浅谈钻孔灌注桩质量预控措施及施工技术来源

1、浅谈钻孔灌注桩质量预控措施及施工技术来源:草根论文网 时间:2011-09-26 字体:大 中 小 收藏 我要投稿 浏览：157 【摘要】 阐述钻孔灌注桩施工技术，并对施工过程中有可能或容易出现的质量问题，提出相应的对策和措施，予以预防。 【关键词】钻孔灌注桩；质量预控；措施；施工技术 概述 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。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争

2、将隐患消除在成桩之前。因此在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范，核查地质和有关灌注桩方面的资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制订出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录，以便有效地对桩基施工质量加以控制。 钻孔灌注桩这种基础型式在桥梁建筑，水利港口施工等方面得到了广泛的应用。它具有很多优点：适应性广，承载力大，施工工艺简单，可操作性强，工程费用较低，抗震性能好。因此钻孔灌注桩得以广泛推广应用，成为工程界地基基础工程的首选。 随着工程技术水平的不断提高和工程实践的不断深入，逐渐发现钻孔灌注桩一些可能发生的问题。如：缩颈、堵管、断桩、斜桩、钢筋笼上浮、沉渣超厚

3、、混凝土强度不足等现象。我曾接触过的的建国路桥、南极北桥等工程都为钻孔灌注桩基础型式。根据工程的施工现场情况，我们对钻孔灌注桩施工的不断分析和研究，总结出了一些经验，并对施工过程中有可能或容易出现的质量问题，提出相应的对策和措施，选择了较强的专业技术施工队伍，改进了施工工艺，增强了施工设备，提高了钻孔灌注桩的施工技术水平，确保了钻孔灌注桩的质量。因此，只有掌握钻孔灌注桩的施工技术，对有可能或最容易出现的质量问题提出相应的对策和措施，予以预防，才能提高钻孔灌注桩的可靠性。本文通过在施工中的实践得到一些经验教训作简要分析以供参考，从而更好的提高钻孔灌注桩的施工技术水平。 钻孔灌注桩质量预控措施 可

4、能发生的质量问题。 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：埋设护筒的周围土不密实，或护筒水位差太大，或钻头起落时碰撞。 防治措施：在埋筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持的水头高度。钻头起落时，应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时，应立即停止钻孔，用粘土在四周填实加固，若护筒严重下沉或移位时，则应重新安装护筒。 孔壁坍陷钻进过程中，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：孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位

5、不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。 防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。成孔后，待灌时间一般不应大于小时，并控制混凝土的灌注时间，在保证施工质量的情况下，尽量缩短灌注时间。 缩颈缩颈即孔径小于设计孔径。 造成原因：塑性土膨胀。 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，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不

6、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。 钻孔偏斜成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。 造成原因：钻机安装就位稳定性差，作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。 防治措施：先将场地夯实平整，轨道枕木宜均匀着地；安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于，在不均匀地层中钻孔时，采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时，钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏

7、斜时，可提起钻头，上下反复扫钻几次，以便削去硬土，如纠正无效，应于孔中局部回填粘土至偏孔处以上，重新钻进。 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，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于分钟。采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要用清水进行置换。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

8、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，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下以上，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。 质量预控措施。 择优选择质保体系健全、信誉好、单位资质等级高、技术水平高、人员配备齐全的施工单位，择优选择施工机械设备。 钻孔就位后应对钻孔杆进行垂直度控制，在施工过程中，也应随时检查钻杆的垂直度，防止移位。 检查孔内的水头高度，泥浆比例，并做好施工记录。 对进场混凝土原材料进行严格检查，经检验合格后再使用，并且在施工中随时检查原材料质量。混凝土的配合

9、比应严格按照质检部门的配比要求，并进行试配，试压强度合格后方可使用于工程中。浇注混凝土时应严格控制坍落度，并随时检查混凝土的浇注高程，以防止拔空导管。拔管速度也要按规范要求，不能太快，也不能太慢。 浇注混凝土前应检查泥浆比例，钢筋笼就位和固定情况、导管密封情况及导管的长度。 及时做好混凝土浇注记录，发生缩颈、堵管等现象时应及时处理。 委托法定检测单位对桩进行检测，若有质量问题，及时会同设计、建设、监理、监督等单位对桩的质量问题进行研究讨论，采取补救措施，以保证工程质量。 钻孔灌注桩的施工技术 施工前准备工作。 平整场地，清除杂物，回填土应夯打密实，挖泥浆池、沉淀池、储水池、准备合格粘土或膨润土

10、接通电源、水。 设置闭合导线网并与市政高级控制点闭合，达到规范要求精度。导线点作为桩位点放样的基准点。桩点在埋设护筒时会破坏，所以桩位点确定后，再放两个以上的保护桩。用保护桩校核护筒的准确性。保证桩位点的偏差符合要求。测量放样用全站仪或经伟仪，极坐标计算数据。桩位之间的距离校核可用钢尺丈量。 埋设护筒。护筒内径宜比桩径大，护筒中心线与桩中心线重合。平面允许误差为。竖直线倾斜不大于，干处可实测定位，水域可依靠导向架定位。 护筒四周应夯实，并且合理的确定其埋设深度与其顶端高程，护筒的顶端高程按下列情况确定：当在地质良好、不易坍孔并采用正确循环回转方法钻孔时，宜高出地下水位以上；当地质不良，容易坍孔

11、时。应高出地下水位以上；当采用反循环方法钻孔时，应高出地下水位以上；当用其它方法钻孔时，宜高出地下水位；当处于草地时，上述四种情况还应同时满足高出地面；当处于潮水影响地区时，应当高于最高水位以上，并须采用稳定护筒内水（泥浆）头的措施。 在钻孔桩施工前，查清地下管网情况，探明地下障碍物，尽早采取措施，迁走桩位上的地下障碍物。 桩架就位机架应平直，机座垫稳，不能软硬不均，钻孔过程不能移位和不均匀沉陷，安装钻机时要求转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不大于。 泥浆槽应挖成高，宽，长度不小于，泥浆流速不大于。泥浆指标粘土层，砂层，含砂率不超过，胶体率以上，比重左右，泥浆质量直接影响钻孔

12、进度。 使用优质泥浆，使其既达到固壁和掏渣的目的，又能减少粘土用量，减轻清孔工作量。 钻孔机的安装与定位。 安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，在垫上钢板或枕木加固。 为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆

13、风绳。 埋设护筒。 钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持壁地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时好有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。 制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大，潜水钻、冲击或冲抓锥约大），每节长度约。一般常用钢护筒。 泥浆制备。钻孔泥浆由水、粘土（膨润土）和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调

14、制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。钻孔。 钻孔机械使用回旋钻，设计要求入坑底。钻具连接牢固、垂直。初期钻进速度不能太快，在孔深以内不超过，以后不能超过，在覆盖层始终要减压钻进。钻进速度与泥浆排放量相适应。冲孔钻在开孔时要慢，孔深以内，不超过。 钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆的浓度，如地下水位埋深。泥浆压力超过水压力，及满足施工要求。 经常检查机具运转情况，发现异常情况立即查清原因，及时处理。如钢丝绳和润滑轮部分必

15、须每班检查一次，小工具使用时要用保险绳栓牢，防止掉入孔内。 经常注意观察钻孔内附近地面有无开裂或护筒桩架是否倾斜，严格遵守操作技术规程，做好钻孔记录，反映泥浆变化。 钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深，以此作为终孔标高的依据。并进行孔径、孔偏斜度、孔深的验收。验收方法是：制造一个长度等于倍得桩径，直径等于孔径的钢筋笼，将钢筋笼半吊入孔，顺利放到设计要求的孔底，说明孔径和便斜度达到要求。孔深用测绳和钢尺丈量。钢筋笼放不掉到底时还需要修孔，直至孔壁铅直，钢筋笼能顺利放到底为止。 清孔。 清孔工作很重要，直接影响桩得质量。清孔方法可根据设计要求钻孔方法，机具

16、设备条件，地质情况来决定：换浆清孔法。适用于正循环钻孔得摩擦桩。于钻孔完成后，提升钻锥距孔底，继续循环，以相对密度较低（）的泥浆压入，把孔内的悬浮钻渣和相对密度较大的泥浆换出；抽浆清孔法，清孔较彻底。用于各种方法钻孔的柱桩和摩桩，一般用空气吸泥机、水力吸泥机、真空吸泥泵，循环钻机等进行。喷射清孔法：只宜配合其它清孔法使用，是在灌注混凝土前孔底进行高压射水或射风数分钟，使剩余少量沉淀物漂浮后立即灌入水下混凝土。 清孔时必须及时补给足够得泥浆，并保持浆面稳定；应保持钻孔内泥浆面高于地下水位，防止孔壁坍塌 。用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重（）含砂量小于，粘度，孔底沉渣小于。为防止孔内沉渣大于规

17、范要求，一般用抽筒先将孔内泥砂打掉再换浆。 清孔达到要求，由监理工程师再次验收孔深，以确定孔底沉淀厚度。如果超过允许值则要求二次清孔，以尽可能排出孔底沉淀物，免得影响桩得承载力或沉淀物被卷入桩得混凝土内造成夹泥断桩事故。 钢筋笼安制。 钢筋笼制作必须符合设计尺寸和规范要求，一般钢筋笼用焊接方法，个别连接点用绑扎。钢筋笼外侧的定位钢筋可用空心穿孔混凝土预制圆柱体，或直接用钢筋弯曲成型，并焊接在主筋上，以保证主钢筋保护层厚度。 钢筋笼的制作要求保持整体的顺直性，在放入桩孔时要保持垂直下落，以免下放过程中撞破孔壁，引起坍孔。 钢筋笼吊装中要防止变形，钢筋笼入孔后应牢固定位。提升导管时必须防止钢筋笼拔

18、起。钢筋笼得加强箍必须与主筋焊接，焊条一般用字头型，以保证钢筋笼得焊接质量。 钢筋笼顶端要焊吊挂筋，高出护筒。钢筋笼就位后吊挂筋支撑在护筒顶的枕木上，不能直接放在护筒上。 超声波检测桩的钢筋笼要安装度锌钢管与箍筋连接，要保证检测钢管不漏水。 导管。 导管是灌注水下混凝土的重要工具。使用前应检验其接头与焊缝强度，并通过闭水试验，以防止导管在使用过程中发生脱焊、波裂、脱节、漏水等事故。 用直径导管灌注水下混凝土。导管每节长度。导管使用前试拼，并做闭水试验（），分钟不漏水为宜。仔细检查导管的焊缝。为使灌注混凝土下落通畅，应在每次使用完毕后，坚持及时冲洗，清理导管内壁上的残浆，而且不能随意用锤敲打管壁

19、，以免造成管壁大小凹凸、毛糙不平。 导管安装使底部应高出孔底。导管埋入混凝土内深度，最深不超过，最浅不小于，导管提升速度要慢。 导管两节之间，特别是顶端一节与漏斗之间的连接，一定要坚持上满，上紧螺帽，是防止混凝土漏浆的切实有效的措施。 灌注水下混凝土。 首批灌注砼的数量应能满足导管首次埋深度和填充导管底部的需要，所需砼数量可参考公式计算： （）（）（） 式中：灌注首批砼所需数量（） 桩孔直径（） 桩孔底至导管底端间距一般为 导管初次埋置深度（） 导管内径（） 桩孔内砼达到埋置深段时，导管内砼桩平衡导管外（或泥浆）压力，所需的高度（）即 井孔内水或泥浆的深度（） 井孔内水或泥浆的重度（） 砼拌和物的重度（取） 优化水下混凝土配合比设计是保证桩的内在质量的重要措施。除了满足强度要求外，还应有良好的流动、缓凝、粘聚、保水等性