对灌注桩施工质量及施工工艺的讨论

　　摘要：钻孔灌注桩是一项质量要求高、施工工序多、同时需要在一个时间段内连续完成的地下隐蔽工程。在钻孔灌注桩施工过程中，经常出现由于施工工艺因素影响成桩质量的情况，本文分析了影响灌注桩质量的工艺因素并就如何加强其施工工艺进行了讨论。
　　关键词：灌注桩；质量；工艺
　　一、影响灌注桩质量的工艺因素
　　（一）成桩质量
　　1、桩孔直径对成桩质量的影响
　　从钻孔灌注桩的施工工艺来看，影响桩孔直径大小的因素很多，如钻孔直径、钻具同心度及级配合理性、回转离心力、冲洗液流速及流向、钻机的新旧程度、施工设备的安全质量以及地层情况等。在这些因素中，钻头直径的大小是影响桩孔直径的主要因素。
　　2、泥浆性能对成桩质量的影响
　　（1）泥浆的作用
　　泥浆在钻孔灌注桩施工成孔过程中起携带泥渣、平衡稳定孔壁、冷却钻头和冲切土体的作用。在混凝土灌注阶段、性能不好的泥浆的液静切力对混凝土面上升起阻碍作用，容易造成混浆、夹层桩以及断桩。泥浆的好坏是钻孔灌注桩施工中保证成孔成桩质量的关键因素。
　　（2）泥浆的性能指标
　　泥浆的性能指标是钻孔灌注桩施工的重要工艺指标，特别是对钻孔直径＞600mm，钻孔深度＞20m的桩孔的影响更大。它直接影响孔深、孔径、孔的垂直度以及混凝土灌注前的孔底沉渣的厚度。影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是密度和粘度，由于在多数地区的钻孔灌注桩施工中成孔时间短，地下水位埋深浅，所钻进的地层多为含水率饱和状态的土体，所以失水量指标不是主要影响因素，在施工过程中主要是控制泥浆的密度和粘度。在清孔阶段，随着上返泥浆含砂量的减少，应逐渐减小泥浆的密度，以利于下一步灌注混凝土。在混凝土灌注阶段要求泥浆密度值控制在1.25以下，密度小有利于导管（串桶）外混凝土面的上升。
　　（3）“自然造浆法”的使用情况
　　“自然造浆法”形成的泥浆是在钻孔灌注桩施工时所钻进的地层产生的粘土颗粒和粉细颗粒混合而形成的悬浮液，这种泥浆的稳定性很差，胶体率很低，失水量很大，含砂量很高，其性能是难以达到《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中规定的泥浆性能指标的要求。但这种泥浆能够满足有些地区的第四系淤泥、粉土、粘土、砂质土等地层的成孔施工的需要。但对于因孔壁易失稳而必须用膨润土泥浆或其它类型低固相泥浆的，则不要用“自然造浆法”，否则是难以顺利成孔，对成桩质量有直接影响。
　　（二）桩头质量
　　在钻孔灌注桩施工过程中，要想保证桩头的施工质量，则必须控制好最后一次混凝土的灌注量，桩顶标高必须符合设计要求，不得偏低，凿除桩顶表面浮浆后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计值。这就要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高（一般要求高出桩顶标高设计值500mm）。在实际施工过程中，超灌量不足，则直接导致桩的质量不能满足设计要求，造成质量事故。另外在开挖桩头检测时发现，由于桩顶混凝土与孔内的泥浆有直接接触，里面有时会裹有泥砂和浮浆等杂质，对桩头质量也产生极大的影响，所以在成桩前要对桩体四周做适当的围挡或防护，以确保桩头的成桩质量符合设计要求。
　　1、桩顶杂质混凝土产生的原因
　　桩顶混凝土中所夹的泥砂主要来自孔底沉渣、孔壁泥土和残留的泥浆中沉淀的泥砂颗粒。正常情况下，这些杂质应存留在混凝土面以上，但由于孔壁的不规整或孔径大小不均匀，浇注过程中混凝土面上升高低不一致，灌注中的上下活动导管（串桶）或导管（串桶）在混凝土中埋深过小等因素都可能使这些杂质裹进混凝土中而影响桩头的质量，所以在实际施工过程中，在混凝土灌注前一定要在导管（串桶）的缆绳上做好长度标识，以便施工人员控制标高，确保成桩质量。
　　2、防治措施
　　（1）严格遵守成孔规程，合理选择钻速、转速、泵量等施工参数；
　　（2）二次清孔要彻底，保证孔底沉渣满足规程要求；
　　（3）清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要求进行孔底泥浆取样，孔底500mm以内的泥浆密度<1.25,粘度<28s；
　　（4）在混凝土灌注过程中，尽量减少导管（串桶）的上下活动，导管埋深要在2～6m之间，严禁将导管拔出混凝土面；
　　（5）混凝土灌注过程中要安排专人负责测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，浇筑完混凝土后用专用工具检查混凝土面高度是否满足设计要求。
　　（三）混凝土的可灌性对桩身质量的影响
　　在钻孔灌注桩施工过程中，混凝土的可灌性对成桩质量有直接的影响。可灌性好的混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能。可灌性好的混凝土可有效地保证混凝土灌注的连续性和密实性。要配制出可灌性好的混凝土来保证桩身混凝土的质量必须做到以下几点：
　　1、制作混凝土的原材料必须符合设计要求，特别是水泥的掺量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的原材料必须经过检测复试合格后可投入使用；
　　2、混凝土的配合比要经过有相应资质的单位试配确定；混凝土外加剂要选择分散性能好的缓凝型减水剂，并通过试验确定其加量；
　　3、混凝土生产厂家必须具有相应的资质，混凝土的质量必须符合设计要求，并安排专人对混凝土坍落度等指标进行检验；
　　4、按设计及规范要求留置好混凝土试块，并保证取样的真实性。
　　二、如何加强灌注桩施工工艺
　　（一）严格控制混凝土的配合比。
　　1、水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，初凝时间宜不早于1.5h，宜选用标号在325以上的水泥。所选的水泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。要注意水泥的用量要达到规范规定的标准。
　　2、粗骨料宜选用坚硬的卵砾石和碎石，应优先采用符合要求的卵石。骨料最大粒径不应大干导管直径的1／6-1／8和钢筋最小净距的1／4，同时粒径在40mm以内。粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料宜采用级配良好的中、粗砂。
　　3、为提高和易性，混凝土中宜掺入外加剂，水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂和早强剂等。掺入外加剂前，必须经过实验，以确定外加剂的使用种类，掺入量和掺入程序。
　　（二）钢筋骨架
　　桩的钢筋骨架，应紧接在混凝土灌注前，整体放入孔内。如果混凝土不能紧接在钢筋骨架放入之后灌注，则钢筋骨架应从孔内移去。在钢筋骨架重放前，应对钻孔的完整性，包括孔底松散物的出现，重新进行检查。
　　钢筋骨架应有强劲的内撑架，防止钢筋骨架在运输和就位时变形，在顶面应采取有效方法进行固定，防止混凝土灌注过程中钢筋骨架上升。支承系统应对准中线防止钢筋骨架倾斜和移动。
　　钢筋骨架上应事先安设控制钢筋骨架与孔壁净距的混凝土垫块，这些垫块应
　　可靠地以等距离绑在钢筋骨架周径上，其沿桩长的间距不超过2m，横向圆周不得少于4处。或者采用其它有效方法以保证图纸要求的保护层得到满足。钢筋骨架底面高程允许偏差为±50mm。
　　钢筋骨架制作和吊放的允许偏差：主筋间距±10㎜；箍筋间距±20㎜；骨架外径±10㎜；骨架倾斜度±0.5%；骨架保护层厚度±20㎜；骨架中心平面位置20㎜；骨架顶端高程±20㎜。
　　（三）成孔过程中的质量控制
　　成孔是钻孔灌注桩施工中极其重要的一个环节，对其的质量控制，直接影响灌注桩质量并且会影响桩承载力。在程控过程中容易发生孔壁坍塌，怎样控制孔壁坍塌是程控的关键所在。
　　成孔过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。钻进速度过快，空钻时间过长，成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
　　防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬动和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于3小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。
　　三、结束语
　　钻孔灌注桩在建筑施工行业已被广泛应用，是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式，具有施工简单、易操作、承载力大等优点。但是钻孔灌注桩作为隐蔽性工程，施工过程无法观察，在施工过程中质量控制难度大，成桩后也不能直接开挖验收。因此，在施工之前要认真熟悉设计文件及相关的施工规范，制定科学可行、有效的施工方案和有针对性的施工措施。

《对灌注桩施工质量及施工工艺的讨论》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 对灌注桩施工质量及施工工艺的讨论

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-18116