桩基工程中钻孔灌注桩的施工质量控制_梁志松.pdf

'2013年6月施工技术第42卷增刊CONSTＲUCTIONTECHNOLOGY97桩基工程中钻孔灌注桩的施工质量控制1，23梁志松，郭广明(1．武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉430072;2．广东水利电力职业技术学院，广东广州510635;3．佛山市科衡水利水电工程质量检测有限公司，广东佛山528000)［摘要］通过分析螺旋钻孔灌注桩和泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工艺流程，探讨了各施工环节对桩基质量的影响，提出了桩基工程施工质量控制的要点。［关键词］钻孔灌注桩;螺旋钻孔;质量控制［中图分类号］TU473．1［文献标识码］A［文章编号］1002-8498(2013)S0-0097-03ConstructionQualityControlofBoredPileinPileFoundationEngineering1，23LiangZhisong，GuoGuangming(1．SchoolofCivilandArchitecturalEngineering，WuhanUniversity，Wuhan，Hubei430072，China;2．GuangdongTechnicalCollegeofWaterＲesourcesandElectricEngineering，Guangzhou，Guangdong510635，China;3．FoshanKehengHydropowerEngineeringQualityDetectionCo．，Ltd．，Foshan，Guangdong52800，China)Abstract:Throughanalysisoftheconstructionprocessofspiraldrillingpileandboredpilewithmudprotection，theinflu-enceoftheeachconstructionunitsonthequalityofpilesfoundationarediscussed．Pointsofpilefoundationconstructionqualitycontrolareputforward．Keywords:boredpile;spiraldrilling;qualitycontrol0引言1钻孔灌注桩的施工工艺流程随着我国工程建设事业的蓬勃发展，在高层建筑、目前钻孔灌注桩施工工艺主要有泥浆护壁成孔施重型厂房、桥梁、港口等工程中大量采用桩基础，桩基工工艺、螺旋钻成孔施工工艺等。已成为工程中重要的基础形式，在所有桩基类型中，灌1)螺旋钻孔灌注桩施工工艺注桩应用最为普遍，其中尤以钻孔灌注桩为主。钻孔螺旋钻成孔是一种无需泥浆循环的干式成孔施工灌注桩是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢方法，钻头切削下来的土渣通过螺旋钻杆不断从孔底筋笼灌注混凝土而成。钻孔灌注桩能适应各种地层，输送到地表。施工法的优点是不使用循环介质，噪声无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪声小，对周围环境和振动小，对环境影响较小，施工速度快，设备简单，易及邻近建筑影响小，宜在城市建筑物密集地区使用。操作，由于干作业成孔，混凝土灌注质量能得到较好控但其操作要求严格，施工后需较长的养护期方可承受制。螺旋钻成孔施工法适用于地下水位以上的填土、荷载，成孔时有大量土渣或泥浆排出。根据成孔工艺黏性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。不同，分为干作业成孔的灌注桩、泥浆护壁成孔的灌注螺旋钻孔灌注桩的施工工艺流程:钻孔机就位→桩、套管成孔的灌注桩和爆扩成孔的灌注桩等。灌注钻孔→检查成孔质量→孔底清理→孔口盖板→移钻孔桩施工工艺近年来发展很快，还出现夯扩沉管灌注桩、机→移盖板测孔深、垂直度→吊放钢筋笼→放混凝土钻孔压浆成桩等一些新工艺。留筒→浇筑混凝土(随浇随振)→插桩顶钢筋。由于钻孔灌注桩的施工大部分无法观察，成桩后2)泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺也不能进行开挖验收，尤其对于长桩、大桩，其施工难泥浆护壁成孔是利用专门配制的泥浆保护孔壁，度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质利用回转钻机、潜水钻机或冲击钻钻孔，同时通过循环量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大，而且费泥浆将钻头切削下的土渣排出孔外而成孔。施工法的用较高。施工中的任何一个环节出现问题，都将直接优点是施工噪声和振动小，施工速度快，适用于地下水影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大位较高的软、硬土层等各类土层。经济损失和不良社会影响。泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程:钻孔机就位→钻孔→注泥浆→下套管→继续钻孔→排渣→清孔［作者简介］梁志松，博士研究生，E-mail:76449940@qq．com→吊放钢筋笼→射水清底→插入混凝土导管→浇筑混［收稿日期］2013-04-06凝土→拔出导管→插桩顶钢筋。 98施工技术2013增刊2钻孔灌注桩的施工质量控制2)泥浆制备的质量钻孔泥浆由水、黏土(膨润2．1成孔的质量控制土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻2．1．1螺旋钻孔灌注桩具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，如流，防止塌孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净果其成孔质量控制得不好，则可能发生塌孔、径缩、桩化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠孔偏斜及桩端达不到设计持力层的要求等多方面的问度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，在砂题，直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，钻土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在孔灌注桩的施工质量中成孔质量是关键。1．1～1．3;在穿过砂夹卵石层或容易造成塌孔的土层螺旋钻孔灌注桩成孔质量控制主要包括:①桩位、时，泥浆的相对密度应控制在1．3～1．5，泥浆的性能桩顶标高和成孔深度控制;②孔径和垂直度的控制;③指标如表1所示。孔底渣土的清理3个方面。表1制备泥浆的性能指标1)桩位、桩顶标高和成孔深度控制开钻前必须项次项目性能指标1相对密度1．1～1．5确认桩位编号、孔口标高、孔深，准确无误后，方可开2黏度/s10～25钻。钻进过程中，钻机平台应保持平衡，一般情况下未3含砂率/%＜6达到设计标高不得反转或提升钻杆。钻进过程中，操4胶体率/%＞95作人员要密切注意钻进情况，如遇卡钻、钻杆剧烈抖5pH值7～9动、钻机偏斜等异常情况，应立即停钻，查明原因，采取3)排渣和清孔的质量控制在黏土和粉质黏土中相应措施后方可继续作业。钻进至设计标高后方可停成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相钻。对密度应控制在1．1～1．2。在清孔过程中，应不断置2)孔径和垂直度的控制开始钻进或穿过软硬地换泥浆，直至浇注水下混凝土。以原土造浆的钻孔，清层交界处时，应保证钻杆垂直，缓慢进入;在含有砖头、孔可用射水法，此时钻具只转不进，待排出泥浆相对密瓦块的杂填土层或软塑黏性土层中钻进时，应尽量减度降到1．1左右即认为清孔合格;注入制备泥浆的钻少钻杆晃动，以免扩大孔径;钻进遇含石块较多的土层孔，可采用换浆法清孔，直至换出泥浆的相对密度＜或含水量较大的软塑黏土层时，应尽量减少钻杆晃动1．15时认为合格，在特殊情况下泥浆相对密度可以适引起孔径扩大，致使孔壁附着扰动土和孔底回落土增当放宽。浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对加。密度应＜1．25，含砂率≤8%;黏度≤28s。测量沉渣厚3)孔底渣土的清理钻孔进程中应采取人工配合度符合规定要求后可进行混凝土浇注。及时清除散落土。钻到预定深度后，螺旋钻在原深处采用泥浆护壁钻孔施工时，为防止表层土受振动进行空转清土，不得增加钻深，然后停止转动，提出钻坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，杆。提钻时不得回转钻杆，并配专人进行孔口清理，及设计无特殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深时清理孔口堆积土，避免孔口土落入孔中。成孔后及度。此外，雨天施工现场必须有排水措施，严防地面雨时在孔口放置盖板，当天成孔当天灌注混凝土。此外，水流入桩孔内。钻进砂层遇到地下水时，钻深应不超过初见水位，以防2．2成桩质量控制塌孔，增加虚土厚度。成桩的工程质量主要包括钢筋笼的制作质量和混在钻孔完工后，进行孔底渣土厚度检验，工程中要凝土浇筑质量两个方面。在施工前应选用经检验合格求虚土厚度不超过10cm。的原材料(水泥出厂合格证、化验报告、钢筋质量检验2．1．2泥浆护壁成孔灌注桩报告、砂石化验报告)，严格按照施工操作流程进行钢泥浆护壁成孔灌注桩成孔质量控制主要包括上述筋连接、混凝土的浇筑和养护，以确保钻孔灌注桩的工螺旋钻孔所提的几个方面以外，还包含:①下套管的质程质量。量控制;②泥浆制备的工程质量;③排渣和清孔的质量2．2．1螺旋钻孔灌注桩成桩质量控制控制。1)钢筋笼的吊放质量控制钢筋笼的制作应按照1)下套管的质量控制钻孔深度到5m左右时，工程设计图纸要求进行，吊放时要保持钢筋笼垂直，避提钻下套管，套管内径应大于钻头100mm，套管位置应免碰撞孔壁，防止放偏和刮土下落。在吊放受阻时，不埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用黏土填实，套管能强行下放，否则会造成塌孔、钢筋笼变形。吊放至设中心与桩孔中心线偏差≤50mm。套管埋设深度:在黏计深度后，要将钢筋笼上端妥善固定，避免钢筋笼在浇性土中不宜＜lm，在砂土中不宜＜1．5m，并应保持孔筑混凝土过程中发生移动。内泥浆面高出地下水位1m以上。2)混凝土的浇筑质量控制混凝土采用现场拌 2013增刊梁志松等:桩基工程中钻孔灌注桩的施工质量控制99制，坍落度一般保持8～10cm，强度等级不小于C15，为因此在钻孔灌注桩施工中，采用隔孔施工的措施，能有保证其和易性及坍落度，可以采取调整砂率，掺外加剂效防止在成桩初期，对桩身混凝土的不良影响。等方法。灌注混凝土要求随钻随灌，成孔后不要过夜。灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔，钢遇雨天，特别要防止成孔后灌水。在浇灌混凝土前复筋笼制作及安放、混凝土搅制及灌注等3个工序过程查孔深，作出记录。如遇孔壁缩径，孔底见水或上层滞的质量检查。结合几个实际工程(见表2)来看，钻孔水等引起塌孔时，应及时进行处理。混凝土必须自始灌注桩严格按照上述施工工艺流程进行质量控制，单至终随灌随振，为保证混凝土的密实度，避免振捣棒损桩极限抗压承载力均明显高于设计承载力。坏，每灌入1．5m左右深混凝土应振捣一次，搭接长应表2典型工程的单桩承载力检验记录少于500mm。混凝土灌至顶部时，应随时测量桩顶标桩径/桩长/设计承载极限抗压项目名称mmm力/kN承载力/kN高，避免超浇过多。民众镇三宝水闸重建2．2．2泥浆护壁成孔灌注桩质量控制工程60048900＞1800泥浆护壁成孔灌注桩成桩质量控制主要包括上述中顺大围板芙堤段十50033950＞1900三顷水闸重建工程螺旋钻孔成桩质量控制所提的几个方面以外，还包括南海区红沙高新产业以下内容。基地配套道路一期工50010120＞240程及大榄涌整治工程水下浇筑混凝土应进行配合比试验，混凝土的试BT项目配强度应比设计强度提高10%～15%，具有良好的和3结语易性，坍落度应为16～22cm，在浇筑初期，为使导管下钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目，质端形成混凝土堆，坍落度宜为14～16cm，水泥用量一量检查比较困难，如桩的各种动测技术基本上都是在3般为350～400kg/m，砂率一般控制在45%～50%。一定的假设模型的基础上进行参数测定和检验。需要在浇筑水下混凝土前，应对孔底进行射水清底，在钢筋依靠专业人员的经验评定。同一个桩基工程，各检测笼内插入混凝土导管(管内内置射水装置)，通过软管单位用同一种方法进行检测，由于技术人员的实践经与高压泵连接，开动高压泵泵射水，使得孔底的沉渣悬验的差异，其结论偏差很大的情况也时有发生。浮于泥浆之中，减少孔底的沉渣厚度。停止射水后，应通过近年来多个螺旋钻孔灌注桩工程和泥浆护壁立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮钻孔灌注桩工程的施工实践，得出以下结论:加强桩基在混凝土上面，并同泥浆一同排回储浆槽内。水下浇工程检测是检验桩基工程质量的重要手段，要保证钻筑混凝土应连接施工;导管底端应始终埋入混凝土中孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人和施工技术措0．8～1．3m;导管的第1节底管长度应≥4m。施的实施。现场管理人员要有高度责任心，以防为主，为保证桩体与上部承台的有效连接，桩顶上的插对桩基各个施工技术环节要充分重视并精心施工，只筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防有这样桩基的质量控制才能得到保证。止插偏和插斜。参考文献:2．3施工工序的调整［1］桩基工程手册［M］．北京:中国建筑工业出版社，1995．钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打入桩是将周［2］王莹，林金涛．螺旋钻孔灌注桩成桩工艺对桩质量的影响［J］．探矿工程，2007(7):31-32．围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动［3］刘俊民．钻孔灌注桩施工质量控制探讨［J］．桥梁与隧道工程，土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先钻孔，然后在孔内2012(1):105-107．成桩。周围土体会向桩身产生移动，并且产生一定的［4］郭刘珠．泥浆护壁钻孔灌注桩的施工工艺和质量控制［J］．建压力，尤其是在成桩初始阶段，桩身混凝土的强度很材技术与应用，2012(1):26-28．低，不能有效的抵抗这种压力，导致桩身混凝土开裂，'