浅析钻孔灌注桩施工要点及质量控制

浅析钻孔灌注桩施工要点及质量控制
许翔
摘要：钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响，本文结合具体工程实例，详细介绍钻孔灌注桩施工工艺与方法，并就钻孔灌注过程中出现的质量问题提出具体的处理措施，为钻
孔灌注桩施工提供技术参考。
关键词：钻孔灌注桩；施工质量；质量控制
引言
桩基础是当地基浅层土质不良，浅基础无法满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时所采用的一种深基础形式。它具有能避免或减少水下工程、简化施工设备和技术要求、加快施工速度并改善劳动条件等特点。本文结合工程具体实例，对钻孔灌注桩施工质量控制进行探讨。
1 工程概述
三亚市红沙海岸住宅小区项目1#、2#、3#楼基础采用钻孔灌注桩，共计399根，其中ф1000mm桩长18.5m的169根，ф800mm桩长18.5m的230根。本工程砼为商品混凝土，要求原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%，以提高砼的流动性，防止堵管。桩基设计等级为甲级，桩基持力层选在碎石土层（粉质黏土），桩端全截面嵌入持力层深度Z不小于2.0m，桩端承载力极限标准值征值 qpk=3000kpa(1500kpa)，桩纵向主钢筋及部分箍筋采用HRB335级钢筋,部分箍筋采用HPB235级钢筋，桩身混凝土等级为C35P6，主筋净保护层厚度50mm，桩主筋、箍筋均采用绑扎搭接。设计桩长为18m，要求超灌0.5m以上，为了使砼具有良好的保水性和流动性，坍落度应控制在180～220mm之间，砼灌注距桩顶约5米处时，坍落度控制在180～200mm，以确保桩顶浮浆不会过高。本工程成孔不深，本地气温高，导管直径取250mm。
2 工程地质条件
场地表层为素填土 (Q4ml)，下部地层为第四系全新统海相沉积层（Q4m）和第四系坡洪积层（Qdl+pl）。依据地基土岩性结构与沉积新老的关系，该部分场地分为以下主要地质层及亚层：
第①层素填土（Q4ml）：灰黄色、黄褐色，稍湿，松散状，主要成份为碎石土；第②层含珊瑚碎屑粉砂(Q4m)：深灰、灰黑、灰褐等色，局部褐黄、灰黄色，饱和，松散状，颗粒成分为石英质；第②1层含珊瑚碎屑淤泥质粘土(Q4m)：深灰、灰黑、灰褐等色；第③层粉质粘土（Q4m）：灰黄色、黄褐色、浅灰色；第④层碎石土（Qdl+pl）：上部红褐色、黄褐色，下部黄褐色、灰黄色、夹灰白色，为山前坡洪积土，其中地块一北部2#、3#楼含孤石较多，该层碎石分布很不均匀，局部上部含量较少，粉质粘土充填；第⑤层粉质粘土（Qel）：黄褐色、浅黄色、灰白色，该层主要分布于地块一北部的2#楼场地，顶板埋深20.00～27.50m，层顶标高－21.10～－11.11m，厚度1.40～27.80m，平均厚度7.52m，分布很不均匀；第⑥层强风化砂砾岩（O2）：浅黄、灰白色，风化强烈，局部粉质粘土状，该层仅在1#楼场地有分布，层顶埋深25.00～27.50m，层顶标高－21.43～－18.19m，层厚1.20～2.00m，平均厚度1.55m；第⑦层中风化砂砾岩（O2）：浅灰色、灰白色，粗粒结构，块状构造，岩质较硬，裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈块状；第⑦1层中风化硅质灰岩（O2）：浅灰色、灰白色，隐晶质结构，块状构造，岩质坚硬，岩体基本质量等级为Ⅲ级，局部溶蚀现象明显，个别有溶洞，该层仅揭露于2#楼东部和3#楼西部地段，层顶埋深27.00～29.70m，层顶标高－35.10～－30.50m，揭露厚度0.60～11.40m，未揭穿层底。
3 钻孔桩施工工艺
3.1 机械型号
钻头直径必须保证桩的设计直径，一般比设计桩径小5～6cm，钻头形状应对称，锥尖角度不小于120度。本工程选用一台南车产TR250D型旋挖钻机。
3.2 施工准备
3.2.1 场地准备
清除杂物，平整场地，根据机具、设备、材料、运输等供应情况进行合理布置场地，设备进场前要做到“三通一平”。对设计单位交付的测量资料进行检查，复核测量基线和基点标定钻孔桩位和高程。
3.2.2 埋置护筒
护筒的内径比设计的桩直径稍大，用冲抓方法，0.2m～0．3m，护筒顶端高出地面0．3m。护筒埋置时顶标高应高出地下水位和施工最高水位1.5m～2.Om；护筒底标高应低于施工最低水位，一般低于0.1m～0.3m即可；护筒挖坑一般比护筒直径大0.8m，四周为夯填密实的黏土。
3.2.3 设备安装
在钻孔过程中，成孔中心必须对准桩位中心，钻机必须保持平稳、水平；钻台行走钢轨铺设必须平直、稳固，对称线与桩孔中心线的偏差不得大于20mm，轨道面上任意两点的高差不得大于l0mm。钻机运行时不应有明显沉陷；设备安装就位之后，精心调护，并支撑牢固。
3.3 施工要点
钻孔灌注桩施工要点流程见图l

4 钻孔灌注桩常遇质量问题及处理措施
4.1 孔内坍塌
4.1.1 现象
在施工3#楼的24#桩孔时，钻进9m后孔内水位突然下降，孔口冒细密的水泡，出渣量显著增加而不见钻头进尺，但钻机负荷显著增加，钻机无法正常钻进。
4.1.2 处理措施
首先判明坍塌位置，回填砂和黏土(或沙砾和黄土)混合物到塌孔处以lm～2m，待沉积密实后再进行钻进。
4.1.3 预防措施
在松散粉砂土或流沙中钻孔时，应选用较大比重、黏度的泥浆，并放慢进尺速度。也可投入黏土掺片石或卵石，低锤冲击，将黏土膏、片石、卵石挤入孔壁；根据不同地层，调整泥浆比重，确保泥浆具有足够的稠度，确保孔内外水位差，维护孔壁稳定；清孔时应指定专人负责补水，保证钻孔内必要的水头高度。
4.2 钻孔偏斜
4.2.1 现象
把钢筋笼吊入2#楼的38#桩孔时，发现钢筋笼难吊人，钻孔偏斜。
4.2.2 处理措施
回填砂黏土到偏斜处，待沉积密实后再继续钻进。
4.2.3 预防措施
安装钻机时要使转盘、底座水平，起重滑轮轮轴、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正；由于主动钻杆较长，转动时上部摆动较大，必须在钻架上增设导向架，控制钻杆上的提引水笼头，使其沿导向架向下钻进；钻杆、接头应逐个检查，及时调直；主钻杆弯曲时要用千斤顶及时调直；在有倾斜的软、硬地层钻进时，应吊着钻杆控制进尺，低速钻进，或回填片石、卵石冲平后再钻。
4.3 缩孔
4.3.1 现象
在2#楼的113#桩成孔后，发现孔径小于设计孔径。缩孔会产生钢筋的混凝土保护层过小及降低桩承载力。
4.3.2 处理措施
采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。
4.3.3 预防措施
应经常检查钻具尺寸，及时补焊或更换钻齿。有软塑土时，采用失水率小的优质泥浆护壁。
4.4 堵管
4.4.1 现象
引起堵管的原因有很多种，1#楼的28#桩堵管是由于埋管过浅，在浇注过程中导致脱管，使泥浆与砂浆混合物反压人管内，导致商品砼灌不进去。
4.4.2 处理措施
提升导管2m左右，在孔口板上下进行振动，让混凝土在其自重力作用下压出导管，或使用高频振动器安置在导管顶部，开启振动器可以使管内混凝土因振动液化原理而压出导管。
4.5 清孔后孔底沉淀超厚
4.5.1 现象
用掏渣清孔法代替清孔，发现清孔后孔底沉淀超厚。
4.5.2 处理措施
采用抽浆清孔法清孔。清孔中，应注意始终保持孔内水头，以防塌孔。清孔后，应从孔口、孔中和孔底三部分提取泥浆，测定要求的各项指标，要求这三部分指标的平均值应符合质量标准的要求。
4.6 钢筋笼上浮
4.6.1 现象
1#楼的l1#桩吊入钢筋笼时，发现钢筋笼的位置高于设计位置。
4.6.2 处理措施
当发生钢筋笼上浮时，立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即消失。
4.6.3 预防措施
钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间；灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2m～3m时，应及时将导管提到钢筋笼底端以上。
5 结语
随着住宅楼桩基工程的顺利完工，我们发现钻孔灌注桩施工过程中会出现各式各样的质量问题，因此，应该在开工前做好预防工作，在施工中严格按规范要求控制质量，出现问题后应分析透彻，采取得当、有效的处理措施。对于存在问题的桩，不得隐瞒事实，应设法进行补救，更不宜轻易放弃，造成过多的损失。经过补救后的桩应认真进行检测，合格后方可使用，对补救后仍不合格的，就应与设计部门联系，采取补桩或其它措施。
总之，由于钻孔灌注桩的强适应性、易操作性和质量控制技术的不断成熟，钻孔灌注桩的发展前景是非常广阔的，特别是作为对付水下施工的一把利剑，相信钻孔灌注桩将会得到更好广泛的应用，其技术也将更加成熟。

参考文献
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