浅谈钻孔灌注桩施工质量控制

李延涛 王军

一、概述

桩基础是一种古老的深基础，其应用历史可追溯至12000年至14000年前。我国从20世纪50年代开始生产预制钢筋混凝土桩。上世纪50年代末，铁路系统开始生产使用预应力钢筋混凝土桩，而且随着大型钻孔机械的出现，工程中又开始使用钻孔灌注桩或钢筋混凝土灌注桩。20世纪60—70年代，我国也研制生产出预应力钢筋混凝土管桩，并在桥梁和港口工程中得到了广泛应用。

二、工程概况

某一桥梁全长39m（不含桥台侧墙），全桥道路中心线位于直线上，桥面为等宽、斜交布置，斜交角为105°。横断面组成如下：4.5m（人行道）+3.5m（非机动车道）+1.5m（侧分带）+14m（机动车道）+2m（中分带）+16m（机动车道）+1.5m（侧分带）+3.5m（非机动车道）+4.5m（人行道），桥梁总宽51m。桥梁采用三跨简支梁体系，本桥跨度布置为：3×13=39m，0#、1#、2#、3#桩基分别10根，共计40根，桩基直径1.2m。

三、施工准备

钻孔灌注桩施工属于关键工序施工，施工前应具备以下资料：

（1）工程地质材料和必要的水文地质资料；

（2）桩基工程施工图及图纸会审纪要；

（3）建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物等调查资料；

（4）主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；

（5）桩基础工程的施工组织设计或施工方案；

（6）水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；

（7）相关荷载、施工工艺的实验参考资料。

四、施工工艺

施工放样→护筒制作与埋设→钻孔→钢筋笼制作与安装→水下混凝土浇筑。

1.施工放样

施工前对桥梁中心位置桩、三角网基点桩、水准基点桩及其它测量资料进行核对、复核；采用全站仪和DS3级水准仪测量定位，采用坐标放样进行桩位放样，桩位误差小于50mm，高程误差小于±50mm。

2.护筒制作与埋设

护筒采用钢护筒，内径宜比桩径大200mm，采用厚度10mm的钢板卷制而成。护筒长度为2m，在工厂整体加工焊接好后运至工地，直径误差一般小于1cm，所有焊缝要求采用坡口双面焊，钢护筒进场后有专人检查焊缝以保证不漏水。

本工程桩顶预留钢筋1m，因此埋设护筒顶标高应高于桩顶标高至少1.5m，地表高程高于护筒顶高程，先挖至施工需要高程即护筒顶标高。

核对桩中心位置无误后，在桩上交叉固定两条线，使两线之交点准确对准桩位中心。并用十字线交叉控制桩位中心，开挖下放护筒。顶端高程应高出原地面0.3m，顶端应高出地面下水位不小于2m，护筒底端埋置深度为2m。

3.钻孔

选用HG200型反循环钻机，钻机安装处铺设枕木，钻机就位后，用水平尺调平，开钻前应对桩位进行复核检查，经监理工程师验收合格后方可开钻。将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。

钻机就位后，调平机座，确认无误后，开始施钻。将钻头提高距离孔底20～30cm，真空泵加足清水，关闭控制阀使管路封闭，打开真空管路使气水畅通，然后启动真空泵产生负压，待泥浆泵充满水时关闭真空泵，立即启动泥浆泵。当泥浆泵出口真空压力达到0.2MPa以上时，打开出水控制阀，把管路中的泥水混合物排到沉淀池，形成反循环，启动钻机慢速开始钻进。

开孔时钻机轻压慢转，随着深度增加而适当增加压力和速度，在土质松散层时采用比较浓的泥浆护壁，且放慢钻进速度和转速，轻钻慢进以控制塌孔。待导向部位或钻头全部进入地层后，方可加速钻进。

在达到设计桩底标高后，及时上报监理工程师并用检孔器（自行加工检孔器，检孔器直径1.05m，长度6m）对孔倾斜度、孔径、孔深进行检查，检查合格后才可拆除钻头停止钻进，经对孔深、孔径、竖直度检查合格后即为终孔，终孔后立即进行清孔，防止沉淀过多，造成清孔困难。清孔采用二次换浆法清孔，第一次指终孔后采用钻杆的清孔，第二次指安装完钢筋笼后灌注砼前利用导管的清孔。第一次清孔：停止进尺后，将钻锥提起20～30cm，并保持泥浆的正常循环，将相对密度1.03～1.1的泥浆压入孔内，将钻孔内悬浮较多的泥浆换掉，清孔时间根据泥浆比重及清孔过程中测量沉淀厚度来定。清孔过程中必须设有专人捞取钻渣，加快清孔的速度。

4.钢筋笼制作与安装

钢筋笼现场集中制作，钢筋笼制作质量要求：

（1）主筋间距偏差：±10mm。

（2）箍筋间距偏差：±20mm。

（3）钢筋笼骨架底面高程：±50mm。

（4）钢筋笼分段下入桩孔中（利用吊车），主筋采用直螺纹连接。

清孔完毕，后经监理工程师批准，即吊装钢筋笼。吊装前对钢筋笼的分节长度、直径、主筋和箍筋的型号、根数、位置以及焊接等情况全面检查。

5.水下混凝土浇筑

在下钢筋笼之后，尽快安装灌砼导管。导管直径不小于25cm。导管安装前，检算其配节长度及漏斗容量。导管内壁光滑，无粘附物，接管前用水冲洗其内壁。导管下口离孔底25～40cm。水下砼的灌注必须连续进行，中途不得中断。严禁导管提出混凝土面，在计算了已灌砼量及量测了孔中砼面深度后，才可缓缓平稳提升，并随时晃动。在整个灌注时间内，导管埋入砼深度不应小于2m且不大于6m，且导管中不进水或冒气泡。导管应勤提拆，拆管前应先测定混凝土面，再计算拆管节数。一般情况下整个灌注时间控制在2～3小时内。

五、常见施工问题及预防措施

1.坍孔、缩颈及预防措施

坍孔、缩颈是由于成桩过程中桩壁四周土体不连续而产生切变出现程度不一的孔壁坍塌；针对坍孔、缩颈问题，采取以下预防措施：

（1）选用优质粘土、增强护壁能力，必要时掺用碳酸氢钠，增加泥浆胶体率。

（2）当有软塑状淤泥层时，采用冲锥挤扩造孔，同时跟进钢护筒或采用全护筒法施工。

（3）根据地层情况，采用修孔器修正钻孔。

2.孔斜及预防措施

孔斜是指桩基成孔过程中孔位产生倾斜，倾斜度大于1%的桩孔。预防孔斜采取以下措施：

（1）钻机平台填筑密实稳固，钻机定位准确，支垫平稳牢固。

（2）在钻机就位和钻孔过程中随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。

3.断桩及预防措施

断桩是指混凝土凝固后桩体不连续，中间被浆液、气泡泥块等疏松体充填的间断桩。针对断桩问题，采取以下措施：

（1）导管应认真进行水密性试验，每次用过后认真清刷整修。

（2）备用电源在灌注过程中始终待命，以防中途断电。

（3）作好机械设备维修保养，防止中途故障。

（4）严格按照施工规范操作，导管埋深勤检测，勤提管，保证导管埋深不大于6m，不小于2m。

六、结语

本文参考桩基施工技术，简述了桥梁桩基施工工艺，结合实际桥梁施工过程中易出现的问题，浅谈桩基施工质量控制，为提其他桥梁桩基施工提供一定的借鉴。