钻孔桩综合项目施工质量的控制关键和难点

钻孔桩施工质量控制关键和难点简单说明：钻孔灌注桩属于隐蔽工程，成桩步骤多，施工过程轻易出现质量事故，监理人员必需重视施工全过程质量监控。钻孔灌注桩是桩基础中常见一个基础形式，广泛应用于房屋建筑、水工建筑和桥墩基础施工，含有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。钻孔灌注桩施工现有测量工作，又有机械操作、钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多个工作，可谓工程种类繁多，技术含量高，影响原因多。在施工过程中，轻易出现桩位偏差过大、孔底沉渣偏多、钢筋笼上浮、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求，且补救困难，不能完全经过事后检验来判定存在问题，必需加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各步骤质量监控，采取多种有效预防方法，才能确保或提升钻孔灌注桩成桩质量。钻孔灌注桩施工质量控制必需达成以下多个目标：①成桩过程各项指标，包含桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、终孔垂直度及成桩材料质量等能满足设计要求；

②预留混凝土试块强度满足规范要求；

③桩身完整、匀质，连续性好，无夹泥、断桩等缺点；

④桩极限承载力满足规范要求验收指标。钻孔桩其关键施工工艺步骤为：平整场地→测定孔位→埋设护筒→钻机就位→钻进成孔→提钻→第一次清孔→检孔→制作钢筋笼→吊放钢筋笼→下导管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔导管→成桩。

一、钻孔灌注桩钢筋笼施工质量控制钢筋笼许可偏差和检验方法序号项目许可偏差检验方法1钢筋骨架在承台底以下长度±100mm尺量检验2钢筋骨架直径±20mm3主钢筋间距±0.5dmm尺量检验不少于5处4加强筋间距±20mm5箍筋间距或螺旋筋间距±20mm6钢筋骨架垂直度1%吊线尺量检验注：d为钢筋直径，单位为mm。1、各项控制指标,对于每一段来说全部不难做到。不过因为每段钢筋笼偏差可正可负，尤其是对主筋间距和钢筋笼直径这两项指标，在两段钢筋笼焊接时会发生困难。钢筋笼因为通常全部比较长,重量重，而且受钻机门架高度(通常全部超不过10M)影响，施工中，钢筋笼要采取分节制作，每根桩钢筋笼，由几节钢筋骨架组成,计算钢筋笼长度尺寸时,除要注意接头位置错开,还要注意计算上焊接长度。2、定位筋现在我们用定位筋（耳筋），要求：中心要放在加强筋上，焊缝要饱满，规格尺寸符合要求，必需和主筋垂直，高度满足要求。关键控制钢筋笼偏位。附照片。3、钢筋笼存放制好后钢筋笼必需放在平整、干燥场地上。存放时，在加劲筋和地面接触处垫上等高木方，以免粘上泥土。每组骨架各节要排好次序，挂上小牌，注明第几节及其长度，不得混杂存放，避免搞错，造成质量事故。（举例）存放时骨架还要注意防雨、防锈。4、钢筋笼起吊和就位质量控制骨架最上端定位，必需由测定孔口标高来计算定位筋长度，并反复查对后再焊接。在定位钢筋顶端顶吊圈内插入两根平行工字钢。将整个定位骨架支托于护筒顶端或钻机平台上。两个工字钢净距应大于导管外径30CM。然后撤下吊绳，用用4根φ25短钢筋将工字钢及定位筋顶吊圈焊于护筒上。（现在我们利用钻机平台上U型保险卡）使钢筋笼定在孔中心。首先能够预防导管或碰撞而使整个钢筋骨架变位或落入孔中，其次也可起到预防骨架上浮作用。5、在灌注施工过程，钢筋笼上升是常常有事，为了防钢筋骨架上升，可采取以下方法：钢筋笼上升，除了部分显而易见原因是因为导管上提时钩挂所致外，关键原因是被砼顶托上升，当砼表面靠近钢筋骨架时，导管底口处于钢筋笼底口3M以下和1M以上处，砼灌注速度过快，使砼下落时冲出导管底口向上反冲，其顶托力大于钢筋笼重力所致。为了预防钢筋笼上升，当导管底口低于钢筋笼底部3M至高于钢筋笼底1M之间，和砼表面在钢筋笼底部上下1M之间，应放慢砼灌注速度，许可最大灌注速度和桩径相关，经验表明，灌注速度最大灌注速度为是每分种孔内砼上升小于半米。孔内砼进入钢筋骨架4M左右,合适提升导管,减小导管埋置长度,以增加骨架在导管口以下埋置深度,从而增加砼对钢筋骨架握裹力。克服钢筋上升，除了关键从上述灌注方面着眼外，还应从钢筋笼定位方法加以考虑，钢筋定位方法在上述已提到。二、砼灌注：1、检验导管安装是否符合要求。依据钻孔直径，导管直径宜选择250mm或300mm，导管顺直，内壁光滑。正确计算导管底口距孔底距离，宜控制在30~50cm为宜，太小轻易堵管，太大则无法确保初灌导管埋深。为了预防混凝土堵管，首盘混凝土拌适宜当多掺加水泥和细骨料，确保混凝土和易性，另外在导管漏斗内洒水湿润，确保混凝土顺利下落。2、混凝土灌注前检验混凝土配合比，确保混凝土施工强度。测试混凝土塌落度、含气量、试件留置数量应符合规范要求。混凝土塌落度必需符合配合比要求，通常控制在180~220mm。3、混凝土灌注过程中，确保导管埋置深度≥2m，灌注过程中导管宜埋深2～6米，灌注过程中宜上下活动导管，预防导管提升不动。4、严格控制钢筋笼上浮。钢筋笼上浮关键因为混凝土灌注时冲击力过大或灌注时间较长，表层混凝土凝结而推进钢筋笼上浮或钢筋笼固定不牢靠等。混凝土灌注要渐渐灌入，降低冲击力，合理控制拆管，避免导管底和钢筋笼底端距离过小，当混凝土面上升到钢筋笼底端时，导管底口距离钢筋笼口底不宜小于2m，合适加大导管埋深，降低混凝土灌注时对钢筋笼向上冲击力。5、严格控制混凝土灌注时断桩现象发生。断桩因为导管提升过高，提离混凝土顶面或混凝土灌注过程因故中止等原因造成。6、严格控制混凝土顶面高程。灌注完成后混凝土顶面高程宜比设计高程高50~100cm。钻孔桩水下混凝土灌注施工，需要现场技术人员认真检验，严格管理，要有高度责任心，施工人员要有良好质量意识和业务技能。同时要有丰富施工经验，依据现场情况，对施工中出现问题立即果断地进行处理，不停提升钻孔桩施工水平，降低桩基因灌注水下混凝土而造成质量隐患和损失。三、钻孔桩桩头凿除桩头是桩基工程完工验收时唯一可见实物（其它均为地下隐蔽工程），它在一定程度上代表着桩基施工质量全部。目标：（1）清凿浮渣后桩头标高合格率大于95%。（2)桩头完整程度高，水平断面混凝土保留率大于90%。（3)桩头平整度高，清凿后新鲜混凝土面高差小于5cm。分析：桩头完整程度取决于开始清凿时，在确定截断面后，先沿控制标高线刻槽，和后期修整，最关键是，在控制线周围钎头一定要水平或钎头微微上倾。桩头平整度首先取决于上部浮渣段截断后修正，其次取决于桩头标高控制是否到位，若不到位，比如偏低，再向下修整便显得勉强了。若偏高，小范围清凿量大，反会因急于求成而出现超凿。附照片四、质量事故处理：下面就常见易出现施工质量事故进行原因分析且提出事故处理具体措施。

1、离析处理离析是指钻孔灌注桩混凝土中碎石、砂子、水泥等发生分离，造成混凝土强度降低，严重甚至会引发断桩。产生离析有多个原因：灌桩用混凝土灌注前本身就发生了离析；混凝土灌注过程中导管内进水，使水泥和骨料之间发生了分离；灌注过程中导管在混凝土中埋置深度过小；首批混凝土中已被泥浆离析部分混凝土没有上翻而停留在桩内部。必需采取方法给予处理：对离析程度较轻二类桩，能够不做处理；离析程度较重或严重，必需给予处理，如离析段距桩顶＜10m且桩径＞1000mm时，可采取人工对桩心混凝土进行清除，再按立柱混凝土施工工艺进行桩心混凝土浇注；如离析段距桩顶＞10m或桩径＜1000mm时，可采取钻芯机将桩心混凝土逐步取出，再重新灌注或用岩石钻钻掉、回填重新钻孔灌注。

2、堵管处理导管堵塞多发生在开始灌注或发生在灌注过程中，发生堵塞原因关键有：初灌时导管离孔底太近，颠管时导管底部插入沉渣中造成堵塞；级配或水灰比不正确出现混凝土离析，使混凝土流动性降低；混凝土中夹有较大石子，卡住导管；混凝土灌注不连续、在管中停留时间太长，使已灌注水下混凝土凝固，也会出现导管堵塞。若初灌时发生堵塞现象，不要存在迁就施工想法，应立即要求施工人员将导管提出，将导管内混凝土取出（可采取反循环方法将孔内混凝土取出），立即清除导管内混凝土，并重新将导管下入孔底再次清孔，孔深经监理人员检验并符合要求后可重新灌注混凝土；若深度不太大，可用长杆冲捣；若深度较大可在许可范围内，反复提升导管插振；插振无效应将导管拨起进行清理，拨管后若灌注高度不大，可重新钻进，若灌注高度较长，则将导管清理后，重新插入混凝土内2～3m，用水泵吸出导管内泥浆、浮浆后恢复灌注。

3.施工过程质量监控

优良产品是在生产过程中经过严格质量控制形成，而不是单纯依靠检验来取得，须将事后检验转变为事前预防；施工过程质量监控是关键，应抓住其质量控制点，对影响施工质量相关步骤和施工参数进行严格控制。

3.1.成孔过程质量监控

3.1.1.成孔过程质量监理程序

①检验孔径、偏位、垂直度、泥浆性能并统计签认；

②钻进时检验地质情况是否和设计相符，和柱状图进行对比，检验是否入岩，并对入岩深度立即签认；

③终孔检验孔深、孔径、标高是否满足设计要求；

④清孔检验泥浆指标、沉渣厚度是否满足规范设计要求。

3.1.2.成孔过程关键点质量控制

（1）孔底沉渣控制孔底沉渣是影响桩承载能力关键原因，相关规范要求，水下灌注桩桩底沉渣厚度对端承桩不得超出100mm（浙江要求为50mm）、磨擦桩为300mm，但在施工过程中，常有不少桩桩底沉渣仍满足不了此要求，究其原因，关键是因为泥浆性能不符合要求，影响钻孔灌注桩成桩质量泥浆性能指标关键是比重和粘度，若泥浆过稀，则携渣能力不够，若泥浆过稠，则孔壁会形成一层厚厚泥皮，无形之中降低了桩径。泥浆比重、粘度应依据地下水位高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高，轻易坍塌，泥浆比重、粘度可大些，但不宜过大，比重以1.1～1.2、粘度为18～25s为宜。钻孔结束后，监理人员应要求施工单位在进行一次清孔同时必需不停地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差泥浆置换出来；二次清孔时宜采取泵吸反循环清孔，若采取正循环清孔，要排出岩渣和泥团，须加大泥浆比重和粘度，且清孔速度要慢。钻孔完成后监理人员必需对终孔进行验收，依据钻杆和钻头或测绳总长度和上部剩下长度检验终孔深度；要严格检测钻杆和钻头或测绳长度正确性，杜绝以超深来抵消孔底淤积。

（2）孔壁坍塌控制孔壁坍塌通常是因预先未料到复杂不良地质情况、钢护筒未按要求埋设、泥浆粘度不够、护壁效果不佳、孔口周围排水不良或下钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等原因造成，易造成埋、卡钻事故，应高度重视并采取对应方法给予处理。监理人员首先应认真审阅场地工程地质勘察汇报，对地层情况做到心中有数；其次必需严格要求施工单位按要求埋设钢护筒，确保孔口排水良好，下设钢筋笼及升降机具要预防偏斜；再者，在特殊地层钻进应要求采取优质冲洗液护壁，同时也可采取正循环钻进、反循环排渣作法来抑制不稳定段地层坍塌；最终，在不稳定地层中，换浆不要过早，可在下完钢筋笼后进行二次清孔时替换掉高比重泥浆后，要督促施工单位立即灌注混凝土，降低沉渣时间，以确保桩身质量。

（3）扩径和缩径控制扩径、缩径全部是因为成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引发，扩孔通常是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成，缩孔是因为钻头磨损过甚、焊接不立即或地层中有遇水膨胀软土、粘土泥岩造成。缩径会降低桩竖向承载力，而扩径会增加成本，必需采取有力方法给予控制。为避免扩径出现，监理人员应检验钻机是否固定、平稳，要求减压钻进，预防钻头摆动或偏位，在成孔过程中还应要求渐渐钻进，方便形成良好孔壁，要一直保持合适泥浆比重和足够孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够压力，成孔尤其是清孔后应督促施工单位立即灌注水下混凝土，尽可能降低孔壁在小比重泥浆中浸泡时间；为避免缩径出现，钻孔前监理人员应具体了解地质资料，判别有没有遇水膨胀等不良地质条件土层，如有应要求施工单位采取失水率＜3～5ml／30min优质泥浆进行护壁，常常对钻头直径进行校正，钻头直径通常比所需成孔直径小20～25mm为宜。

3.2.灌注过程质量监控

3.2.1.灌注过程质量监理程序

①检验钢筋笼顶固定方法是否可行，其顶面标高是否满足设计要求；

②核实施工现场配合比每盘材料数量是否按同意配合比实施；

③检验导管长度及导管水密性，核实导管底部离孔底距离是否满足规范要求；

④检验储料斗容积是否能够达成混凝土初灌量导管理论埋深（埋深≥1.0m）；

⑤导管下放完成后，灌注前再一次检验井底沉渣或泥浆沉积厚度是否满足设计和规范要求；

⑥浇灌混凝土过程中，检验导管埋深、压浆及混凝土面上升情况，注意孔内是否有异常情况，督促施工单位企业控制好水灰比、拌和速度和灌注速度；

⑦施工企业按要求随机取样做试块，监理随机抽检取样试块，浇灌完成检验混凝土顶面标高。

3.2.2.灌注过程关键步骤质量控制

（1）混凝土坍落度控制混凝土坍落度对成桩质量有直接影响，坍落度合理混凝土应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有很好触变性能，坍落度合理混凝土可有效地确保混凝土灌注性、连续性和密实性，通常应控制在18～22cm范围内。要配制出合理坍落度混凝土来确保桩身质量，监理人员必需重视以下几点：

①制作混凝土原材料必需符合使用要求，尤其是水泥质量必需确保，粗骨料尺寸级配要合理，所使用材料要进行二次复检方可投入使用；

②混凝土配合比要经过试验确定；

③做好混凝土在现场搅拌质量控制工作，严格按配合比进行投料；

④要设有专员对搅拌室混凝土进行坍落度等指标检验；

⑤按设计要求做好混凝土试块工作，并确保取样真实性。

（2）导管埋深控制导管底端在混凝土面以下深度是否合理关系到成桩质量，必需给予严格控制。监理人员应要求施工单位在开浇时，料斗必需储足一次下料能确保导管埋入混凝土达1.0m以上混凝土初灌量，以免因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反混浆现象，造成开浇失败；在浇注过程中，要常常探测混凝土面实际标高、计算混凝土面上升高度、导管下口和混凝土面相对位置，立即拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拨出混凝土面，导管埋深通常应控制在1～6m，过大或过小全部会在不一样外界条件下出现不一样形式质量问题，直接影响桩质量。

（3）钢筋笼上浮控制在灌注混凝土前，钢筋笼自重和悬吊力形成平衡状态，在混凝土灌注过程中，因为下列原因引发钢筋笼上浮：

①钢筋笼在孔口固定不牢靠或提升导管用力过猛，将钢筋笼钩挂；

②混凝土面抵达钢筋笼底面时，导管埋深过浅，灌注量过大或混凝土面超出钢筋笼底一定高度时，导管埋深过大；

③混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大混凝