钻孔灌注桩基础施工

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摘 要：钻孔灌注桩基础与其他桩基相比,因其施工成本低（在同等条件下最高可节约成本30%）且对施工作业场地周边环境及其地质影响较小；因而在地基地层属于第四系沉积物的沿海地区以及环境保护要求较高的城市地区（在城市地下管线密布区域,埋设较深的护筒可防止成孔振动对管线造成的影响）得到了广泛的应用.本文着重阐述钻孔灌注桩施工质量监控措施.

关 键 词：钻孔灌注桩施工质量控制监控措施

1.施工准备阶段质量控制

1.1选择施工承包商

钻孔灌注桩属于隐蔽工程,一般超声波检测只能起参考作用,而加载检测又要消耗大量时间,所以,要确保钻孔灌注桩质量,应从组织工作入手,做足准备工作.为此应在工程招标时就认真筛选施工承包商：对各投标单位曾从事的类似工程业绩、施工设备技术力量、施工人员技能及其工作责任心、施工管理水平,以及是否在承揽到工程后计划进行专业分包（如存在则必须对拟分包方进行能力评价,否则应予以禁止）.评标时在评审商务标的基础上应重点评定技术标,对低标价而其技术标中又无相应的、行之有效的降低工程成本的技术措施,事后对评标委员会的疑虑又无合理解释的投标方,应果断地按废标淘汰.

1.2选择建材供应商

钻孔灌注桩所需主要建材有钢筋、水泥、碎石、黄砂,所需辅助建材为电焊条、混凝土外加剂、水等.建材合格与否,将直接对钻孔灌注桩基础构成永久性影响,所以,业主在施工方确定后必须尽快落实相应的建材供应商,该项工作可由业主做,业主也可委托施工方来做,但必须（主要委托相应监理方）对施工方的相应行为进行全程监控.各建材供应商必须具有相应的合法有效的相关资质、和相应的供货能力,同时应着重考察其诚信程度（主要从合同履约情况和相关奖惩记录等来体现）.所供各类建材必须具有齐全、有效的质保资料和相应的准用证（如果必须的话）.在市区施工的钻孔灌注桩基础工程主要适用商品混凝土,故应对商品混凝土供应商的相关资质、、混凝土供应能力、质量检测设施、诚信程度进行认真审查后确认相应商品混凝土供应商.

另外,在施工方和建材供应商确认后,业主应协同设计和监理单位立即确认建材检测、钻孔灌注桩成孔检测及其混凝土灌注质量检测单位.该类单位的确认应至少包括：（1）资质等级及其监测范围是否能满工程的检测项目及其要求；（2）检测设备是否具有法定计量出具的合法计量鉴定证明；（3）组织管理制度是否健全（尤其在质控措施方面）；（4）从业人员的技能（从相应等级从业资格证书体现）；（5）诚信及廉洁程度（从奖惩记录体现）.

1.3施工技术及相应资料交底

应从以下4个方面进行交底工作：（1）组织施工图纸设计交底,认真熟悉设计图纸,使施工方透彻理解设计意图；学习有关施工、验收规范,掌握地质资料,核查有关灌注桩方面的资料.（2）进行施工组织设计审查（主要从审查该项目施工质量管理体系、技术和安全管理体系、质量保证体系等方面来体现）.（3）对灌注桩在施工过程中可能会发生的问题进行分析后制定相应施工质量标准、验收实施方案并进行交底.主要包括测量放线方案、以及成品保护方案等的交底.（4）进行施工过程资料记录交底.包括建材质量保证资料的收集整理,每根桩的成孔记录、钢筋笼制作与吊装记录、混凝土灌注记录等方面,以便有效地对桩基施工质量监控.

1.4施工材料质检控制

业主（监理）必须做到：（1）严格检查验收与钢材同期进场的钢材质量保证书,并立即现场监督取样复验,如发现实样有质量缺陷或与质保书不符的应立即清场；对不合格或检测结果未出来之前的钢材,严禁用于桩体；（2）成孔泥浆相对密度过小可能产生孔壁坍塌现象,过大轻则可能造成桩体夹泥沙,重则形成断桩；所以成孔泥浆的相对密度、粘度、含砂率、沉淀量（稳定性）、造模性等应根据地质勘察资料在规范允许范围内按设计要求通过试成孔确定；根据试成孔确定的泥浆配比选用专门制备泥浆、高塑性粘土、膨润土或就地取土配制.在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制.

1.5钻孔灌注桩测量定位放线

业主（监理）必须要求施工方在钻孔灌注桩基础开始施工前,根据设计提供的坐标及高程控制点对桩定位放线或设置不受施工影响的临时测量控制点,并提供完整的测量结果资料.业主（监理）对施工方提供的测量结果资料必须及时复核,复核无误后方可同意开钻施工,否则施工方必须重测后再次复核,知道测量结果符合设计要求为止.同时,业主（监理）应要求施工方对经复核无误的测量结果采取有效的保护措施并指令专人负责.

2.施工阶段监控

如果说施工准备阶段的资料控制属于事前控制（主动控制）,那么施工阶段则属于事中、事后控制（被动控制）阶段,是钻孔灌注桩质量形成的关键环节,施工期间的任何闪失都可能造成桩基质量的永久缺陷,而此时工程质量的保证取决于施工方的施工经验的技能及其责任心.

2.1成孔阶段质量控制

成孔是钻孔灌注桩施工中的一个重要环节,其质量如控制不好,则可能导致穿孔、塌孔、缩颈、桩孔偏斜,桩端达不到设计持力层要求、桩身夹泥浆以及断桩等,将直接影响桩身质量并造成桩承载力下降.故在成孔质量监控方面业主（监理）应着重监控：

（1）根据桩型、钻孔深度、地层地质情况、泥浆排放及处理等条件综合选定成孔机具及其工艺,对孔深＞30m的端承桩,宜采用反循环工艺成孔或清孔.另外施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上（在受水位涨落影响时,泥浆应高出最高水位1.5m以上）；如果钻进期间发生漏水漏浆,应采取以下措施：（1）因钻头碰碎上部管,应先封堵漏渗处,再重新开钻.（2）因孔壁土体松散不能形成孔壁,可加大泥浆粘度、减慢钻进速度；（3）因护筒下口漏水,可用粘土掺少量水泥在护筒外壁处夯实.

（2）正式施工之前必须进行试成孔,试成孔时施工记录必须全面详实.成孔结束后,应有有资质的专业检测方对试成孔进行定时检测：不同地层孔壁稳定性,泥浆的成分、相对密度、掺带沉渣性能及其稳定性（从不同时段的沉渣厚度体现）.

（3）为防止成孔期间发生穿孔、塌孔等质量事故,必须做到：（1）采取≥4d的隔孔施工工艺；（2）护筒按规定要求埋设,避免开钻后筒体倾斜、孔口土体坍塌、护筒沉陷导致水位下降；（3）钻具吊绳下放速度与成孔速度一致,避免孔中钻头摆动幅度过大造成四周孔壁受力不均；（4）避免成孔时间和孔壁暴露时间过长；（5）砂性土层护壁泥浆应具有一定粘度,能有效形成护壁泥皮.（6）钻进速度根据不同土质情况进行调整,砂性土层中钻进速度不得快于泥浆形成有效护壁泥皮速度；(7）按规定,在30m深度以内的以粘土为主的地层中钻较小孔径的桩时,可用清水提高孔内水头保护孔壁,否则应采用泥浆护壁措施.如果发生塌孔,可用事先储备的粘土和碎石（直径≤20mm）按5：1左右配比,回填至塌孔处以上0.5m处再重钻,若塌孔严重则可用小沉井方式进行处理.

（4）钻孔灌注桩成孔垂直精度达不到设计要求将导致钢筋笼和导管无法沉放.为确保成孔垂直精度满足设计要求,应采用以下措施：钻机应设导向装置（潜水钻钻头上应有≥3倍直径长度的导向装置,利用钻杆加压的正循环回转钻机在钻具中应加设扶正器）,为增加桩机稳固性而加大桩机支撑面积,不定期校核钻架和钻杆垂直度等,下放钢筋笼前做井径、井斜超声波测试.

（5）护筒定位后及时复测其位置及其与地层镶嵌的密实性.护筒中心与桩位中心线偏差应＜50mm,并防止钻孔过程中发生漏浆而污染环境.在成孔过程中自然地面标高会受影响,为准确地控制孔深,在桩架就位后,用经复核底梁标高,复测钻具的总长度并做好记录,以便在钻孔时根据钻杆在钻机上流出的长度来校验成孔深度.

（6）成孔时应小心提杆不得碰撞孔壁,否则第一次清孔后在提钻具时碰撞孔壁可能引起塌孔,这将可能造成第二次清孔也无法清除坍落的沉渣.在提出钻具后必须立即用测绳复核成孔深度,如测绳深比钻杆测深小,就要重新下钻复钻并清孔,不得强行下笼.同时还要注意测绳遇水伸缩（伸缩率最大达1.2%）现象.为提高测绳的测量精度,测量前应预湿后重新标定并在使用中经常复核.

（7）根据不同土层情况对比地质资料随时调整钻进速度能有效防止缩颈现象.对于塑性土层遇水膨胀造成缩颈：钻孔时应加大泵量、加快成孔速度.快速通过,并调整泥浆配比,在成孔一段时间后孔壁因形成泥皮不渗水而阻止膨胀.如出现缩孔则采取上下反复扫孔以扩大孔径.施工期间应经常复核钻头直径,如发现其磨损超过10mm应及时调换.

（8）清孔的目的是清除孔底沉渣,确保钻孔灌注桩的承载力满足设计要求.为把沉渣对桩基承载力的影响降到最低,可通过改善泥浆性能、延长清孔时间等措施来提高清孔成效.基桩成孔至设计标高后用钻杆进行第一次清孔,即抓紧时间吊放钢筋笼和沉放导管时处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩底,可能不被混凝土冲击反而成为永久性沉渣而影响桩基质量；故应在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔,当泥浆相对密度及沉渣厚度均符合上述要求后才可进行水下混凝土灌注施工.

2.2水下混凝土拌制质量监控要点

钻孔灌注桩所需建材（必须与跟单质量保证资料相符,否则禁止使用）中混凝土应选用水下混凝土：其粗骨料宜选用卵石或直径＜40mm（尽可能采用二级配）的碎石,碎石含泥量＜2%；含砂率在40%-45%,并以≤20%的活性矿粉替代之,以提高混凝土的流动性,防止堵管；为改善和易性和缓凝,混凝土宜掺外加剂.浅孔小孔径桩灌注混凝土初凝时间应≤4.5h,深孔大孔径桩灌注混凝土初凝时间≥8.0h.如果现场拌制水下混凝土,应加强计量设备精度、混凝土配比、添料搅拌程序、搅拌时间和混凝土坍落度等的监控,以避免因搅拌时间不足或过长而影响混凝土强度.

2.3钢筋笼制作与吊装质量监控

钻孔灌注桩的钢筋笼所需进场钢材、电焊条等应符合设计要求,且外观质量、规格、型号、数量等应与预检样品及其质保材料一致,否则禁用.钢筋笼的直径长度和制作质量（钢筋的对焊连接垂直度、焊缝长度及其饱满度、是否过焊烧筋,所用钢筋规格、数量,主筋及箍筋间距等）应按设计和施工规范要求验收.经验收合格的钢筋笼在吊放过程中,为减少钢筋笼变形并确保其垂直度,应在起吊点增设起吊杆以增加吊点受力面积,在增设的起箍筋（同钢筋笼直径一致并焊接在主筋上）上对称设置起吊点来调整起吊时钢筋笼的垂直度.同时应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,不合格的焊缝、焊口要进行补焊.钢筋笼吊放时不得碰撞孔壁,若吊放受阻应停止吊放并寻找原因,不得加压强制下放（这会造成塌孔、钢筋笼变形等）；○1钢筋笼未垂直下放,应提出后重新垂直吊放；○2成孔偏斜,应复钻纠偏,并重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼.

2.4灌注混凝土施工质量监控

灌注混凝土前业主（监理）必须检测孔底0.5m以内的泥浆性能（相对密度1.15-1.20,含砂率≤8%,粘度≤28s）.为提高混凝土灌注质量,灌注混凝土进度控制在混凝土初凝时间内,同时应合理地加快灌注速度,故应做好灌注前各项准备工作以及灌注期间各工序的密切配合工作.

导管使用前应检修、试拼装、并以0.6-1.0Mp水压力试压,合格后方可使用.陈放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以避免漏气、漏浆而影响灌注；确保导管底部至孔底间距在0.3-0.5m以利隔水栓顺利排出及灌注混凝土时挤出沉渣,桩径＜0.6m时可加大导管底部至孔底间距.导管在混凝土面的埋置深度一般应在2.0-5.0m,不宜大于6.0m和小于1.0m,严禁把导管底端提出混凝土面,必须随时掌握混凝土面标高和导管埋入深度,为此应安排专人测量导管埋深及其内外混凝土面高差记录.为避免钢筋笼上浮,在混凝土埋过

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2.5施工过程资料的监控

业主（监理）应督促施工方认真做好成孔记录、钢筋笼制作安装及混凝土浇注记录,并对施工记录进行审查：（1）成孔记录应真实反映泥浆性能特点,成孔时间,不同地层成孔进尺,钻杆垂直度,钻机稳定性,钻机性能,成孔检测结果等内容；（2）钢筋笼吊放记录应体现吊放时间,吊放顺利性,是否碰壁,连接垂直性等内容；（3）混凝土浇注记录中应有水下混凝土灌注时间,灌注连续性及其充盈系数,钢筋笼是否上浮,导管是否碰到钢筋笼,混凝土质量及其供应量,导管埋深,导管是否拔脱或二次灌注,是否堵管等内容.

3.结语

桩身质量监控主要在于成孔质量、控制钢筋笼的制作与吊装质量以及混凝土拌制与灌注质量,运用科学、实用的成桩工艺以及动态的组织管理措施确保工程质量显得极为重要；加强桩基工程检测只是被动的质量监控,保证钻孔灌注桩的施工质量关键在于组织管理；另外,现场管理人员要有高度责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,施工过程资料必须详实.只有这样钻孔灌注桩基的质量（承载力）才能得到保证.