钻孔灌注桩施工论文：房建工程冲(钻)孔灌注桩的施工技术与质量控制.doc

钻孔灌注桩施工论文：房建工程冲(钻)孔灌注桩的施工技术与质量控制摘要：现代建筑理念中对于房屋设计内容更加广阔，但在房建工程中冲（钻）孔灌注桩的施工尤为多见，其特点主要包括承载力高、适应性强、设备简便、效益优越等等。但另一方面，施工周期长、工艺复杂、质量较低等缺点也给施工带来较大难度。针对这一点，本文以具体工程案例为对象，研究了冲（钻）孔灌注桩的施工技术与质量控制的相关问题。 关键词：房建工程；冲(钻)孔灌注桩；施工质量控制 冲(钻)孔灌注桩是现代施工操作中较为多见的，这主要是由于桩身刚度较大，且入土的深度较深，而桩端持力层能完全按照设计要求嵌入岩层，单桩的承载力强。此外，该类形式的桩型对土层不会造成较大的挤压，施工过程不会造成太大的噪声，所需要投资的工程造价也相对少些。若从另一个角度看，此桩型需在水下现浇成桩，桩身混凝土强度、断桩、砼离析、孔底沉渣过厚等方面的质量难以把握，这就需要在施工过程做好质量控制，以保证工程施工结束达到理想的质量标准。 1.工程案例 新建田德铁路德保火车站站房把冲(钻)孔灌注桩作为工程的基础设计，工程桩的总数量在76根，具体情况：36根是800，30根是600，工程桩的持力层采用弱风化石灰岩层，需要保持桩尖进入岩层500mm，桩长控制30m左右，单桩承载力分别为1850KN和3300KN，标准孔底沉渣50mm，充盈系数为1.101.20，砼强度C35。此项工程的地理位置在山脉周围，地质土层分布情况:（1）杂填土:厚度1.93.5m，多数为粘土、淤泥质填土；（2）淤泥:厚度2.75.0m，为深灰色，饱和流塑；（3）粉质粘土:厚度1.54.0m，呈黄褐色、灰黄、浅灰色，湿度较大；（4）粘土质粉砂:厚度5.9m，湿度大，为饱和状态，密度适中；（5）残积砂质(砾质)粘性土:厚度1.810.5m，为褐黄、砖红、粉红，湿度大；（6）弱风化石灰岩层:结构紧密，岩石硬度大，此层作为桩基持力层。 2.冲(钻)孔灌注桩施工质量的流程及目标 2.1施工监理流程。(见图1) 图1钻孔灌注桩施工质量监理流程图 2.2质量控制目标的布置 加强冲(钻)孔灌注桩质量的控制，必须要求施工人员从多个方面开展工作。首先需要维持桩平面位置的有效性，并同时保证桩身垂直度达到工程方案的设计要求；其次，还需要确保单桩承载力达到设计标准。从实际情况看，能够对单桩承载力和桩平面位置、垂直度等质量造成影响的因素较多，一般体现在成孔的质量、桩身砼的完整性、桩身配筋、桩尖嵌岩深度等方面。因而，为了实现桩的质量与理想标准相符合，我们需要维持以上几点方面满足设计或规范的需求。而受到这种桩自身施工结构以及施工工艺的影响，造成施工的质量容易发生孔底沉渣过厚，桩身砼强度弱，有时发生断桩、夹泥、桩身砼离析等诸多问题。发现类似的质量问题后，若想凭靠返工是难以有效处理解决的，必须要结合补强、加固等方法解决。因此桩基工程质量出现问题后，其操作难度大同时对工期会造成严重影响，也会不断增大工程造价。这就需要我们从不同的方面采取治疗控制措施，保证工程施工顺利进行。需注意控制：控制成孔和清孔的质量；钢筋笼的制作及吊放的质量；桩身砼强度与灌注砼的质量。 3.施工技术及质量控制的具体方法 3.1控制降低质量的因素 对于工程项目分析可知，能造成质量降低的因素是多方面的，我们需采取综合措施控制质量。主要包括：（1）人员方面。对房建工程涉及到的所有人员实施控制，主要包括了管理、试验、钻机、电焊等多个工种，每项技术人员都必须要掌握足够的实践技能才能上岗操作，不仅要掌握理论且需学会具体的作业方式。（2）材料方面。对原材料的质量严格控制，当材料运输到施工现场后，工程单位需安排质量检验员对材料质量、种类进行严格控制，保证每个材料都具备相应的质量报告文件，对现场要求二次取样试验的材料进行取样复试，合格后方用于工程。（3）设备方面。操作人员不断检查桩基施工机械的数量、型号、规格、生产能力等等，以科学的选用施工机械设备。（4）工法方面。对冲钻孔灌注桩成孔有两种工艺，即：正循环施工工艺和反循环施工工艺。正循环施工工艺，泥浆的上返速度较慢，泥皮的厚度偏大，给后面的清孔操作带来较大的困难，由此破坏了桩的质量。因此本工程选择了泵吸反循环钻进工艺，结合2台GPS-15型钻机成孔，反循环清孔排渣，二次换浆清孔，导管灌注水下砼施工流程，从而降低了孔底沉渣量，提高了工程施工质量。但选择泵吸反循环工艺需达到相应的条件，水龙头弯管最高点(如图1T点)大于泥浆的汽化压力Pr；砂石泵吸入口处的压力要超过砂石泵的吸入压力Pb。（5）环境方面：对工程所处的周围环境需要积极检查，保证质量管理工作能顺利进行，如：桩位放样资料、施工记录表格等准备工作，此外，还需要把握好不同的作业流程。 3.2控制工程施工的工序 3.2.1成孔：成孔的施工工序复杂，且每个环节都是紧紧相扣的，只要一个环节出现问题则会影响到整个施工质量。成孔工序控制包括：（1）泥浆护壁。对泥浆护壁进行控制，避免出现孔内坍落、桩身倾斜等问题。这就需要在开钻前严格检查护筒埋置状况，泥浆技术指标、钻机就位等等。此次工程为原孔造浆，监理人员在成孔过程需定期检查泥浆质量，泥浆的比重在钻孔时控制在1：4，清孔时在1.051.10，泥浆的粘度在20s，维持良好的泥浆护壁作用。在钻孔时必须做好巡视监理，对钻进情况详细记录，对机架、钻杆垂直度等实时检查，避免孔身倾斜。（2）嵌岩深度。结合地质钻探资料和钻杆钻进深度、速度、泵吸反循环排渣取样等操作情况，对钻头进入中风化持力层岩面的时间、孔深准确判断，由此计算出钻进嵌岩深度消耗的时间，这样可以保证岩芯取样控制嵌岩深度满足施工需要。而岩面变化幅度大的斜坡面，则需重点关注钻杆的钻进状况，在钻头接触斜坡面以上位置，杆容易发生跳杆、声音异常等问题，当斜坡面被钻头磨平时，钻机转动则可正常运行。这就需要把此面当成嵌岩的起点岩面，对嵌岩深度控制，防止嵌岩深度的判断失误。若互相靠近的孔深度变化异常时，则要猜想碰到漂石的可能性，48#桩在钻至18.48m孔深时遇到中风化层，钻进嵌岩的深度之后必须安排检验员进行终孔验收。此次工程施工中发现异常情况后，经过施工、监理、设计人员等多方面的分析，确定这种情况属于孤石，施工技术人员凭借多年的施工经验提出必须穿透孤石层，才能确保桩基质量，最后2#钻机总共消耗36小时完成孤石穿透，保证了桩基理想的施工质量。 3.2.2清孔：成孔完成操作后，需在最短的时间内完成首次清孔处理。且需要结合实际情况综合检查，主要包括：桩位、孔径、倾斜度、孔深及泥浆指标和孔底沉渣等。第二次清孔则是在完成钢筋笼安放之后完成，在清孔时需结合吊车吊住导管，慢慢完成送浆清孔，到达导管底端距孔底3050cm处全泵量清孔，操作时尽可能把残渣彻底除去，把沉渣厚度控制在设计允许值以下。考虑到桩孔深、泥浆浮力等要素，在操作中需关注测锤接触孔底介面的变化，这样才能获得准确的工程数据。清孔质量控制首先由机组施工人员自检，然后施工质检人员复检，复检合格填写“成孔原始记录及终孔验收表”及清验单报监理组核检，并经监理工程师审核无误后转入下一道工序。 3.2.3成桩：要想控制好成桩质量,则应该对进场原材料的质保书严格检查验收,若检查到实样与质保书存在差异，必须取样实施复查。而达不到标准要求的材料则不得运用在混凝土灌注桩。钻孔灌注水下混凝土的施工最好选择导管灌注,混凝土的离析现象是较为常见的现象,但只要保证配合比达到要求，则可最大限度的降低离析程度。因而，施工时对配合比的选择必须结合水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化加以改进。为保证每根桩的配合比都达到房建标准要求，实施混凝土搅拌时需复核配合比并校验计量的准确性，整个计量和测试管理工作需严格执行，且做好各项资料的原始记录。桩位偏差是成桩过程中经常出的问题。桩位偏差就是实际成桩位置偏离设计位置的差值。在施工中造成桩位偏差的主要原因有:测量放线的误差、桩位辨认错误、埋设护筒位置偏差、钻(冲)机对位误差等。其质量控制措施如下： （1）测量放线：桩位测量放线时，应以建筑物控制测量座标为依据，要求各桩位的测量误差控制在0.5cm之内。一旦确定了桩位，即用顶端系有彩色布条的长约30cm的测钎插入地下，彩色布条露出地面，便于在施工中寻找。不同类型的桩，可以分别采用不同颜色的布条，便于区分，防止搞错。 （2）护筒埋设：钻孔前应先埋设护筒。护筒的作用是:固定桩孔位置，保护孔口，防止塌孔，增加桩孔内水压。护筒埋设一般应高出地面3040cm，或高出地下水位1.5m以上。在埋设护筒时，既要做到牢固可靠，又要保证护筒设置在正确的位置上。埋设护筒前，先将桩中心点用十字交叉法反引到大于护筒半径的四周地面上，即放设护桩。根据护桩将护筒埋设后，再将中心点引回原位，并认真填写护筒埋设记录。用这种方法来控制桩位偏差是至关重要的。 （3）钻机对位：先将钻机底座调平.钻塔调整垂直，然后根据护筒埋设后重新定出的桩中心，检查钻头中心是否与其重合，如果偏差较大，应调整钻机位置，保证偏差不大于2cm。钻(冲)机对位后，填写桩孔开钻验收单，经监理工程师检查签证后，方可开钻。在钻孔过程中要认真填写桩孔施工记录表。 3.2.4钢筋笼：需注重钢筋笼制作质量的控制，安排专业的施工技术人员对钢筋笼质量加以检查控制，且填写“质量检查记录表”报监理逐一审核。钢筋笼的施工操作时，需要重点检查钢筋笼的具体位置，上下节接头位置的搭接质量。并且，对于钢筋笼的下放深度准确控制，这样才能保证良好的嵌岩深度。钢筋笼的焊接固定必须达到要求，这是为了避免钢筋笼上浮；同时控制钢筋笼的吊放时间，防止孔壁坍落。 3.2.5桩身砼强度：灌注水下砼在冲钻孔灌注桩施工中是很关键的工序，操作时要对成孔和清孔质量严格把握，保证质量检验合格后方可进行灌注作业。需要控制的方面包括以下几点： （1)砼强度:本工程砼是在现场完成拌制，这就需要操作人员根据施工配合比对砼的强度严格控制。监理人员在制备砼过程中需要做好不同方面的检查，如：检查过磅计量、砂石料等，同时还要根据制备砼情况采取必要的指导工作，对砼的拌和情况做好记录，抽验砼的坍落度以发现其中存在的问题，尽早处理砼拌和中影响质量的因素。监理员需认清制作砼试块并编号，避免出现不合格的问题。 （2)首次砼灌注质量控制：一是控制首批砼灌注量：首批砼灌注量应使首批灌注下去的砼能满足导管初次埋置深度的需要。初灌量经计算800、孔深33m的桩大约为1.5m3，600、孔深33m的桩为l.2m3，才能保证砼灌注后导管埋深1.0m以上；考虑到首批砼灌注时有一定的冲力，使孔底沉渣可彻底被冲起来，首批砼灌注量应大于1.8m3。二是控制首批砼下灌质量：第一，先拌制0.10.2m3水泥砂浆，置于导管内隔水塞的上部，一方面防止粗骨料卡住隔水塞或在隔水塞上架桥，另一方面水泥砂浆易被后面的砼冲到砼面的表层，可作为砼表面保护层。第二，首批砼灌入孔底后，注意观察孔口返水情况，倾听管内砼下落声音，判断是否正常，立即测量孔内砼面高度，计算出导管的初次埋深，符合要求时，即可正常灌注。施工中监理人员发现40#桩首批砼下灌情况异常，孔口无明显返水现象，经检查发现管内大量进水，立即指令施工单位返工，用反循环工艺清孔至合格后，重新再下灌首批砼，避免出现工程质量问题 （3)灌注过程桩身砼质量控制：桩身灌注过程是保证桩身砼避免出现断桩、夹泥，砼离析及缩颈等质量问题的重要环节。 第一控制断桩、夹泥、缩颈质量问题。引起断桩、夹泥问题，主要有砼的灌注时问长，导管埋深度不够或由于测深不准、中途砼卡管或导管严重漏水等原因引起导管提离砼表面，而造成断桩、夹泥。因此，首批砼灌注正常后，应紧凑地、连续不断地进行砼灌注，严禁中途停歇。灌注过程中，保持管内砼有足够数量，避免出现缩颈质量问题。同时应注意观察管内砼下降和孔口返水情况，及时测量孔内砼高度，控制导管埋入深度。本工程导管埋入砼深度最大控制在6m以内，以保证砼能均匀地向四周扩散，使桩身砼密实和表面较平坦，避免断桩夹泥问题的出现。 第二控制砼离析现象:除在砼拌制过程控制砼原材料级配差、配合比、拌制质量外，在灌注过程中，还要防止管内漏水而引起砼离析，因此导管接头应密封。当导管内砼不满，导管上段有空气时，后续砼要徐徐灌入，避免在导管内形成高压气襄，而造成导管漏水，引起桩身砼离析和疏松。 （4)灌注将近结束时桩身砼质量控制：砼灌注将近结束时，由于导管内砼柱高减小，导管外泥浆重度增大，沉渣增多，超压力降低，桩身上部砼质量容易受到影响，因此监理检查中应仔细测量孔深，把握导管内砼量，严格按设计0.8m的超灌要求进行监理。在出现砼顶升困难时，在孔内加水稀释泥浆，并增大漏斗提升高度，使灌注工作顺利进行，在拔出最后一节长导管时，拔管速度要慢，以防止桩顶沉淀的浓泥浆挤入形成泥心。 4.工程质量效果单桩承载力及沉降质量达到设计要求。 低应变桩身完整性检测11根，桩身完整性达到级及以上标准。桩位偏差测量低于误差范围，试块强度检验评定经数理统计76组试块质量达到标准值，业主评估满意。 5.结语 钻孔桩质量控制技术多种多样，工程技术人员需结合具体的工程标准需要，对施工质量进行控制:（1）对原材料,混凝土,钢筋笼制作安装等内容,按国标GBJ204-83,国标GBJ107-87以及有关规程,规定检测。（2）对成孔进度孔底岩性土质、入岩(土)深度、孔底标高、终孔泥浆指标、沉渣厚度、桩孔垂直度、孔径、砼灌注量和灌注速度、砼导管拆管情况和埋管深度、扩孔率、桩顶及钢筋笼标高、桩位偏差、成桩质量等项目进行检验控制。（3）加