建筑设计论文：影响钻孔灌注桩成桩质量的工艺因素及对策

　　影响钻孔灌注桩成桩质量的工艺因素及对策
　　马翠玲
　　河北省水利厅工程局三处河北石家庄050021
　　摘要：本文对影响钻孔灌注桩成桩质量的工艺因素进行了归纳，并提出相应的解决办法。
　　关键词：钻孔灌注桩成桩质量工艺
　　1前言
　　钻孔灌注桩是一项质量要求高、施工工序多、并须在一个短时间内连续完成的地下隐蔽工程。在各种跨越结构中，钻孔灌注桩是最常选用的一种基础形式。由于施工人员对钻孔灌注桩施工的一些工艺技术原理和工艺过程了解得不深或认识不足，在钻孔灌注桩施工中，常出现影响成桩质量的情况。
　　随着南水北调工程的全面开工，本人参加了河北段的野头南桥、野头东桥、窑上南桥、西邢家庄桥、李家庄桥生产桥等桥梁的施工，现根据几个工地的施工情况，谈一下影响灌注桩成桩质量的工艺因素。
　　2影响灌注桩成桩质量的工艺因素
　　2.1钻机安装
　　在施工准备阶段对整个灌注桩成桩质量起着至关重要的作用，首先是钻机安装，如果钻机安设的不稳固或钻机的基础不稳，在施工过程中容易发生钻机倒塌或钻孔垂直度超差。
　　2.2钻头直径对成桩质量的影响
　　在钻头直径、钻具同心度以级配合理性、回转离心力、冲洗液流速及循环方式、施工设备的安装质量以及地层情况等影响桩孔直径大小的因素中，钻头直径是影响桩孔直径的主要因素。
　　2.3泥浆性能
　　泥浆在钻孔灌注桩施工成孔中起携带泥渣、护壁、冷却钻头和冲切土体的作用。在混凝土灌注阶段，性能不好的泥浆对混凝土面上升起阻碍作用，容易造成混浆。
　　2.4初灌量和最后一次灌注量的影响
　　在灌桩过程中，要保证桩头的质量，必须控制好初灌量和最后一次灌注量。初灌量不足容易断桩，最后一次灌注量不足造成桩顶标高偏低，过高则浪费。初灌量必需能埋住导管0.6米，最后一次灌注量要求灌注混凝土的高度要超过桩顶标高30cm以上，凿除浮浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。在实际施工中，灌注量控制不当是经常存在的问题，并经常导致断桩和桩头强度不足。
　　2.5混凝土的可灌性
　　在钻孔灌注桩施工中，混凝土的可灌性对成桩质量有直接的影响。可灌性好的混凝土应是拌合均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能。可灌性好的混凝土可有效地保证混凝土灌注的连续性和密实性。
　　要配制出可灌性好的来保证桩身质量必须做到以下几点：
　　1）、制作混凝土的原材料必须符合使用要求，特别是水泥的质量必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的材料要进行二次复检方可投入使用。
　　2）、混凝土的配合比要通过实验确定
　　做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作，严格按照配比进行投料。水泥、水按重量计，其误差<2%，砂、石按重量计，其误差<3%，
　　3）、要选择分散性好的缓凝型减水剂，并通过实验确定其加量
　　4）、要设有专人对搅拌完的混凝土进行塌落度指标检验
　　5）、按设计要求做好混凝土的试块工作，并保证取样的真实性。
　　3对策
　　3.1钻机安装
　　钻孔灌注桩钻孔平台根据施工荷载及施工现场，确定安设方法。一般采用桩基平台法施工。钻机的安设应根据钻机类型、产品说明书和施工要求，安装平稳，保证钻孔过程中不发生位移和沉陷，保证桩孔的垂直度。
　　3.2钻头直径
　　根据我们经验，钻头直径一般要小于钻孔直径，具体的数值要根据所钻进地层情况确定。在设计桩径为600-1200mm范围内：在软地层中成孔，钻头直径比设计桩径要小30~50mm；对于易引起超径的砂性土层和砂砾石地层，钻头直径比设计桩径小50~80mm；而对于坚硬的土层及岩层，钻头直径比设计桩径小10~20mm。一般情况下，在桩径大、钻进速度高、冲洗液流量大而采用正循环时取大值，反之取小值。
　　3.3泥浆的性能指标
　　泥浆的性能指标是钻孔灌注桩施工的重要工艺指标，特别是对于大直径深孔，用好泥浆是钻孔灌注桩施工中保证成孔成桩质量的关键。影响钻孔灌注桩质量的泥浆性能指标主要是密度和粘度，失水量指标次之，所以在施工中主要控制泥浆的密度和粘度。在清孔阶段，随着上返泥浆含砂量的减少，应逐渐减少泥浆的密度，以利于下一步灌注混凝土。灌注混凝土阶段要求孔底泥浆密度控制在1.25以下，密度小有利于导管外混凝土面上升。
　　在施工中，定时检测泥浆的性能指标，当地层发生变化时加大监测次数,必要时添加外加剂调整泥浆的性能指标。
　　在粘土类地层中施工可使用“自然造浆法”形成的泥浆，在砂性土地层中应慎用，因为这种泥浆的稳定性很差，胶体率很低，失水量很大，含沙量很高，其性能是很难达到《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）中规定的泥浆性能指标要求。对于因孔壁易失稳的必须用膨润土泥浆或其他类型低固相泥浆，不要自然造浆，否则是难以顺利成孔，对成孔质量有直接影响。
　　3.4初灌量和最后一次灌注量
　　为避免灌注的初灌量不足和最后一次灌注量不准确，可以采取以下措施：
　　1）、严格遵守程控规程，合理选择钻速、转速、泵量等。
　　2）、二次清孔要彻底，保证孔底沉渣满足设计要求。
　　3）、清孔泥浆要满足要求，灌注混凝土前，要进行孔底泥浆取样，孔底500mm以内泥浆密度要<1.25，粘度<28s
　　4）、准确计算初灌量，并留有保险系数，制作大容量的初灌漏斗。
　　在混凝土浇注中，尽量少上下活动导管，导管埋深要在2-6m之间，严禁导管提出混凝土面。
　　5）、混凝土灌注中要有专人负责测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，灌注完混凝土用专用工具检查混凝土面高度是否满足设计要求。
　　4钻进成孔过程中出现的意外故障及应对措施
　　4.1、钢护筒变形：根据变形程度采取回填块石至变形部位，在该用冲击锤冲击成孔；严重变形的钢护筒应拔出重打。
　　4.2、塌孔：塌孔不严重时，回填至塌孔位置以上，改善泥浆性能、加高水头，重新钻孔；当护筒底口发生塌孔时应采取护筒跟进或下内护筒等办法进行处理工；当塌孔严重时，应尽快采用粘土并加入适量的碱和水泥回填，回填高度高于塌孔处2～4m，待其固化后，重新施工。
　　4.3、钻孔漏浆：跟进护筒或减小孔内水头差，增加泥浆比重，改善泥浆性能。
　　4.4、偏孔：当偏孔不严重时采用提钻至偏孔处，反复扫孔，使孔壁垂直。当孔壁偏孔严重时，回填至偏孔处重新钻孔。
　　4.5、卡钻、埋钻：发生卡钻或埋钻时，可采用冲、吸等方法，先将钻头周围土岩松动后再提钻，并采取措施保证孔壁稳定。