基于水上钻孔灌注桩施工质量的控制探究
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【摘 要】随着我国港口工程建设的快速发展，钻孔灌注桩以其承载力高、施工方便、工期短、造价适中等优点被广泛地应用于港口工程。但由于大部分都是在水下进行,给施工质量监督与防治提出了较高的要求。本文从水上钻孔灌注桩的浇筑质量控制入手,分析了钻孔前、钻孔过程中、成孔后、浇筑前和浇筑过程中的质量控制措施,可供同行参考借鉴。
【关键词】水上钻孔灌注桩；质量控制； 措施
前言
随着我市建设国际航运中心的进程加快,港口工程采用新技术、新材料、新工艺、新结构日益增多,混凝土钻孔灌注桩基用于港口工程中的房屋建筑工程和码头工程,已得到广泛应用和推广。钻孔灌注桩的施工分陆上施工和水上施工两种。港口工程水上钻孔灌注桩的浇筑施工的难点和重点主要是：平台的搭设，钢护筒的安放，抛石层、弱风化层、微风化层的成孔等，这些将影响施工进度及质量，影响下一道工序。在施工过程中应该从成桩的各道工序入手，从严控制，才能保证成桩质量，避免各种事故的发生。
1 钻孔前的质量问题控制分析
在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求，《港口工程灌注桩设计与施工规程》JTJ248-2001(以下简称《规程》)已作出了较详细的规定。如果钻孔在水上进行，则护筒埋设采用锤击打入的方法，比较快捷稳妥，前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记，以便钻机对中。钻孔对中过程中，比较易忽视的就是钻机底座的水平问题，这在一般成套设备中因为有液压调整装置，问题不大，只要注意就行了；而在自制的钻孔设备中，由于没有水平调整装置，再加上有时在水上搭设平台，平台本身即与水平面不平行，致使钻杆夹具无法保持水平，引起钻杆的不垂直，从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合，而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中，均应观测调整钻机的水平和垂直度。
2 钻孔过程中的质量问题控制分析
首先应根据孔位所在的地质情况、选用的钻机型号和性能，选择合适的钻锥。如：采用冲击钻机时，钻头宜选用十字型，直径宜比孔径小40～60mm。钻头的重量应根据成孔直径、深度和地层情况确定。冲击钻机成孔开孔时，应低锤密击，待钻孔到达一定深度后，方可正常冲击。成孔过程中，应根据土质的软硬程度，调整冲程，最大冲程不宜超过 4～6m，并应防止空锤。当冲击表面为倾斜岩面或有漂石时，应投入粘土夹小片石，将表面垫平后再冲击成孔。
3 孔壁塌陷质量问题控制分析
地基土质较松散、使用非粘性土封填护筒、护筒内部泥浆水位过低、泥浆护壁处理不当等等都十分有可能造成孔壁坍陷；除此之外，在具体施工过程中，过长的孔钻时间、过快的钻进速度以及过长的成孔后待灌时间也都是孔壁坍陷的重要诱因。假若遇到施工土层比较松散的地质情况，则要注意加大护筒的埋置深度来防止孔壁塌陷；在对护筒的周围进行封填作业的时候则要首选粘性土作为封填材料；护筒内部泥浆水位应当高于地下水位，并且要选用优质的泥浆，保证泥浆有较高的粘合度与比重；钢筋笼在运输与吊装的过程中要小心认真，防止因为碰撞而导致其产生变形，尤其是在安放的过程中，严禁碰撞孔壁，避免因为孔壁的碰撞出现孔壁塌陷；假若钢筋笼需要接长，则应该尽量缩短在接长过程中的焊接时间；严格控制混凝土的灌注时间，一般控制在3h以内即可，但是混凝土的灌注质量也必须高度重视起来。
4 钻孔位置偏差过大问题控制分析
地面软弱或软硬不均匀；钻孔过程中遇到地下障碍物产生孔位偏差；水上施工平台稳定性差或高低不平；钻机安装就位稳定性差，作业时钻机不稳或钻杆弯曲；遇斜状变化分布土层或土层中夹有大的孤石或其它硬物等。假如遇到施工地质不均匀的情况，则要优先选用具有较大的钻杆刚度以及自身重量的钻机，在具体施工时或者在施工过程中遇到石头时，则应当换慢档低转速前进；为了有效击碎块石并将其及时抓出，应该选用冲抓钻级；陆上的轨道枕木的放置要均匀平整，水上的施工平台应该有稳定的排架，并且确保涨潮时的高潮位不影响施工平台的顶面标高；为了有效避免钻孔时出现斜孔的现象，应该加装导正设备，假若遇到钻孔出现偏斜的情况，则要将钻头提起，利用上下反复扫孔的方式将硬土削除，如果以上方法仍然无法纠偏，则要在钻孔内部重新装填粘性土，高于偏孔位置50cm以上即可，然后重新进行钻孔。
5 成孔后的质量问题控制分析
终孔后，应立即进行清孔。若是钻机钻孔的，应注意提升钻锥20～30cm后继续循环。可用相对密度较低的泥浆或清水压入清孔，具体应视实际情况而定。如地下水位高时，地层容易坍塌，泥浆相对密度可大些，但过大会造成混凝土顶升困难，特别要注意的是避免泥浆比重上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头，经常检测泥浆指标，一旦达标，迅速起钻。当成孔至设计岩层或设计标高后，要对岩性（柱桩：设计所要求的持力层）、孔深（摩擦桩：不小于设计所要求的深度）、孔径（不小于设计桩径）、孔倾斜度（小于 1/200）等有关内容进行验收，并办理隐蔽工程验收记录。清孔（主要采用换浆法），保证沉渣厚度（支承桩和嵌岩桩不大于 30mm，摩擦桩不大于 300mm）符合设计要求，泥浆指标符合灌注要求。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。将制做好的钢筋笼下放时，应保证钢筋笼的焊接质量，成笼圆直。钢筋笼接长采螺纹接头顶面进行可靠固定使钢筋笼不偏移和上浮。
6 浇筑前的质量问题控制分析
首先是材料的准备工作。包括黄砂的过筛、去除各种杂质、石子的冲洗等等。其次就是对各项操作机械进行检查，包括搅拌机的试运转，如果是翻斗车运输则还应检查翻斗车的性能，运料，如果是爬梯还应检查爬梯的牢固、顺滑程度。笔者就曾经经历过翻斗车无法倒料，引起浇筑过程中，因爬梯上爬斗不顺滑倾覆，导致爬梯扭曲，浇筑工作中断的事故。《规程》要求首批混凝土的埋管深度不得小于1.0m。因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的，应及时采取措施加以调整，保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外，也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠，不要因人为的疏忽而导致事故。
7 浇筑过程中的质量问题控制分析
灌注水下砼抗氯离子渗透性 C≤1000，混凝土水灰比不大于 0.5）商品砼到达现场时应检验其坍落度（控制在 16～22cm 为宜）是否满足设计要求，是否有较好的和易性和流动性。安装砼漏斗，漏斗管口用预制砼球堵塞并挂住，待储料斗与漏斗存够砼（可以保证第一次下料后埋管1m 以上）；剪断（或拔起）球塞，快速灌注砼，初灌完毕后立即检查埋管情况。灌注过程中随时检查埋管情况并及时拆卸导管，（注意提升导管时要避免卡挂钢筋笼）；要防止混凝土拌和物从漏斗顶溢出或从漏斗外掉入孔内，使泥浆含有水泥而变稠，而使测深不准确。每次提升导管应记录灌注砼方量，孔内砼表面高度及导管埋深，同时应根据灌注砼的数量，计算校核导管的埋置深度与实测是否相符，防止误测超拔导管而出现断桩现象；埋管深度控制在 2～6m，拆完导管后埋管深度必须大于 2m。砼开始灌注后，应紧凑地、连续地进行，严禁中途停工，必须一次性浇注完毕；灌注完成后砼面应比设计灌注标高高0.9m以上；及时填写《水下砼灌注记录》，真实反映灌注情况。
8 结语
作为工程基础，钻孔灌注桩被应用得相当普遍，这也是由它对各种地质条件的适应性及施工简单易操作所决定的。但是，由于其施工工艺环节多，一环不慎，便会有质量事故发生，需要施工人员具有认真的工作态度、良好的技术水平和丰富的临场处理能力。尤其在水工水上钻孔灌注桩施工中，桩基位置可选择变化余地不大，桩位放样较困难，更需要加强施工管理，搞好成桩质量。
参考文献
[1]邱东流.浅谈水上钻孔灌注桩遇溶洞的施工处理，建材与装饰(中旬刊)，2008-05-11.
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