浅谈水下灌注桩的质量控制要点

　　摘要：结合水下钻孔灌注桩的施工工艺，从钻孔和混凝土浇筑两方面探讨了水下钻孔灌注桩的质量控制措施，具体介绍了钻孔垂直度，钢筋笼制作和吊放，泥浆制备等质量控制要点，以保证水下钻孔灌注桩的施工质量
　　关键词：水下灌注桩；施工工艺；措施；
　　引言
　　桩基础是当地基浅层土质不良，浅基础无法满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时所采用的一种深基础形式。它具有能避免或减少水下工程、简化施工设备和技术要求、加快施工速度并改善劳动条件等特点。
　　1.施工工艺与控制措施
　　1.1成孔质量的控制
　　成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
　　1.1.1采取隔孔施工程序
　　钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打人桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。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坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
　　1.1.2确保桩身成孔垂直精度
　　这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。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测试。
　　1.1.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度。
　　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心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
　　虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1.2％，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。
　　为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，并描绘出钻进成孔时间曲线。当钻进粉砂层进尺明显下降，在软粘土钻进最快0.2m／min左右，在细粉砂层钻进都是O.015m／min左右，两者进尺速度相差很大。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径。
　　1.1.4钢筋笼制作加工及安放
　　①钢筋笼制作质量标准见下表
　　项目 主筋间距 箍筋间距 钢筋笼直径 钢筋笼长度
　　允许偏差mm ±10 ±20 ±10 ±100
　　②钢筋笼制作技术方法
　　A、钢筋笼制作前应清除钢筋表面污垢、锈蚀，钢筋下料时应准确控制下料长度，制作场地保持平整。
　　B、钢筋笼分段制作加工，单节长度视实际情况制作。
　　C、钢筋笼焊接按设计要求选用适合焊条，焊缝宽度不应小于0.7d,厚度不小于0.3d（d为钢筋直径）。
　　D、钢筋笼焊接过程中，应即时清渣，钢筋笼两端的加强箍与主筋应全部点焊，必须焊接牢固，其余部分按设计要求进行焊接。
　　E、钢筋笼主筋连接根据设计要求，采用单面焊接，焊缝长度≥10D，且同一截面接头数按≤50%错开。
　　F、保护层垫块设置按竖向每2m（紧邻加劲箍筋处）设一道，每一道沿圆周均匀布置4个，最顶一道若在护筒内，可适当加密布置。
　　G、成型的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的地面上，堆放层数不应超过2层。
　　③钢筋笼安放
　　A、钢筋笼安放采用吊车配合吊装。
　　B、钢筋笼下放时，应对准孔位中心，采用正、反旋转慢慢地步下沉，防止碰撞，放至设计标高后，将吊筋用钢管横挂在孔口护筒或焊固在机架底盘。
　　C、钢筋笼安装入孔时和上下节笼或钢筋笼对接施焊时，应使钢筋笼保持垂直状态，对接钢筋笼时应两边对称施焊。对接施工焊完毕，需进行中间验收合格后方可进行下一节钢筋笼安装。
　　1.1.5灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔
　　清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保“成孔”质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：一般地层粘度17—20s；含砂率不大于4％、胶体率不低于95％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性粘土或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。
　　灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1.10—1.20，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。
　　1.2成桩质量的控制
　　1.2.1为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，按设计配合比和配料通知单检查商品砼质量，实测砼坍落度，如发现实样与设计配合比不符，应作退场处理。并抽查搅拌站的原材料送检，对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质)，严禁用于混凝土灌注桩。
　　1.2.2钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝土的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度，因此，现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。
　　1.2.3为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度，混凝土坍落采用18cm—22cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋入深度，开始浇筑混凝土时，导管底部距孔底的距离宜为0.3-0.5m，导管埋入混凝土深度宜为2-6m，，严禁把导管底端提出混凝土浇筑面，并应控制提拔管速度；当灌注至距桩顶标高5m—8m时，应及时将坍落度调小至14cm—18cm，以提高桩身上部混凝土的抗压强度。
　　在施工过程中，要控制好灌注工艺和操作，抽动导管使混凝土面上升的力度要适中，保证有程序的拔管和连续灌注，升降的幅度不能过大，如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁，导致孔壁下坠或坍落，桩身夹泥，这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中应每灌注5m³左右测一次混凝土面上升的高度，确定每段桩体的充盈系数，《建筑施工操作规程》桩身混凝土的充盈系数必须大于l.0，同时要认真进行记录，以便后续桩基检测提供参考。同时应控制好最后一次灌注量，超灌高度按设计要求或0.5m-1.0m，以保证剔除浮浆后暴露桩顶混凝土强度达到设计要求。
　　2.水下灌注桩施工注意事项
　　2.1地质复杂的应按设计要求进行超前钻，为桩基础施工提供参考依据。
　　2.2根据设计，必须先进行场地平整或软基础处理，保证桩机稳定作业。
　　2.3声测管按桩基础检测要求和设计要求的桩号埋设，并密封好管口，避免堵塞。
　　2.4泥浆质量是钻孔桩成孔和护壁的重要条件，泥浆材料应选用优良粘质土或膨润土，实验室要对泥浆各项指标经常检测。
　　2.5灌注水下砼时要落实备用应急方案，包括备用发电机、吊车、砼搅拌车、砼输送泵泵管和商品砼搅拌站的支援等，并应确保运输道路畅通。
　　2.6钻孔过程中，应经常检查钻头磨损程度，及时补焊，确保成孔桩径。
　　2.7桩基检测结果不允许出现C(Ⅲ)类桩，过程控制尤为重要，否则，应通知设计进行处理方案。
　　2.8施工中应注意会否碰到溶洞，确保施工安全。
　　3结语
　　在灌注桩施工过程中，严格按施工工艺方法及要求施工，按工序进行质量控制，坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法，不同的施工方法其效率和质量有很大的差异。施工时应从施工方法着于进行预先控制，提高和完善管理水平，健全质量管理制度，提高质量意识，树立质量第一和预控为主的观念，不断更新质量理念。
　　参考文献
　　1.黄建勋.钻孔灌注桩的质量控制要点及方法[J].科技创新导报,2008,(26).
　　2.李声平.钻孔灌注桩施工管理控制[J].广东科技,2008,(14)．
　　3.钱风成，浅谈钻孔灌注桩施工质量控制要点[J]，中国西部科技，2008年第23期

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