浅论钻孔灌注桩的施工技术和质量控制

　　摘要：钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。
　　关键词：施工技术，施工质量，保证措施
　　引言
　　近几年，随着建设工程的发展，作为基础承载力普遍采用的一种形式—-钻孔灌注桩，在工程建设中得到了广泛的应用。并且，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。因此，在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。
　　1钻孔前的准备工作
　　钻孔前的准备工作主要包括桩位放样，整理平整场地，布设施工便道，设置供电及供水系统，制作和埋设护筒，制作钻孔架，泥浆的制备和准备钻孔机具等。
　　1.1场地整理
　　施工前，施工场地按不同情况进行处理。对于处在水中的钻孔桩基础都必须搭设施工平台，桩基处在旱地时，清除杂物后夯压密实即可。
　　1.2泥浆的制作
　　制浆前，先把粘土尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入护筒内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。
　　1.3钻机就位
　　埋设好护筒后，即可进行钻机就位，使用的钻机为卷扬机牵引式冲击钻和冲抓钻。就位时，只要使钻锥中心对准测量放样时所测设的桩位即可，其对中误差不得大于5cm.。
　　2钻孔灌注桩的施工技术
　　钻孔灌注桩施工法是采用钻机钻进成孔，在钻孔过程中，为防止孔壁坍塌，在孔内注入高塑性粘土或膨润土和水拌合的泥浆以及利用钻削下来的粘性土与水混合自造泥浆保护孔壁。同时这种护壁泥浆与钻孔的土屑混合，边钻边排出泥浆，同时进行孔内补浆。当达到设计深度后，进行清除孔底泥渣，然后安放钢筋笼，在泥浆下灌注混凝土而成桩。钻孔灌注桩施工方法如下：
　　2.1定位、设置护筒
　　护筒（视地质条件采用）用6mm-10mm左右的钢板卷制，其内径比桩身设计直径大200-400mm，并加焊吊环，开设一个溢浆口。先根据桩位中心标出孔位，挖好埋设坑，护筒埋设应垂直，护筒中心与测定桩位中心应重合偏差不得大于10mm。护筒周围粘土回填，并分层夯实，护筒上口高出地面，并满足孔内泥浆液面高度的要求。护筒长度一般在1.5m，特殊情况可加长使用。
　　2.2钻机就位安装
　　钻机就位调平应严格按照安装规程进行设备安装，钻机必须调平、稳固，钻机垂直度偏差应小于1%，其主动轴轴心线与桩位中心平面偏差不得大于50mm，钻架天车前沿中心、转盘中心、护筒中心必须做到三点一线。
　　2.3钻进成孔
　　①钻进方法：采用正循环回转钻进，泥浆护壁。终孔后用反循环法清渣。
　　②钻压：利用钻杆及钻头自重力加压。
　　③钻头：成孔钻头采用笼式合金钻头。
　　④钻进冲洗液：泥浆和清水。
　　2.4泥浆护壁、清除沉渣（采用泥浆循环的方式清除沉渣）、终孔验收
　　①泥浆循环系统设计和冲洗液配制：
　　泥浆池及沉淀的安排必须根据现场情况及道路布置情况进行安排，泥浆池容量应大于150m3，沉淀池容量100m3，循环沟断面不小于0.5m2，泥浆池及沉淀池尽量设置在不占桩位地方或已施工的桩位区。
　　泥浆作用主要是护壁和循环携带钻渣，泥浆配制与性能调整，以满足孔壁稳定为前提，尽可能降低含砂率，利于清孔和砼灌注。初定泥浆性能指标如下，以后适时调整：
　　比重：1.05～1.2；     含砂率：<5%
　　粘度：≤25S；     PH值：7-8
　　②终孔检测
　　终孔检测主要是检查孔深（桩底标高）等内容。由机台人员、质检员会同监理检查孔深要求桩孔允许偏差应符合下列规定：
　　桩孔直径偏差：<50mm桩孔深度偏差：<-200mm
　　桩孔垂直度：<1%沉渣厚度：<50mm
　　满足以上偏差范围各方签字后才同意终孔。
　　2.5钢筋笼制作与吊装
　　钢筋笼采用地面制作，吊车吊装的方式。
　　钢筋笼制作时，必须保证整体刚度，确保吊装过程钢筋笼不变形。同一截面钢筋接头不能超过主筋总数的50%，主筋的搭接、焊接应互相错开，主筋采用单面焊接，其焊缝长为10d，焊缝要平整、光滑、密实、无气泡、无包渣。
　　为保证主筋保护层厚度，钢筋笼每周边间距3-5m，应设置砼垫块，垫块厚度70mm。
　　钢筋笼吊装采用吊车，吊装时，应对准孔位，吊直扶稳缓慢下放，若遇阻力应正反旋转，不得猛冲猛放，防止碰撞孔壁。笼体下放到设计位置后，应立即固定钢筋笼。
　　2.6安装灌注导管
　　下导管时，必须对每节导管进行详细检查，导管内壁不得有杂物，连接部位必须加密封圈和黄油，一定要密封可靠，导管长度要与孔深相符合并提离孔底30-50cm。
　　2.7最后清孔
　　导管安装后，复测孔底沉渣厚度，若超出规定则采用泵吸反循环进行清孔。当孔底沉渣<50mm，泥浆性能满足规范要求即可停止清孔。清孔后由质检人员会同监理人员进行验收。孔深、孔底沉渣符合要求，记录有关数据，签字后进行砼灌注。
　　3钻孔桩工程施工质量保证措施
　　3.1成孔过程的质量保证措施及应注意事项：
　　（1）设置护筒时护筒内径应比冲击钻头直径大200～400mm；
　　（2）安装钻孔钻机：安装正循环钻机时，转盘中心应与钻架上吊滑轮在同一垂直线上，钻杆位置偏差不应大于20mm；
　　（3）在松软土层中钻进，应根据泥浆补给情况控制钻进速度；在硬层或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准；
　　（4）清除沉渣（用掏渣筒或泥浆循环）。
　　①开孔钻进，孔深小于4m时，不宜捞渣，应尽量使钻渣挤入孔壁；
　　②正常钻进，每进尺0.5～1.0m,应捞渣一次,每次捞渣4～6筒为宜;
　　③松软土层时效低于150mm时，应进行捞渣；
　　④每次捞渣后，应及时向孔内补充泥浆或粘土，并保持孔内水位高于地下位不少于1.5m。
　　（5）清孔、掏渣
　　①掏渣筒直径为桩孔直径的50%～70%；开孔阶段，孔深不足3～4m时，不宜掏渣，应尽量使钻渣挤入孔壁。
　　②清孔应采用泵吸或反循环方法，孔底沉渣应符合规定要求。
　　③清孔泥浆相对密度宜控制在1.10～1.25,粘度22～26s,含砂率小于6%。
　　④每钻进0.5～1.0m应掏渣一次，分次掏渣，4～6筒为宜，当在卵石、漂石层进尺小于5cm，在松散地层进尺小于15cm时，应及时掏渣，减少钻头的重复破碎现象。
　　每次掏渣后，应及时向孔内补充泥浆或粘土，保持孔内水位高于地下水位1.5～2.0m。
　　⑤孔壁土质较好不易坍孔者，可用空气吸泥机清孔。
　　⑥孔壁土质较差者宜用泥浆循环清孔，清孔后泥浆比重应控制在1.15～1.25之间，粘度≤28s,含砂率≤10%。
　　⑦必须及时补充足够的泥浆或清水，始终保持桩孔中浆面稳定。
　　⑧清孔后孔底沉渣厚度应符合灌注桩施工容许偏差的规定。
　　⑨清孔完毕，应立即灌注水下混凝土。终孔时，有关参数必须满足下列要求：
　　桩孔直径偏差：<50mm
　　桩孔深度偏差：<-200mm
　　桩孔垂直度：<1%
　　沉渣厚度：<50mm
　　满足以上偏差范围各方签字后才同意终孔。
　　（6）在粘土层钻进质量保证措施：
　　①可利用粘土自然造浆的特点，向孔内送清水，通过钻头冲捣形成泥浆。
　　②可选用十字小刃角形的中小钻头钻进。
　　③控制回次进尺不大于0.6～1.0m。
　　④在粘性很大的粘土层中钻进时，可边冲边向孔内投入适量的碎石或粗砂。
　　⑤当孔内泥浆粘度过大、比重过高时，在掏渣的同时，向孔内泵入清水。
　　（7）在砂砾石层钻进质量保证措施：
　　①使用粘度较高，比重适中的泥浆。
　　②保持孔内有足够的水头高度。
　　③视孔壁稳定情况边冲击边向孔内投入粘土，使粘土挤入孔壁，增加孔壁的胶结性。
　　④用掏渣筒掏渣时，要控制每次掏渣时间和掏渣量。
　　⑤遇孤石时可抛填硬度相近的片石或卵石，用高冲程冲击，或高低冲程交替冲击，将大孤石击碎挤入孔壁。
　　4结束语
　　由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，施工质量较难控制，这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对施工过程中可能会发生的一些问题进行全面分析，落实预防措施，做到科学组织，精心施工，严格管理，这些施工中常见问题是可以避免的。
　　参考文献
　　[1]《建筑施工技术》，卢循等，同济大学出版社，19992、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）
　　[2]全国监理工程师培训教材编写委员会编。工程建设质量控制［M］。中国建筑工业出版社，2000.

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