浅谈冲孔灌注桩施工质量控制要点.doc

浅谈冲孔灌注桩施工质量控制要点引言：灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔,然后放入钢筋笼，最后灌注混凝土而成。该工艺具有对邻近建筑物及周围环境的有害影响小、桩长和直径可按设计要求变化自如、桩端可进入持力层或嵌入岩层和单桩承载力大等优点，目前在国内应用广泛。灌注桩按其成孔方法不同，主要分为冲孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等形式。结合笔者的工程实践经验，下面就冲孔灌注桩施工质量控制简要谈谈自己的一些认识。关键词：冲孔灌注桩 泥浆 混凝土 钢筋笼 质量 控制冲孔灌注桩施工工艺流程分为：场地平整桩位放线开挖浆池、浆沟护筒埋设桩机就位、孔位校正冲击成孔孔深测定、一次清孔制作下放钢筋笼下放导管二次清孔灌注水下混凝土成孔。冲孔灌注桩施工质量控制必须从上述工艺流程着手，在各环节实际施工过程中须注意以下质量控制要点。一、桩位测量控制 表一：灌注桩的允许偏差确保工程桩位精确是灌注桩施工质量控制的基础，为避免因工程桩位测量发生严重误差导致桩身严重偏位，施工中应注意以下方面：1、测量仪器控制。选用精确的测量仪器设备，严格落实检修制度，使用前必须进行矫正复位；2、测量方法控制。测量过程落实“交手测量”制度，通过不同测量员的记录数据进行校对复核。在灌注桩施工中的桩位控制必须引起高度重视，按照表一内容进行严格控制，一旦发生错误将难以弥补。二、桩机就位控制1、桩机移位控制。选定满足施工要求的桩位安放桩机，冲孔灌注桩属部分挤土成孔法，应实行跳打原则，防止因桩机荷载和冲孔所产生的应力释放而影响到刚灌注完混凝土的邻桩的质量，当无法调整避开时，应至少待混凝土灌注完成72小时后方可进行邻桩施工。2、桩身垂直度控制。桩机就位时要求桩机机台水平、稳固，安装就位后要用水平尺和测锤进行校验，同时需将钢丝绳调整与桩位中心重合，保证桩身垂直度符合规范要求（每米偏差不大于10mm）。3、桩位控制。桩机就位后，需通过多个测站复核桩位坐标，避免桩机移位过程导致工程桩位发生严重偏位的情况。三、成孔质量控制1、桩身垂直度控制。冲孔过程中桩机机台振动较大，常因底部未垫实而发生倾斜、偏位，因此冲孔过程中仍应定时或不定时的复核钢丝绳是否与桩位中心重合，充分保证桩身垂直度符合规范要求。2、泥浆性能指标控制。灌注桩成孔过程中，泥浆主要起到护壁、循环清孔掏渣等重要作用。当泥浆相对密度、粘度过小时，形成的泥皮粘附力差，易于脱落，难以起到护壁作用，容易引起扩孔、塌孔甚至颈缩；当泥浆相对密度、粘度、含砂率较大时，形成的泥皮质量差、厚度大，影响桩径尺寸的同时，也增加了冲孔难度。按照灌注桩施工规程，该阶段应控制泥浆应达到以下技术性能要求：1.2相对密度1.3，22s粘度30s，含砂率8%。3、冲孔深度控制。因为灌注桩孔底存在部分沉渣厚度，冲孔施工时需结合实际情况适当超深（一般不小于5cm），否则将会导致实际桩长小于设计桩长。另外，测绳由于反复在水中侵泡，会因变形而导致所测数据失真，施工人员应定期对测绳进行更换，确保测量数据准确。四、清孔质量控制以钢筋笼、导管是否下放为标准，清孔分为一次清孔和二次清孔。一次清孔是保证清孔质量的基础，不能因为有二次清孔而忽视一次清孔的重要性，因为第一次清孔吸力大，清孔能力强，可以将绝大部分沉渣吸出孔外；而第二次清孔是在下完钢筋笼和导管后，利用导管进行清孔，吸力较小，目的是清除在下钢筋笼和导管过程中沉淀到孔底或是被钢筋笼碰撞而掉下去的泥块沉渣。此阶段需注意以下问题：1、泥浆性能指标控制。清孔过程中，应严格控制泥浆性能指标，当泥浆相对密度、粘度较小时，不仅容易引发扩孔、塌孔，而且清孔效果差，效率低；当泥浆相对密度、粘度和含砂率过大时，形成的泥皮将会沉积吸附在钢筋笼上，影响钢筋与混凝土的咬合力。灌注混凝土前应控制孔底500mm以内的泥浆达到以下技术性能要求：相对密度1.25，粘度28s，含砂率4%。2、沉渣厚度控制。沉渣厚度不宜过大，否则将导致桩身沉降量过大，降低桩身承载力，无法达到设计承载力，对端承型桩，不应大于50mm，对摩擦型桩，不应大于100mm，对抗拔、抗水平力桩，不应大于200mm。清孔完成后，一般在24小时内完成钢筋笼下放较为适宜，避免因清孔时间过长，导致泥浆指标发生不利变化，引发质量问题。五、钢筋笼质量控制表二：钢筋笼制作允许偏差1、钢筋笼尺寸及焊接质量控制。钢筋笼应严格按照同一断面接头数量不大于钢筋笼主筋数量的要求进行制作，并按照表二内容仔细对照检查钢筋笼尺寸偏差。单节钢筋笼长度不宜短于5米，也不宜超过9米。2、钢筋笼定位控制。钢筋笼吊放须做到多点起吊，使钢筋笼垂直对准冲孔中心，缓慢准确吊放至设计深度，吊放过程遵循正、直、中三个要点，确保混凝土保护层满足设计要求，并尽快组织混凝土灌筑，避免塌孔。六、灌筑水下混凝土质量控制1、混凝土灌注前孔底沉渣厚度及泥浆性能指标复测控制。沉渣厚度较大和泥浆相对密度、粘度较小的危害此处不再赘述，当泥浆相对密度、粘度和含砂率较大时，则会增加水下混凝土灌注阻力，降低混凝土的流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯部位，导致桩身质量较差的同时，也降低了桩的侧向摩擦阻力。所以在灌注混凝土前必须再次检测孔底沉渣厚度和泥浆性能指标，满足要求后方可灌注。2、水下混凝土性能指标控制。结合灌注桩施工特点，水下混凝土的强度等级满足设计以外，还需有合理的初凝时间和良好和易性。（1）初凝时间对于灌注桩施工非常重要，一般要求所使用的水下混凝土初凝时间是实际灌注时间的两倍，否则容易在灌注过程中出现堵管现象。（2）良好的和易性：含砂率宜为4045，并宜选用中粗砂，粗骨料最大粒径应小于40mm，有条件时可采用二级配，要求坍落度满足180-220mm，当坍落度过小时，易堵塞导管，坍落度大时易发生离析。3、导管质量控制。使用导管灌注水下混凝土时，需重点检查导管的气密性和垂直度。（1）导管气密性是否良好直接影响灌注桩桩身质量，气密性较差时，首先会导致混凝土灌注内外压力发生变化，增加混凝土灌注难度；其次会导致导管内出现返水现象，导致混凝土水灰比增大，强度降低，拌合物泌水离析。（2）导管垂直度较差时，可能会在混凝土灌注过程中，与钢筋笼发生碰撞，引发钢筋笼发生偏位，进而影响混凝土保护层厚度。4、混凝土初灌量控制。开始灌注混凝土时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm，并且必须有足够的初灌量，能够使导管一次性埋入混凝土面长度大于0.8m。5、导管埋深控制，宜为26m。当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时，说明混凝土灌注压力已等于或小于灌注阻力，此时应适当提升导管，若需提高导管1m以上才能灌入混凝土，此时则应拆除部分导管，减小导管在混凝土的埋深，使混凝土能够顺利灌注。导管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易发生混凝土凝住导管的断桩事故，埋深太浅容易冲翻孔内混凝土顶面而将沉渣泥浆卷入或是将导管拔出孔内混凝土面，造成桩身夹泥甚至断桩。因此，在灌注水下混凝土施工中应做到勤提管勤拆管，不能出现一次性拆管过长的情况。6、混凝土末灌量控制。严格控制单根灌注桩混凝土最后一次的灌注量,超灌高度宜为0.8-1m，必须保证凿除泛浆高度后桩顶混凝土达到设计强度等级。结语：冲孔灌注桩的施工工艺虽然已经很成熟，但其施工工序复杂，从测设桩位、冲击成孔到水下灌注混凝土的全过程，稍有不慎或把关不严，就会造成桩位、孔径、垂直度偏差，冲孔过程偏孔、扩孔、坍孔，灌注混凝土过程出现钢筋笼偏位、堵管、缩颈、断桩、桩身强度不足等质量事故，类似经验教训屡见不鲜。影响灌注桩质量因素是多方面的，如地质勘察资料的局限性，地质情况的不可预见性，施工工艺标准控制不严，施工人员经验不足以及材料自身存在缺陷等问题。所以，在施工过程中，应全面考虑上述影响因素，认真做好事前、事中控制工作，把灌注桩质量隐患消除在萌芽状态，为其后续整体工程质量打下坚实基础。参考文献：1应惠清 ,土木工程施工M,2版，高等教育出版社,2009年5月版：72-80；2中华人民共和国行业标准编写组，JTS257-2008S水运工程质量检验标准,人民交通出版社，2008年12月22日：54；3 中华人民共和国行业标准编写组，JTJ94-2008