桥梁工程地基与基础的试验检测-钻（挖）孔灌注桩检测

第三节钻孔灌注桩检测主要内容泥浆性能指标检测成孔质量检测泥浆性能指标及成孔质量检测混凝土钻孔灌注桩是桥梁及建筑结构物常用的基桩形式之一，这主要是由于桩能将上部结构的荷载传递到深层稳定的土层上去，从而大大减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降，实践也证明它的确是一种极为有效、安全可靠的基础形式。但是，灌注桩的成桩过程是在桩位处的地面下或水下完成，施工工序多，质量控制难度大，稍有不慎极易产生断桩等严重缺陷。据统计国内外钻孔灌注桩的事故率高达5％～10％。因此，灌注桩的质量检测就显得格外重要。灌注桩的质量检测内容主要有孔形检测、沉渣厚度检测及桩身质量检测等。项目一：泥浆性能指标和成孔质量检测一、钻孔灌注桩用泥浆性能指标检测1、泥浆性能要求钻孔灌注桩调制的护壁泥浆一般由水、粘土(或膨润土)和添加剂按适当配合比配制而成，应根据钻孔方法和地层情况采用不同的性能指标，具体指标可参照表下表选用。2、泥浆性能指标检测（1）相对密度

用泥浆相对密度计测定。将要量测的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态(即水平泡位于中央)，读出游码左侧所示刻度，即为泥浆的相对密度。NB-1型泥浆比重计

若工地无以上仪器，可用—口杯先称其质量设为m1，再装满清水称其质量m2，再倒去清水，装满泥浆并擦去杯周溢出的泥浆，称其质量设为m3，则：

（2）粘度

用工地标准漏斗粘度计测定，粘度计如图所示。用两端开口量杯分别量取200mL和500mL泥浆，通过滤网滤去大砂粒后，将泥浆700mL均注入漏斗，然后使泥浆从漏头流出，流满500mL量杯所需时间(s)，即为所测泥浆的粘度。泥浆粘度计（3）静切力工地可用浮筒切力计测定。ZQL型泥浆切力计1007泥浆静切力计

量测时，先将约500mL泥浆搅匀后，立即倒入切力计中，将切力筒沿刻度尺垂直向下移至与泥浆接触时，轻轻放下，当它自由下降到静止不动时，即静切力与浮筒重力平衡时，读出浮筒上泥浆面所对的刻度，即为泥浆的初切力。取出切力筒，擦净粘着的泥浆，用棒搅动筒内泥浆后，静止10min，用上述方法量测，所得即为泥浆的终切力。它们的单位均为Pa，此切力计如买不到可自制。ZQL型泥浆切力计1007泥浆静切力计测量泥浆切力时，可用下式表示：

（4）含砂率

工地可用含砂率计测定。量测时，把调好的泥浆50mL倒进含砂率计，然后再倒进清水，将仪器口塞紧摇动lmin，使泥浆与水混合均匀。再将仪器垂直静放3min，仪器下端沉淀物的体积(由仪器刻度上读出)乘2就是含砂率(有一种大型的含砂率计，内装900mL的，从刻度读出的数不乘2即为含砂率)。含砂率计（5）胶体率(％)胶体率是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能。测定方法可将100mL泥浆倒入100mL的量杯中，用玻璃片盖上，静置24h后，量杯上部泥浆可能澄清为水，测量时其体积如为5mL，则胶体率为100-5=95，即95％。（6）失水率(mL/30min)用—张12cm×l2cm的滤纸，置于水平玻璃板上，中央画一直径3cm的圆，将2mL的泥浆滴入圆圈内，30min后，测量湿圆圈的平均直径减去泥浆摊平的直径(min)，即为失水率。在滤纸上量出泥浆皮的厚度(mm)即为泥皮厚度。泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于2~3mm。（7）酸碱度即酸和碱的强度简称，也有简称为酸碱值的。pH值是常用的酸碱标度之一。pH值等于7时为中性，大于7时为碱性，小于7时为酸性。工地测量pH值方法，可取一条pH试纸放在泥浆面上，0.5s后拿出来与标准颜色相比，即可读出pH值。也可用pH酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出pH值。3、泥浆的调制制浆前，应先把粘土块尽量打碎，使在搅拌中易于成浆，缩短搅拌时间，提高泥浆质量。制浆有机械搅拌、人工搅拌两种方法。人工搅拌：使先将粘土加入水放入制浆池内浸透，然后人工搅拌。用正、反循环回转钻进时，由于要求的泥浆质量高，一般是采用井孔外制浆，然后循环使用。4、调制泥浆的粘土用量计算在粘性土中钻孔，事先只需调制不多的泥浆，以后可在钻进过程中利用地层粘土造浆补浆。在砂类土、砂砾或卵石中钻孔，事先须备足粘土，其数量可按下述公式和原则计算：成孔质量检测桥梁工程中常用的灌注桩施工方式主要有钻孔、冲击成孔、冲抓成孔和人工挖孔等。人工挖孔为干作业施工，成孔后孔壁的形状、孔深、垂直度、孔底沉淀厚度以及钢筋笼的安放位置等均可通过目测或入下到孔内进行检查，成孔质量较易控制。钻孔、冲击成孔或冲抓成孔等灌注桩，通常以泥浆进行护壁，为湿作业施工。成孔后孔中充满泥浆而无法目测或入下到孔内进行检查，孔壁的形状、垂直度和沉淀土厚度等只能通过仪器进行检测。下面主要介绍湿作业灌注桩成孔质量检查的主要内容及其相应的方法。1、桩位偏差检查基桩施工前应按设计桩位平面图落放桩的中心位置，施工结束后应检查中心位置的偏差，并应将其偏差绘制在桩位竣工平面图中，检测时可采用经纬仪对纵、横方向进行量测。桩孔中心位置的偏差要求，对于群桩不得大于100mm，单排桩不得大于50mm。当桩群中设置有斜桩时，应以水平面的偏差值计算。2、孔径检查能否保证基桩的承载能力，桩径是极为关键的因素。要保证桩径满足设计要求，必须检验桩的孔径不小于设计桩径。桩孔径可用专用球形孔径仪、伞形孔径仪和声波孔壁测定仪等测定。伞形孔径仪

其由测头、放大器和记录仪三部分组成。测头为机械式的，测头放入测孔之前，四条测腿合拢并用弹簧锁定，测头放入孔内到达孔底时，四条测腿立即自动张开。当测头往上提升时，由于弹簧力作用，腿端部紧贴孔壁，随着孔壁凹凸不平状态相应张开或收拢，带动密封筒内的活塞杆上下移动，使四组串联滑动电阻来回滑动，将电阻变化转化为电压变化，经信号放大并记录，即可自动绘出孔壁形状而测出孔径尺寸。3、桩倾斜度检查在灌注桩的施工过程中，能否确保基桩的垂直度，是衡量基桩能否有效地发挥作用的一个关键因素，因此，必须认真地测定桩孔的倾斜度。一般要求对于竖直桩，其允许偏差不应超过1％，斜桩不应超过设计斜度的±2.5％。当检查的桩孔较深且倾斜度较大时，可根据地质及施工情况选用JDL-I型陀螺测斜仪或JJX-3型井斜仪检查，陀螺测斜仪见图陀螺测斜仪4．孔底沉淀土厚度检查桩底沉淀土厚度的大小极大地影响桩端承载力的发挥，因此在施工过程中必须严格控制桩底的沉淀土厚度。根据(公路桥涵施工技术规范)(JTJ041-2000)规定，对于摩擦桩清孔后沉淀厚度应符合设计要求，当设计无要求时，对于直径≤1.5m的桩，沉淀厚度≤300mm；对于桩径大于1.5m或桩长大于40m或土质较差的桩，沉淀厚度≤500mm；支承桩的沉淀厚度不大于设计规定值。测定沉淀土厚度的方法目前还不够成熟，下面介绍几种工程中常试用的方法。①垂球法垂球法是一种惯用的简易测定沉淀土厚度的方法。其将重约1kg的钢制锥体垂球，顶端系上测绳，把垂球慢慢沉入孔内，凭手感判断沉淀土顶面位置，其施工孔深和量测孔深之差值即为沉淀土厚度。②电阻率法电阻率法沉淀土测定仪由测头、放大器和指示器组成。它是根据介质不同，如水、泥浆和沉淀颗粒具有不同的导电性能，由电阻阻值变化来判断沉淀土厚度。测试时将测头慢慢沉入孔中，观察表头指针的变化，当出现突变时记录深度h，继续下沉测头，指针再次突变记录深度h1,直到测头不能下沉为止，记录深度h2

，设施工深度为H，则各沉淀土厚度为(h2-h1)、(h3-h2)和(H-h3)……。③电容法电容法沉淀土厚度测定原理是当金属两极板间距和尺寸不变时，其电容量和介质的电