浅谈超长型钻孔灌注桩施工质量控制要点

来源:用户上传      作者: 范建棋

　　一、工程概况：
　　1、工程简介：
　　本人所监理的工程项目为某商住楼A、B幢。商住楼工程建筑面积：21716平方米。占地面积：1974平方米，长84米，宽23.5米。框架十一结构，建筑高度：36.6米。工程造价：3152.36万元。合同工期360日历天。工程按三级抗震七度设防，商住楼A、B幢工程采用正循环回转钻孔灌注桩。总桩数为262根，单桩设计直径900毫米，桩长37～40米，而试打桩后桩长定为39米，持力层定为进入强风化1.2米，施工时应以桩底标高和进入持力层深度双控。单桩单柱、双桩单柱受力模式，桩基砼强度等级C25，钢筋主筋采用10Φ22毫米通长，加劲箍为Φ18毫米@2000。螺旋箍筋为φ10@250。
　　二、钻孔灌注桩施工质量控制措施：
　　商住楼工程按照三个阶段进行质量控制，即钻孔阶段质量控制，钢筋笼制作安装阶段质量控制，砼灌注质量控制。
　　（一）钻孔阶段质量控制：
　　1、桩位放样控制：
　　根据商住楼A、B幢桩基设计平面图，用经纬仪放样定点，测出桩基轴线与桩位，并将轴线引至四周不易破坏地点，便于复核桩位，桩位打上木桩用红漆写上桩号，并设四个辅助桩，以便准确埋设护筒并检查。桩位放线后会同甲方代表，现场监理工程师对轴线，桩位进行复核，并记录签证好放线数据备案。
　　2、施工机具定位控制：
　　施工机具在施工之前必须试行运转，成孔设备就位必须平整稳固，确保在施工中不发生倾斜，移位，应检查钻机的天车、滑车，转盘中心是否在同一垂直线上，并与护筒中心线的偏差小于10毫米，必须校验主动钻杆的垂直度。
　　3、埋设护筒控制：
　　成孔采用 护筒定位，护筒内径比钻头直径大100毫米，用4毫米厚钢板制作，高度为1.8米。护筒在上、下端和中部的外侧加焊直径10毫米的箍筋增加强度。护筒顶端开有2个缺口，护筒埋设用挖埋布设。挖护筒坑直径不宜太大，一般比外径大50－100毫米。坑挖好后，将坑底整平，然后放入护筒，经检查位置正确，筒身竖直后，四周即用粘土回填，分层夯实，以不漏为准，并随填随观察，防止填土时护筒位置偏移，埋设时用十字叉法使其与桩位中心偏距控制在20mm内。要特别注意护筒埋设位置要准确，护筒埋好后复核校正，使护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm。护筒口必须高出地面200mm左右，但必须保证筒口不得超过枕木面。商住楼信辉豪园A、B幢工程在护筒埋设过程中5根桩遇地下障碍物。旧基础条石深度均在2米至3米之间，为了安全起见均采用人工砼护壁。
　　4、成孔：
　　商住楼A、B幢工程成孔采用正循环回转钻进施工技术，通过地质钻探资料得知该工程土层6个层次，至上而下依次为填土层、轻砂质粘土、淤泥、粉质粘土、砂质粘土、强风化岩。根据不同层次的土质结构、钻孔作业选择不同的转盘转速和进层进行控制宜用刚性较好的法兰，牙嵌式钻杆，钻头长径比为1.5、使用切削刃锋利。开孔时应轻压慢转，及时加入重块，降低钻具重心，为较好地扶正防斜、的钻头。钻进中随时监测孔斜情况，发现孔斜超差时，将钻具提高孔斜段2－3米，用“吊磨法”进行纠斜，并使用配重块，加大钻头部位重量，钻头侧刃应用锋利刀片，以增加导正效果，同时控制钻具下降速度，以利修孔导正，成孔过程中发现3根桩纠正无效，于孔中局部回填粘土至偏孔0.5米以上，重新钻进。
　　5、分层钻进技术：
　　针对本工程地质特点，对不同的土层采用不同的钻进方法。
　　6、孔径控制：
　　（1）为了减少因钻头晃动而产生超径，应使用同心度好的钻头和钻杆，钻头直径等于设计桩径，外出刃20毫米。
　　（2）发现提上钻具有阻力的孔段要及时反复扫孔，清除缩径。
　　（3）钻进时，认真测绘桩径剖面图，及时调整钻头外径，确保桩径符合设计规范要求。
　　7、泥浆护壁：
　　在钻进过程中，根据地层不同情况，保持一定的静水水头压力，按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，利用地层粘土，自然造浆，泥浆稠度不能满足要求时，选择造浆力强，粘度大的粘性土进行造浆，以得提高泥浆稠度，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。
　　替换泥浆的主要功能在于清洗孔底，携带和悬浮屑，渣土，保护孔壁，而泥浆的最大特点是：替换过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，在替换停止时，泥浆能很快转为溶胶状态悬浮岩屑，防止岩屑过多的沉淀而引起孔内事故。在施工过程中，由于下放钢筋笼，下导管等工序，其中各工序的间隔时间较长，孔内泥浆中的无用固相即岩屑较多，在自重作用和离析过程中容易产生沉淀，这些沉渣如不及时替换将对桩身的强度和水下砼的灌注带来影响。
　　在成孔过程中，维护孔壁的稳定重要的一点要维持地层间的平衡，而孔内静液柱压力的大小和孔内液柱的单位重量或比重以及垂直高度有关。即：Ps（静液注压力）＝0.1r(比重)×H（液注垂直高度）从公式中可以看出在孔深H－定时，静液注压力值决定于比重r，所以比重的大小直接影响着孔壁稳定。所以在钻孔过程中，应经常进行现场泥浆的比重，稠度，PH值，抗剪强度的检查对比，
　　8、桩深控制：
　　利用以下四种方法：
　　（1） 根据设计图纸要求
　　（2） 根据工程地质报告判定持力层厚度
　　（3） 根据钻进时钻机的转速、声响、进尺情况，负荷判定。
　　（4） 根据钻进中取渣判定。
　　（二）钢筋笼制作、安装质量控制：
　　1、钢筋制作：
　　根据钢筋笼长度及吊车吊升能力，钢筋笼制作分为五节进行，制作时主要控制以下几点：
　　（1）制作钢筋笼要按图纸施工，规格数量要符合要求，严格把好质量关，在分段制作中要充分考虑钢筋笼的搭接长度，以保证钢筋笼总体长度。
　　（2）控制好主筋、箍筋，加劲筋的间距，由其对螺旋箍筋要专门采用模具制作，应符合设计要求及规定。
　　（3）主筋不设弯钩，钢筋头也不得向内圆弯曲，以免阻碍导管工作。
　　（4）钻孔桩钢筋笼外径应比桩孔设计直径小140mm。
　　（5）在钢筋笼外侧应安装保护垫块，垫块厚度5cm，每组垫块沿钢筋笼截面周围方向设置4块，每组垫块间距2米。
　　2、钢筋笼安装
　　应控制好吊装的垂直度、保护层，下孔时要对准孔位，吊入时扶直扶稳，缓缓下沉。下笼困难时，可围绕桩轴心线反向旋转，逐渐下沉。但最终就位时，应严格符合施工图纸要求。防止钢筋笼上浮或下沉，应提前采取措施。
　　（三）水下砼灌注质量控制：
　　1、水下砼灌注：
　　该工程灌注采用导管法进行，导管直径250mm，为保证砼灌注质量，施工时主要按以下几个要求进行控制。
　　（1）灌注前的检查工作：砼浇灌前首先应对桩孔质量，沉渣厚度，泥浆指标，桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。
　　（2）导管及隔水塞安置：该工程采用的导管每根长2.5m，并配有1m、1.5m、1.7m根短管，以便调整高度。导管安装接头采用密封垫圈予以密封。导管吊入孔内应保持位置居中，防止跑管撞坏钢筋笼，导管放至离孔底30－50cm并在孔口用夹板固定接头漏斗。灌注砼所用隔水塞的规格，跟导尺寸相吻合，以防隔水塞卡管，隔水塞安放在管内水面5－10cm处，用铁丝悬挂牢靠。
　　（3）导管连接必须上紧，导管应有良好的同心度及垂直度，连接后轴线偏差<1％。
　　（4）控制首次砼灌注数量：根据孔径，导管距孔底的间距、导管埋置深度及导管内砼高度等计算首批砼浇灌量，拌制后存于储料斗内。经现场计算，本工程初灌量1.5m3，可以达到埋管2m以上，其加料顺序为：首先在料斗中灌放C30水泥砂浆0.3m3左右，再倒入C25砼1.2m3。

　　（5）剪球时应现察孔内返浆是否畅通并及时测量导管内外砼面高度。
　　（6）浇灌过程控制：该工程灌注时在导管口挂一根长1.5m，直径5cm的胶管，以便倒入砼时，排除导管内空气，避免在导管内形成高压气囊，挤破密封垫圈造成漏水，同时防止大量空气压人砼，增加管内气体含量，影响砼强度。砼浇灌过程中随时探测孔内砼面高度，计算导管埋深，正确指挥导管的提升和拆除，导管埋深按不小于2m不大于6m控制。
　　（7）由施工员、质检员测量砼面高度并作好记录随时提供上升高度与浇灌量。
　　（8）水下砼灌注要连续，不得中途停顿。
　　（9）灌注结束前控制：砼浇灌将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管外泥浆稠度增加，比重增大，会出现顶升困难现象，本工程采取往孔内注水稀泥浆的措施，以降低泥浆对砼的压力，保证砼浇筑顺利进行。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上须加灌一定的高度，以便灌注结束后清除此段砼，露出合格的砼。增加的高度按现场情况0.7m左右控制。
　　（10）该工程充盈系数大于1.16。
　　（11）灌注结束后，及时将导管冲洗干净。
　　
　　四、施工过程中常见问题处理方法：
　　1、桩孔倾斜
　　在钻孔过程中如果发生孔斜必然造成桩斜，严重时会影响工程质量，使钢筋笼及砼导管下不去。造成孔斜的原因是由于护筒不正，钻机塔架不垂直，转盘倾斜，钻杆弯曲，特别是主动钻杆，杆头不良等。为了防止孔斜在钻孔前应端正护筒，用经纬仪及吊垂直检查，用水平尺检查水平度，并在钻孔过程中经常进行检测。在钻孔过程中发现孔斜，通常在孔斜处开降钻头，上下反复扫孔，可使斜孔逐步垂直。
　　2、塌孔
　　塌孔多数因为压力不足、泥浆比重不够、粘度差，达不到护壁的要求而造成。塌孔较轻者，可采取提高泥浆粘度和胶着性。重者即需停钻回填粘土，待沉淀密实后再重钻，另外，护筒埋设不佳也是造成塌孔原因之一。尤其是沙土层比较厚的情况下，塌孔比较严重时可用铁皮特制圆筒，直径略小于护筒直径，长度为塌孔长加2－3m套在塌孔处，等砼浇到圆筒处时（砼盖过圆筒1－2m）,边浇砼边提圆筒，本工程有2根桩使用该方法进行施工。
　　3、沉渣过厚
　　产生沉渣主要有三个原因：1）钻孔后冲洗时间短，沉渣冲洗不干净。2）提钻头不注意，破坏孔壁而发生局部掉块。3）提钻至灌注砼的间隔时间拖得较长，泥浆粘度过大而加大沉渣厚度。排残渣办法有泥浆循环法，就是将输浆管插入孔底，泥浆在孔内上下流动，将残渣排出孔外。抽渣时必须及时向孔内补充泥浆，以防亏浆而造成坍塌，另外，在施工过程中经常性地检查泥浆比重粘度是否达到《规范》要求。
　　五、对钻孔桩施工质量控制的几点体会
　　1、砼钻孔灌注桩钻孔工艺，泥浆护壁是关键，要顺利成孔必须严格执行国家标准，选择好泥浆，防止钻孔过程质量事故发生。
　　2、控制沉渣厚度是保证桩基尤其是端承桩载力的重要条件，因此砼灌注前需检测回浆沉淀厚度，发现超标应重新清孔。
　　3、桩基砼质量控制关键在于控制好原材料和砼拌制过程，原材料必须符合要求，计量一定要准确。砼浇灌过程重点把握初灌量，和充盈系数，并经常测探砼面高度，及时拆除导管。砼浇灌应连续进行。
　　4、人的因素也至关重要，人是管理的主体，人素质的高低、质量意识的强弱对保证工程质量有着重大影响，因此要选择素质过硬、责任心强的施工技术管理人员，做到各级人员层层把关，使桩基施工有条不紊进行，工程质量才能得到有效保证。
　　5、施工的外围环境也是影响桩基施工质量的关键因素，现场处理好施工外围的自然环境、人文地质环境，使桩基施工质量控制顺利进行。

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