关于钻孔灌注桩施工质量的控制
关键词：桩基,质量,控制
在广东西部沿海高速公路珠海段工程建设中，第八～十五合同段共有桩基2502根， 60%桩为水中桩，桩径在1200㎜～2500㎜之间，全部为嵌岩桩，桩基全部采用钻孔灌注施工方法。桩基施工完成后，经有资质单位检测，一类桩比例达到84%，其余均为二类桩，没有不合格桩。桩基施工质量得到了业主和省质量监督站的好评。现将钻孔灌注桩的施工控制措施总结如下：
1、水中施工平台设置：
(1)平台必须牢固稳定，承包人必须在平台搭设前上报平台搭设方案及受力分析计算书，监理工程师批准后方可施工。
(2)平台高度：平台底面要高出二十年一遇洪水水位标高50cm以上。
(3)设置明显的船只碰撞防护标志，设首尾示警灯、航标灯，设防撞桩等。
(4)设置救生用品，如救生衣、救生圈等。
2、护筒设置：
护筒高度宜高出地面0.3M或水面1.2M～2.0M，潮水地区应高出最高施工水位1.2M～2.0M。护筒内径宜比桩径大200～400㎜。护筒埋设后，必须经总监办测量工程师复核无疑后才能开钻。
3、钻孔泥浆性能指标的控制
4、钻孔施工
(1)钻机安放平稳、位置准确。
(2)根据设计地质资料，选用适当的钻机和泥浆。
(3)要及时捞取渣样，并对岩样进行判定，并做好记录和监理工程师签证。
(4)在成孔过程中以及终孔时要复测护筒位置，防止桩基偏位。
(5)桩基终孔：冲孔到设计标高后，现场施工人员必须通知地质监理工程师对岩样作出正确判定，如果岩样与地质资料不符，通知设计代表进行处理。
5、清孔施工
钻孔深度达到设计要求后，进行清孔要注意检查泥浆性能指标(特别是泥浆比、含砂率、粘度等)及沉淀层厚度，满足规范和设计规定后，才允许下钢筋笼。
清孔后，使用检孔器对桩孔进行检验，检孔器外径为钢筋笼直径加100mm，长度为4～6倍外径。
6、钢筋笼制作与安装：
(1)检查主筋、箍筋数量，只有钢筋数量满足的前提下，再对钢筋尺寸进行检查。
(2)检查钢筋连接(或焊接)质量，加强成品的试验检测。
A、挤压套挤压连接：
①对加劲筋采用专用卡模，保证筋环外径尺寸统一;
②主筋与加劲筋焊接组装，应采用专用卡模(或地模展开)保证节段前主筋端头在同一截面(不超出规范允许);
③主筋骨架对接上下两节骨架主筋之间的间隙应在规范许可以内，如超出将多余部分割除;
④在钢筋端头划上定位标记，确保伸入挤压套内钢筋长度;
⑤先挤压钢筋三根主筋(互成120°)，然后逐根挤压，挤压接头同一断面不大于50%，接头错开位置大于35倍d;
⑥挤压完成后，应对挤压套详细检查，是否有漏挤和开裂(如有则采取补救措施)。
B:钢筋墩粗直螺纹连接：
①对于进场的直螺纹套，应严格检查，罗纹内径、中径及材质均符合设计及规范要求时方可使用;
②主筋镦粗及外罗纹加工：镦粗机械设备性能符合要求，镦粗直径应符合要求;
③镦粗钢筋不允许有横向裂纹，严禁二次墩粗;
④直螺纹的加工质量的好坏直接关系到钢筋笼的连接质量，应按要求逐根检验其外径、中径、螺纹牙型和螺纹长度;
⑤对检验合格外螺纹主筋应加保护套(护住螺纹部分);
⑥钢筋笼制做应采用能精确控制的工艺方法;
⑦钢筋笼运输安装，要有可靠的防止钢筋骨架变形的方法，从而保证安装顺利和精确定位;
⑧钢筋笼的下沉及连接，第一节笼下沉至护筒口用方钢临时定位，起吊第一节钢筋笼，精细操作准确对位，逐根用螺纹连接，连接后认真检查，合格后沉放笼体;
C：焊接：
①钢筋焊接前，必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊;
②焊工必须待合格证上岗;
③焊缝要平整、饱满,焊渣要及时清除;
④ 焊接所用的设备、材料等必须满足规范的规定。
(3)钢筋笼安装时，有声测管的桩必须采取有效的措施，确保声测管安装位置准确，固定牢靠，密封性好，杜绝堵管的事件发生。
(4)钢筋笼不能落在桩底，钢筋笼应处于悬空(离桩底15cm左右)状态，以保证钢筋笼顺直。钢筋骨架顶端应设置吊环，按照设计图对钢筋笼准确定位。
(5)由于下钢筋笼时间较长，下完后，在灌注砼前必须进行二次清孔。
(6)采取有效措施，防止砼灌注时钢筋笼上浮。
7、水下砼灌注施工
(1)准备工作：
①要求灌注前对砼标高在护筒上做好标记(要注意：灌注的桩顶标高要比设计高出0.5～1.0m);
②对灌注导管，在使用前进行水密承压和接头抗拉试验;对首盘砼所需要的砼量进行计算，并检查是否备有保证首盘砼料的料斗;
③水密试验水压及首盘砼量计算如下：
(2)在灌注过程中，应该使导管上下活动串管，使砼密实。导管的埋置深度控制在2～6m，在浇注后期，最好控制在2～3m。
(3)导管提升时，速度不能太快，否则将导致在原来导管占据部位的砼松散。
(4)如果桩在施工中遇到异常情况，或监理工程师认为桩可能存在质量隐患，事后采取取芯检验。
(5)砼试件的制作要求必须做到桩基上中下三个部位分别抽取，做好取样记录和试件标记。
8、钻孔灌过程中常见质量问题防范及处理
8.1孔壁坍陷
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。护筒除起到这个作用外，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。
造成原因：(1)护筒埋置过浅，周围封填不密漏水;(2)操作不当，如提升钻头、冲击锥或掏渣筒倾倒，或放钢筋骨架时碰撞孔壁;(3)泥浆稠度小，起不到护壁作用;(4)泥浆水位高度不够，对孔壁压力小;(5)向孔内加水时流速过大，直接冲刷孔壁;(6)在松软砂层中钻进，进尺太快。
防治措施：(1)坍孔部位不深时，可改用深埋护筒，将护筒周围回填土，夯实，重新钻孔;(2)轻度坍孔，可加大泥浆相对密度和提高水位;(3)严重坍孔，用粘土泥膏投入钻孔中，等孔壁稳定后采用低速钻进;(4)汛期或潮汐地区水位变化过大时，应采取加高护筒，增加水头等措施保证水头相对稳定;(5)提升钻头，下放钢筋骨架应保持垂直，尽量不要碰撞孔壁;(6)在松软砂层钻进时，应控制进尺速度，并用较好泥浆护壁。
8.2 护筒冒水
护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉，护筒倾斜和移位，造成钻孔偏斜，甚至无法施工。
造成原因：(1)埋设护筒的周围土不密实;(2)护简水位差太大;(3)钻头起落时碰撞。
防治措施：(1)在埋简时，四周应用粘土分层夯实;(2)在护筒的适当高度开孔。使护筒内保持1.0～1.5m的水头高度;(3)钻头起落时，应防止碰撞护筒，发现护筒冒水时，应立即停止冲孔，用粘土在四周填实加固.若护简严重下沉或移位时，应重新安装护筒。
8.3 缩颈
缩颈即孔径小于设计孔径，缩颈的桩又称瓶颈桩，部分桩径缩小，截面不符合要求。
造成原因:在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。桩管拔出后，这种压力便作用到新灌注的混凝土桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象，拔管过快，混凝土量少或和易性差，使混凝土出管时扩散差等。
防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔～段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。施工中应经常测定混凝土落下情况，发现问题及时纠正。
8.4 钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
造成原因：(1)场地未平整，钻机底座安装不平，稳定性差;(2)地面产生不均匀沉陷;(3)土层中夹有大的孤石或其他硬物等情形。
防治措施：(1)检查、纠正桩架，使之垂直安置，稳固，并对导架进行水平与垂直校正和对钻孔设备加以可偿返修;(2)偏斜过大时，填入土石重新钻进，控制钻速;(3)遇有探头石，宜用钻机钻透，用冲孔机时，用低速成孔，将石打碎;遇倾斜基岩时，可用混凝土填平，待其凝固后再钻。
8.5卡钻
造成原因：(1)孔内出现梅花孔、探头石、缩孔等未及时处理;(2)钻头被坍孔落下的石块或误落入孔内的工具卡住;(3)入孔较深的钢护筒倾斜或下端被钻头撞击严重变形;(4)钻头尺寸不统一，焊补的钻头过大;(5)下钻头太猛，或钢绳过长，使钻头倾斜卡在孔壁上;(6)冲击钻孔，尤易产生卡钻情况。
防治措施：(1)对于向下能活动的上卡，可用上下提升法，即上、下提动钻头，并配以将钢丝绳左右拔移、旋转;(2)卡钻后只宜轻提，当提不动时，可用小冲击钻锥冲或用冲、吸的方法将钻锥周围的钻渣松动后再提出;(3)施工中注意保持护筒垂直，防止倾斜，钻头尺寸应统一，下钻应控制钻进速度，不要过猛过快。
8.6 桩底沉渣量过多
造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔：泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起：钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底：清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。
防治措施：成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清7La,d间不少于30min。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度。钢筋笼吊放时，使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。下完钢筋笼后，检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，则应利用导管进行二次清孔，直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为3O～40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1 Om 以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
8.7 断桩
混凝土凝固后不连续，中间被 中洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
造成原因：由于导管底端距孔底过远，混凝土被冲洗液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土机体与基岩之间被不凝固的混凝土填充 受地下水活动的影响或导管密封不良，冲洗液浸入混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝体;由于在浇注混凝土时，导管提升和起拔过多，露出混凝土面，或因停电、待料等原因造成夹渣，出现桩身中岩渣沉积成层，将混凝土桩上下分开的现象：浇注混凝土时，没有从导管内灌入，而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土，产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬，个别孔段出现疏松、空洞的现象。
防治措施：成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定，冲孔后要及时灌注混凝土，避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量，准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中，应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深，提升导管要;准确可靠，并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比，混凝土应有良好的和易性和流动性，坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段，事先要用套管或水泥进行处理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入，要求灌注过程连续、快速，;准备灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝，应根据首次混凝土灌入量的多少而定，严防断裂。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定，切勿起拔过多。
9、结语
桥梁桩基质量的控制是桥梁控制的关键，由于不可遇见因素比较多，桩基施工存在较大的风险，但只要多思考、多总结，从施工的各个环节加强控制，就可以将风险降至最低。
参考文献：
[1] 公路桥涵施工技术规范JTJ041-2000，〔S〕。北京：人民交通出版社，2000·