钻孔灌注桩的施工及质量控制
时间：2022-10-20 11:02:12
摘要：结合钻孔灌注桩的施工技术，就钻孔灌注桩施工的质量控制，从钻孔、钢筋笼制作和吊放、混凝土浇筑三个施工环节作了认真分析，对施工中可能出现的事故因素从理论上科学的预防措施和处理方案，从而确保钻孔灌注桩的施工质量。
关键词：施工 质量控制
由于钻孔灌注桩的特殊性，混凝土施工质量不能直接观察，发生质量缺陷又难于修补，其质量优劣，与每道工序都相关，因而应抓好施工过程中的质量控制环节，认真对待每一个施工细节严格遵照施工技术规范，认真贯彻质量标准，落实质量岗位责任制和检查验收制度。现场管理人员要有高度的责任心，以防为主，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工，只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
1、钻孔过程中的质量控制
1.1 选择钻孔机械
根据地质勘探报告的地质状况，进行综合评价分析，结合成孔机械有性能，选用成孔机械。
1.2 采用隔孔施工程序
钻孔混凝土灌注桩是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身将对桩产生动压力，尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止塌孔和缩颈是一项稳妥的技术措施。
1.3 控制钻进速度
在砂土或回填堆积层钻进时，采用“慢速、小泵量、轻压、稠泥浆”钻进，发保持孔壁、防止塌孔；在黏土中钻进时，由于泥浆黏度大，钻头所受阻力大，宜用中速、大泵量、常压、稀泥浆钻进；在卵石、砾石层中钻进时，因土层紧密、坚硬，易引起钻具跳动、钻机（钻杆）摆动加大、钻孔偏斜等，宜采用“低速、大泵量、优质泥浆、轻压”钻进；在钻至基岩面时，因岩面有可能倾斜，宜“减压”钻进；在入岩一定深度后，则应改为“低速、大泵量、重压、稠泥浆”钻进。
1.4 合理选用护壁泥浆
在碎石等松散土质易塌地层钻进时泥浆比重控制在1.5左右，通过适当加大比重保证孔壁不塌孔；在一般地层、煤层和强中风化岩层钻进时泥浆比重控制在1.2左右。控制泥浆比重的同时要控制含砂率，含砂率过大时采取掺加黏土造浆，防止因含砂率过大导致泥皮过厚、沉渣过多的和钻具磨损过快，避免发生质量事故。
1.5 确保桩身成孔垂直精度
为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
1.6 确保桩位和成孔深度
在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中线偏差不大于50mm，并认真检查回填是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆现象。当钻进达到设计标高或达到设计要求地层时，应会同设计代表、监理工程师对孔深、孔位、孔径和孔型、土质类别、岩层的岩性进行检查、核对和判定，填写终孔检查证。在确认满足设计要求后方可终孔，进行下一道工序。
1.7 清孔质量控制
清孔时，孔内水位应保持在地下水位或河流水位上以上1.5～2m，以防止钻孔塌。清孔后孔低的沉渣厚度和空中泥浆的比重是主要质量目标，水下浇筑混凝土之前孔低沉渣厚度不得大于100mm，清孔后的泥浆性能指标为：含砂率小于4%，相对密度1.05～1.2m，黏度为17～20Pa·s。
2、钢筋笼制作和吊放质量控制
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利放下，沉放时不能碰撞孔壁，可在笼身上每隔2m于同一橫截面处对称设置4个钢筋耳环；当吊放受阻时，不能加压强行放下，因为这将会造成塌孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
3、混凝土灌注过程中的质量控制
3.1 混凝土配合比控制
选品种时优先考虑保水性较好的水泥（普通水泥、硅酸盐水泥），细骨料选中砂（细度模数宜控制在24～28范围内），粗骨料宜选择5～40mm连续级配的卵石。坍落控制在18～22cm，砂率在40%～50%之间，水灰比为05～06。为改善混凝土的和易性，应首先选木钙（属缓凝型减水剂）。对使用的泥砂石料，应做配合比试验，配制强度应设计要求提高15%，认真检查混凝土和易性和抗压强度及凝结时间，外加剂的掺量由试验确定水泥用量和得超过未掺外加剂水泥的用量的10%，且混凝土的水泥用量不得少于300kg/立方米，水泥的初凝时间为2h，混凝土的拌合时间是一般混凝土的1.5倍。
3.2 导管安装质量的控制
导管是灌注水下混凝土的主要工具之一，它的安装型号大小、位置对水下混凝土灌注质量成功与否起主要作用，因此导管下放前，应做封闭压水试验，在保证水头压力的情况下，各导管法兰盘接口处、垫圈处、导管补焊处不能有漏水。导管应放于钢筋笼中间，导管的长度应根据施工实际情况来确定，导管底部到孔底应有25～40cm的空间，孔口以上应有一节导管加漏斗的高度，一般不小于4m，以利于导管的拆除，并使导管内的混凝土有足够的压力。
3.3 首批混凝土浇筑控制
灌注桩施工是在泥浆液面下进行的，它的主要要求是不允许混浆与混凝土混土混掺，形成泥浆夹层。由于导管的管口埋在首批混凝土中的深度要大于1m，导管的孔口离孔底距离为0.3～0.5m，所以首批混凝土储量必须大于桩底部混凝土一次埋深1.5m所需的体积，宜取1.3的超灌量系数。开始灌注前，必须把隔水栓先放入导管，用铁丝吊在水面上，然后在其上灌注水泥砂浆和混凝土（加少量砂浆，避免粗骨料卡管），只有当料斗和导管中首批混凝土的储量满足上述要求时，才能剪断铁丝，使首批混凝土一次落入孔底，将导管的孔口淹没，形成隔层。隔水栓被导管内混凝土压出导管，以保证混凝土在无水导管中呈原状送到孔底。以后混凝土不断地通过导管的出口，进入首批混凝土的下面，把首批混凝土及其上面的泥浆顶托上升，逐渐把桩孔用混凝土填满。
3.4 控制钢筋笼上浮
在灌注过程中，当混凝土顶面距钢筋笼底部1m左右时， 使导管保持稍大的埋深，降低灌注速度，以减小混凝土从导管底口出来后向上的冲击力，待混凝土顶面上升到4m以上时，适当提升导管，使其底部高于钢筋笼底部2m以上，从而增加混凝土对钢筋笼的握裹力，然后恢复正常灌注速度，防止钢筋笼上浮。
3.5 灌注水下混凝土过程中的工程控制
水下混凝土地灌注应连续浇筑，不得中断，灌注速度要快，不得留施工缝，尽量缩短时间，保证在混凝土的初凝时间内完成。为了防止导管的机械故障，对水下混凝土应加入缓凝剂，同时对施工过程中的混凝土进行抽样，做混凝土试块取样检查混凝土的坍落度。严格控制拆除导管所耗时间，一般不超过15min，不能中途停工；在灌注混凝土过程中，随时探测混凝土高度，及时拆除或提升导管，注意保持适当埋深，导管埋深一般在2～4m之间，最大埋深不超过6m。混凝土拌制、运输能力要加强，以缩短混凝土的灌注时间。要随时测量并控制混凝土桩的顶面标高，应高出设计标高100～200cm，以免发生桩顶标高不够的事故。因此，当混凝土灌注到接近设计桩标高时，要严格地控制混凝土的数量。