa。

(1)首先根据地质勘察报告推测基岩面标高(精度一般在0.5―lm以内)。工程前3根桩选在原地质勘探钻孔位置。对其它工程桩，可根据地质报告提供的附近钻孔资料及地质剖面图，推测出基岩走向、标高。

(2)钻头接近基岩面时，应加强对随泥浆冲出的渣样的观察。当泥浆逐渐泛红色时，可判定为钻头开始进入强风化岩面，此时冲出泥浆尚无红色岩粒 (或有红色岩粒，但用手极易捻碎)，或有黄色砾石碎粒，表明钻头尚未完全进入基岩。再钻进lm左右，冲出泥浆中开始有红色碎岩粒，且质地较硬，用手不易捻碎，可认为开始钻进中风化岩层。

(3)在粗砂夹卵砾石层，钻进速度平均约为1.5―3rdh；在强风化粉砂岩层，钻进速度平均约为0.8―1.5m／h；进入中风化粉砂岩层，钻进速度显著变慢，仅为0.3―0.6m／h。

三者结合，可以很清晰地判别出中风化岩的位置，据此控制桩的入岩深度便十分可靠了。

应当注意，桩端进入持力层深度指桩全断面进入深度，具体说就是桩边测量的深度。但实际测量时受条件限制很难在钻孔边测量，这时，应注意测绳在钻孔不同位置带来的深度差异，即钻头进入持力层前后分别测量的位置应一致。如Ф1000mm的桩，在钻孔中测量比孔边要深30多cm，特别对入岩深度，这一差值就不容忽视了。

1.4清孔

沉碴厚度是影响桩基(特别是端承桩)承载力的重要因素。工程中一般要2次清孔，即终孔后第1次清孔，吊放钢筋后第2次清孔。

(1)循环方式的选择桩端持力层为粉砂层时，宜采用正循环清孔，因为反循环清孔排碴速度较高，较大的抽吸作用反使桩端附近的粉砂层应力松弛，使桩端阻力降低；桩端持力层为碎石、卵砾石层、岩层时，应选用反循环清孔。

(2)泥浆密度的控制清孔时泥浆应不断置换，在保证不塌孔的前提下，尽量降低泥浆的密度、粘度。清孔时泥浆密度宜为1.15―1.2。

(3)沉碴厚度清孔后沉碴厚度的测量方法，有吊锤测量、超声波、电阻检测等，其中简便常用的是吊锤测量法。方法是：用吊锤吊至孔底，轻触沉碴面，并记录深度；再牵绳使吊锤抖击孔底沉碴，使其液化，直至坚硬岩面(或其它坚硬土层)，再次记录深度。2次记录深度的差值即为沉碴厚度。当沉碴厚度较小时，可通过吊锤感触到孔底坚硬清爽的状况。

需要指出，沉碴厚度的检测不宜在二次清孔停水泵后立即进行，而宜以停泵后滞后5min左右的测量值作为控制。这是因为：清孔后至混凝土浇注前往往有几分钟的时间间隔，如果这时泥浆粘度过高 或含砂率过高，就会在这段时间孔底积起较厚沉碴或淤泥。建筑桩基技术规范规定：浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25，含砂率≤8％，粘度≤28s。就是为了控制沉碴，保证混凝土浇注质量。这样，就要求对泥浆的相对密度、粘度、含砂率三项指标“一桩一测”，甚至“一桩几测”；在实际施工时，操作费时，往往很难真正落实 在实践中，采用了二次清孔停泵后滞后5min沉碴厚度测量控制，此时测量的沉碴厚度如能满足规范要求，则泥浆的指标显然是满足要求的。相对应，混凝土应在停泵后5min内尽快开盘浇注。这一控制方法，目的直接，即模拟了清孔停泵到混凝土浇注时间间隔的实际状况，检测方便，控制可靠。工程实践中钻芯取样结果表明，采用停泵后滞后测量沉碴厚度控制的桩，沉碴厚度均很小，甚至几乎为零(桩端混凝土直接与基岩面接触)。

2钢筋笼制作与安装

除按《建筑桩基技术规范》JGJ94-94、《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2(X)2进行材料、制作、焊接等检查外，尚应注意以下质量控制点。

(1)桩侧混凝土保护层垫块，常用的有三种形式：①用短钢筋为轴的预制混凝土滚轮状垫块，滚轮半径为垫层厚度，钢筋轴焊接在钢筋笼的主筋上；②用弯起的扁钢焊接在钢筋笼上；③混凝土弧形垫块。从防锈出发，形式①、③更符合混凝土保护层的要求。

(2)钢筋笼下端宜焊加劲环、主筋不宜伸出，防止被导管钩住。较大直径的桩，钢筋笼下端主筋可向内弯起，以防止安装过程中钢筋笼碰坏钻孔壁，但其内径应大于导管接头处外径100mm以上。

(3)钢筋笼安放时应对准孔位，尽量减少碰撞孔壁。钢筋笼安放至设计标高位置后，应立即用卡环将钢筋笼固定在钢轨上，防止上浮。

3混凝土浇注

除混凝土配合比应满足水下浇注要求，水泥、砂、石、外加剂等材料要按照规定频率复试；混凝土搅拌按GB50204-2002进行控制以外，本工序主要质量控制点为：

(1)检查成孔质量合格后应尽快浇注混凝土。若因某种原因造成间隔时间过长，应重新清孔并重测沉碴厚度，合格后方可浇注混凝土。

(2)首盘混凝土应有足够的储备量，使混凝土埋入导管底部0.8m左右。

(3)导管的提升应由专人控制并记录。导管应埋人混凝土面下2―6m，严禁导管提出混凝土面。一旦因意外情况发生堵管或导管露出混凝土面，做好记录，事后进行补强处理。

(4)隔水栓实践中，有的采用直径与导管内径相同的橡皮球，充气后从导管置入，在首盘混凝土的压力下形成排水栓效果。橡皮球使用前应检查有无划痕，有划痕的不得使用；每3根桩应更换1个新的橡皮球。此方法适用于直径1000mm以上的桩。对较小直径的桩，可采用砂浆包作隔水栓。

(5)桩顶标高应浇至比设计标高高出至少0.5- 1m，并应根据桩径的大小、混凝土浇注速度的快慢，适当加大些富裕量，预防由于混凝土对桩侧土的挤压，造成桩面标高下降过多。

4控制效果

应用以上控制方法的工程，均取得良好效果，合格率达到100％。以国道109线内蒙古大饭铺互通区B桥桩基施工为例，共有钻孔灌注桩128根，其中Ф1000mm的桩90根，Ф1400mm的桩38根，持力层为中风化粉砂岩，地质条件前面所述。施工采用反循环泥浆护壁，工期为 38d。桩基完工后，进行桩基检测，做高应变检测13根，做低应变检测128根(100％)，做钻芯3根。检测显示：波形规则，波速分布在4162-4456m／s，桩身混凝土强度满足设计要求。钻芯检测表明：桩身完整，未见断桩和离析现象；桩身混凝土岩样强度测试满足设计要求。除1根桩有3cm沉碴外，其它桩未见沉碴(桩端直接坐落在红色粉砂岩中)；桩端持力层为中风化粉砂岩，岩样强度测试满足设计要求。

5结语

钻孔灌注桩质量控制关键在于做好施工前和施工过程中的动态控制，只要准备充分、方法得当、措施到位，就一定能够防止钻孔灌注桩容易出现的质量缺陷，发挥其经济、承载力大等优点，做出让业主满意、监理放心的工程。