水利工程中灌注桩施工质量控制

　　摘要：文章对钻孔灌注桩施工中的质量控制问题进行了阐述，并针对容易遇到的事故和问题提出了一些防范措施。
　　关键词：水利工程；灌注桩；质量控制
　　
　　钻孔灌注桩作为隐蔽性工程，在施工过程中内部质量是无法观察的。施工中的任何一个环节出现问题,都将会直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失。因此,必须防止在钻孔过程中及灌注过程中出现的施工质量问题。
　　1造孔过程中的质量控制
　　1.1采取排序隔孔的施工方法
　　混凝土灌注桩是先用机械钻进成孔，然后采用相应设计配比混凝土浇筑而成，造孔过程中利用优质黏土或膨润土制备的泥浆固壁和压力来平衡孔内径向压力，根据地质情况布置孔距，可有效防止孔壁坍塌和缩径。
　　1.2保证孔口定位准确，防止造孔偏斜
　　应反复核对孔口的设计尺寸，加固钻机地盘，避免钻机工作时左右摇晃，开钻及钻进0.50m之前反复检查和调整，其孔口位置偏差应不大于50mm。钻孔的垂直精度是满足基础承载力和结构稳定性及建筑尺寸准确性的关键工作，在钻进过程中随时对孔径、孔形及孔口位置及时检测。发生孔斜的主要原因是:①孔口定位尺寸有误差或钻机安装就位稳定性差；②地质情况发生变化，出现软硬岩石交替变化或孤石、漂石，使钻头受力不均匀；③钻机超负荷施压、钻进速度过快等情形。因此，在开工前必须认真做好准备工作，先将场地夯实平整，轨道枕木均匀安放，有条件时枕木下铺设30～50cm厚碎石；在复杂地层下钻时，勤检查孔口（内）中心偏差，若超出允许偏差范围，及时根据取芯或沉渣取样情况分析判明孔内偏斜原因。遇地层变化，发生孔偏斜时可用砂、黏土混合料回填至偏斜处以上1～2m，待密实后采用轻压慢进的方法纠偏。
　　1.3保证钻孔设计深度
　　是否按照设计要求钻进至相应地基是影响灌注桩质量的主要因素，而地基的承载力又取决于岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石饱和抗压强度，要及时取芯检验，如不方便取芯时，可参照邻近孔内取芯情况或用泥浆带上的岩屑和钻进情况综合分析鉴定。终孔深度的条件必须满足设计规范要求，通常测定孔深的方法为测绳法，锤（钎）与饼同时使用，大值为孔深底标高，小值为沉淀物标高，二者之差为沉淀物厚度。在使用时还要考虑测绳遇水后缩水的问题，在使用中要经常复核，提高测绳的测量精度。
　　1.4清孔与泥浆制备
　　清孔的主要目的是清除孔底的沉淀物，而超标的沉淀物厚度将会成为人为制造的“软弱夹层”，桩在上部构造物荷载的作用下将产生沉降，造成建筑物整体失稳现象。清孔通常分为一、二期，第一期是在该孔终孔时利用换浆法将留于孔底的岩屑、泥皮的沉淀物，利用泥浆悬浮作用清理干净。根据施工规范对泥浆的质量控制要求，清孔后的孔底比重应在1.10～1.20之间，含砂率小于4%，孔底沉积物厚度小于50mm。一期清孔后等待时间超过3.50h或钢筋笼吊放安置好后没有及时浇筑混凝土，应检测孔内泥浆指标和孔底沉积物厚度，各项指标不能达到规范要求，应立即采取相应的措施改善泥浆性能进行二期清孔，直至合格为准。鉴于泥浆在钻孔和清孔施工过程中的重要作用，泥浆材料应选用高塑性黏土或膨润土，其技术参数为：黏度测定18～20s；含砂率≯6%；胶体率≮90%，不同地质情况应采取相应的制浆措施，控制好泥浆质量是灌注桩工程施工的关键之关键。
　　1.5钢筋笼制作与孔内安置
　　钢筋笼对灌注桩的作用至关重要，制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径应符合设计图纸的规定。其Ⅱ级钢筋的力学性能应符合《钢筋砼用热轧带肋钢筋》（GB1499-91）的规定；Ⅰ级钢筋的力学性能应符合《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》（GB13013-91）的规定。钢筋在进场后应做拉伸(抗拉强度、屈服点、伸长率)和冷弯试验。钢筋在加工前，表面必须洁净，无油渍、水泥浆、铁锈等，钢筋在焊接前必须先做接头焊接试验，合格后方可正式施焊。如果钢筋笼的长度大于起吊设备的有效高度，钢筋主筋应按设计要求，分节制作。为了保证钢筋笼顺直，制作前应先将钢筋矫直，并按规范要求进行搭接焊。箍筋上统一标注主筋间距，保证主筋顺直。主筋焊接≮5d（双面焊）和10d（单面焊），在同一截面的1m范围内，主筋搭接数量≯50%。要求焊缝饱满，无夹渣，其长度、宽度、厚度满足规范要求，箍筋必须与主筋紧贴，不得悬空。钢筋笼的质量验收标准为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；笼长±50mm。起吊钢筋笼在主筋与箍筋连接处每隔２m左右对称设置4～6个吊环，并一次性起吊，以保证钢筋笼在起吊时不变形。吊放钢筋笼入孔时应对准孔位中心，保持垂直，左右旋转缓慢放入孔内，严禁强行冲击入孔，防止碰撞孔壁而引起坍塌和钢筋笼变形。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝，对不符合规范要求的焊缝、焊口要进行补焊，放至设计标高后，准确计算吊筋长度，牢固定位，控制钢筋笼的桩顶标高及钢筋笼上浮等。
　　2成孔过程中易遇到的问题
　　2.1缩径
　　较为有效地防治缩径的方法有:①实行严格的管理,钻机由有经验的机长专职操作,其它人员不得随意操作;②在钻到淤泥或淤泥质土层时,投入粘土泥膏,使钻机钻进压力减为零;③钻速减慢让钻机在无油压状态空转。为确保钻孔无缩径现象,在成孔完毕后应在易出现缩径现象的地层中扫孔一到二次。
　　2.2坍孔
　　为了防治复杂地层情况带来的坍孔问题,首先应认真审阅该工程地质勘察报告,对地层情况做到心中有数。若报告中未提及此类异常情况而导致施工过程中坍孔的话,则应分别对待。
　　在成孔过程中坍孔,其补救措施有二个:一是避开该桩位;二是回填原桩位,待密实后再钻进。在灌注过程中坍孔,其补救措施为:一是回填原桩孔,并在原桩附近补加梅花桩或扁担桩,合格即可。二是若工程质量要求高,不允许采用上述常规方法时,可用硬片石等将原孔全部回填,待其密实后,用冲击钻再重新钻进即可。防止泥浆稠度过低而造成的坍孔问题,只须加大泥浆比重到适当程度即可。一般泥浆性能指标取为:粘度为18s～22s,含沙量≤4%,胶体率≥90,比重为1.1左右。
　　2.3斜孔
　　为了防止孔斜,在钻进过程中需要保持钻速均匀或加重块。对于已发生倾斜的孔,需要扫孔纠正;若纠正无效,可在孔中回填粘土、块石等。偏孔在0.5m以上时需要重新钻进。
　　2.4沉渣与泥皮过厚
　　桩底沉渣是影响桩承载能力的重要因素,要求水下灌注桩底沉渣厚度不得超过30cm。但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求。其原因主要是由于泥浆性能不符合要求,只有当泥浆比重大于沉渣比重时,沉渣才可被返出孔口,但若泥浆比重过大,又会造成孔壁泥皮过厚,影响桩的承载力特别是摩擦桩的承载力。因此,正确地控制泥浆性能在钻孔灌注桩的施工过程中起着重要的作用。
　　3灌注过程中易遇到的问题
　　3.1导管堵塞
　　导管堵塞的防治:在组装导管时要严格检查,检查导管内有无局部内凸,导管连接处是否密封。搅拌砼时应严格控制混凝土骨料规格、坍落度和搅拌时间,尽量避免砼在导内停留时间过长。另外,灌注时也应避免导管内形成高压气囊而破坏导管的密封圈导致导管漏水。施工可在允许的导管埋入深度范围内,略为提升导管,或采用提升后骤然下插导管的动作来抖动导管的办法。如果仍不能消除,则应停止灌注.用长杆加以疏通。
　　3.2埋管
　　埋管经常发生在灌注过程中。导管允许埋入砼面下的最大深度与砼拌物流动性保持时间、砼的初凝时间、砼面在钻孔内的上升速度、导管直径等因素有关,当导管埋入砼面下的深度过大时,上面砼已初凝,使得导管内混凝土无法顺利流动就会发生埋管。时刻注意导管埋深的控制。准确测量砼面的深度位置和勤拆导管,一般砼面每上升4m～5m就可拆除相应数量的导管。
　　4结束语
　　灌注桩工程的整个施工过程都是在水下进行的，在施工之前要认真熟悉设计文件及相关的施工规范，加强施工过程中的质量管理，制定科学可行、有效的施工方案和有针对性的施工措施，把一切质量隐患消灭在萌芽状态。

《水利工程中灌注桩施工质量控制》

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