钻孔灌注桩施工质量控制

钻孔灌注桩施工质量控制研究摘要：钻孔灌注桩具有入土深、能入岩、刚度大、承载力高、桩身变形小，可方便地进行水下施工等优点，已被广泛应用到工程建设中。随着钻孔灌注桩应用的日益扩大，如何保证工程质量成为首要问题。虽然钻孔灌注桩施工正日益完善，但往往由于工艺不当、管理不严，断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题时有发生。因此，运用科学的施工工艺，加强过程控制以确保工程质量显得极为重要。本文通过阐述钻孔灌注桩施工工艺，归纳质量控制点，总结常见质量问题，分析质量事故发生的原因，研究相应的处理对策，找出了质量控制的途径，从而保证了钻孔灌注桩施工质量。关键词：钻孔灌注桩；施工工艺；质量控制点；事故预防Abstract:Theboredcast-in-placepilehasthefollowingadvantages,suchasaccessingthesoildeeply,accessingtherockstratum,highrigidityandbearingcapacity,smalldefomation,andconvenienttounderwater,hasalreadybeenappliedtoengineeringconstructionextensively.Whiletheapplicationoftheboredcast-in-placepileexpansionwidely,ithasbecomethefirstquestionhowtoguaranteetheprojectquality.Althoughconstructionconsummatesdaybyday,forimpropercraftandtheconstructcontrolnotstrict,thequalityaccidentsuchasbreakingthepile,topingupthetube,clampingtheputty,thehoneycomb,lessfillingandsoonsometimes.Therefore,itisextremelyimportantlythatutilizationofscienceconstructioncrafttostrengthentheprocesscontrol.Inthispapertheconstructioncraftofboredcast-in-placepileareelaborated,thequalitycontrolpointareinduced,thequalityquestionsaresummarized,thereasonqualityaccidenthappenedareanalyzed,thecorrespondingcountermeasureareresearch,thequalitycontrolwayarefound,thequalityofboredcast-in-placepileconstructioncanbeensured.Keywords:boredcast-in-placepile;constructioncraft;qualitycontrolpoint;accidentprevention目录TOC\h\z\t"摘要,1,Abstract,1,1,1,2,1,2.1,2,2.2,2,2.3,2,3,1,3.1,2,3.2,2,3.2.1,3,3.2.2,3,3.2.3,3,3.2.4,3,3.3,2,4,1,4.1,2,4.2,2,4.3,2,4.4,2,5,1,5.2,2,5.3,2,5.4,2,5.5,2,5.6,2,5.7,2,6,1,5.1,2,参考文献,1"\c"图表"HYPERLINK\l"_Toc266462394"摘要0HYPERLINK\l"_Toc266462395"Abstract0HYPERLINK\l"_Toc266462396"1引言1HYPERLINK\l"_Toc266462397"2钻孔灌注桩概述2HYPERLINK\l"_Toc266462398"2.1钻孔灌注桩的发展历史2HYPERLINK\l"_Toc266462399"2.2钻孔灌注桩的发展动向3HYPERLINK\l"_Toc266462400"2.3钻孔灌注桩的特点4HYPERLINK\l"_Toc266462401"3钻孔灌注桩施工5HYPERLINK\l"_Toc266462402"3.1钻孔灌注桩施工准备工作5HYPERLINK\l"_Toc266462403"3.2钻孔灌注桩施工工艺6HYPERLINK\l"_Toc266462404"反循环钻孔施工工艺6HYPERLINK\l"_Toc266462405"正循环钻孔施工工艺7HYPERLINK\l"_Toc266462406"螺旋钻孔施工工艺8HYPERLINK\l"_Toc266462407"旋挖钻孔施工工艺9HYPERLINK\l"_Toc266462408"4钻孔灌注桩施工质量控制点9HYPERLINK\l"_Toc266462409"4.1泥浆的制备10HYPERLINK\l"_Toc266462410"4.2清孔11HYPERLINK\l"_Toc266462411"4.3钢筋笼制作11HYPERLINK\l"_Toc266462412"4.4水下混凝土的浇注12HYPERLINK\l"_Toc266462413"5钻孔灌注桩质量事故的原因和预防13HYPERLINK\l"_Toc266462414"5.1坍孔及预防措施13HYPERLINK\l"_Toc266462415"5.2桩底沉渣过厚及预防措施14HYPERLINK\l"_Toc266462416"5.3护筒失效及预防措施14HYPERLINK\l"_Toc266462417"5.4孔斜及预防措施15HYPERLINK\l"_Toc266462418"5.5缩颈、扩径及预防措施15HYPERLINK\l"_Toc266462419"5.6钢筋笼偏位及预防措施15HYPERLINK\l"_Toc266462420"5.7断桩及预防措施16HYPERLINK\l"_Toc266462421"6结论17HYPERLINK\l"_Toc266462422"参考文献18HYPERLINK\l"_Toc266462423"致谢错误！未定义书签。1引言随着我国工程建设事业的蓬勃发展，在高层建筑、重型厂房、桥梁、港口等工程中大量采用桩基础，桩基已成为工程中重要的基础形式，在所有桩基类型中，灌注桩应用最为普遍，其中尤以钻孔灌注桩为主。钻孔灌注桩具有低噪音、小震动、无挤土，对周围环境及邻近建筑影响小，能穿越各种复杂地层和形成较大的单桩承载力，适应各种地质条件和不同规模建筑物等优点。这种施工方法，可以变水下作业为水上施工，从而大大简化施工，缩短工期，降低工程造价，而且所需设备简单，操作方便。随着经济发展和技术进步，钻孔灌注桩的桩长和桩径不断加大，单桩承载力也越来越高，同时，也使单柱单桩的设计成为现实。由于钻孔灌注桩的施工大部分无法观察，成桩后也不能进行开挖验收，尤其对于长桩、大桩，其施工难度大，易发生质量事故。而单柱单桩的设计，对桩的质量要求高，发生质量事故后，加固处理难度大，而且费用较高。如果施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。因此，桩基如何施工是决定基础工程质量的关键阶段，要提高桩基工程的质量，就必须狠抓施工阶段的质量控制。研究桩基施工过程中的质量控制方法和要点，作到事前预防为主、事后处理为辅，具有实际的意义。钻孔灌注桩施工具有三大特性：复杂性、连续性、隐蔽性。首先，在场地条件复杂的情况下，由于岩土的非均质性，遇到的工程问题多种多样，给钻孔灌注桩的施工带来各种各样的难度，有时会严重影响工程质量和进度。其次，钻孔灌注桩施工过程中的各个工序都紧紧相扣，联系密切，具有极强的时效性，对发现的的质量隐患要立即进行整改，对合格的工序必须立即进行下一道工序的施工。最后，钻孔灌注桩属于隐蔽工程，质量问题不易察觉，前期工程质量对后期影响很大，如果不能及时地发现质量问题并给予解决，事后进行补救一般很困难。钻孔灌注桩施工的质量和上述特性是息息相关的，所以，从施工角度出发，应着手解决两方面的问题。一方面，在实际施工过程中，施工单位往往只是按部就班的放线、钻孔、灌注混凝土，而缺乏对钻孔灌注桩施工工艺的了解和质量控制点的把握。能不能从施工实际出发，结合施工工艺特点、规范规程要求，找出其质量控制点，从而指导施工操作。另一方面，钻孔灌注桩施工常常会发生一些质量事故，施工单位如对常见质量事故缺乏充分认识和重视，事故出现以后又没有相应的措施进行补救，就会使得施工质量离设计要求偏差过大，找出钻孔灌注桩常见的质量事故有哪些，产生的原因何在，如何事前预防至关重要。2钻孔灌注桩概述2.1钻孔灌注桩的发展历史20世纪40年代，随着大功率钻孔机具的产生，钻孔灌注桩技术在美国问世。随着二战后世界经济的复苏与发展，高层、超高层建筑的不断兴建，它们绝大多数都选择了钻孔灌注桩。尤其是70年代以后，钻孔灌注桩技术在世界范围内出现了蓬勃发展的局面。1963年中国钻孔灌注桩在河南省诞生。这年冬在河南安阳冯宿桥的两座桥台中首先采用了钻孔灌注桩基础，当时钻孔使用的是水利部门打井用的大锅锥，孔径一般60～70cm，用人力推磨方式钻孔，方法虽然比较原始，但钻孔质量仍可得到保证，使用效果很好。接着在河南省竹竿河和白河两座大桥扩大应用，国内一些其他省市也相继推广。1965年4月交通部在河南召开钻孔桩技术鉴定会，认为它是一项重大技术革新，决定在全国推广。这种简易机具的钻孔桩，解决了桥梁水下深基础的施工问题，而且把水下作业改为水上进行，和原来的沉井基础等形式对比，其技术经济优越性十分突出，因而很快被全国公路科技人员所认识和接受，成为公路桥梁下部基础的首选形式，城建，铁路。水利等系统的桥梁工程也相继采用。1965年交通部在河南举行鉴定会之后，随即以交通部公路科学研究所为首，河南、吉林、湖南、陕西、四川等省参加，组成专题研究组，并动员全国公路桥梁系统大协作，对钻孔桩的施工工艺、设计方法进行全面系统的研究。专题研究组收集了全国105根桩径最大达140cm，桩长最大达47m的试桩资料进行分析整理，除了施工工艺外，最重要的是提出了钻孔灌注桩的设计方法。这项研究工作相当艰巨而又十分细致，具有很高的学术水平，所得成果被纳入1975年我国交通部颁布的《公路桥涵设计技术规范》（试行）和1985年新颁《公路桥涵地基与基础础设计规范》（JTJ024-85）中。此后，钻孔灌注桩就有了符合我国具体条件和成桩方法的规范化设计方法，对指导生产和促进灌注桩的发展都起到积极的作用[2]。2.2钻孔灌注桩的发展动向目前，钻孔灌注桩施工技术正在迅猛发展，下述的一些动向值得我们关注：（1）桩的尺寸向长、大方向发展基于高层、超高层建筑物承载力的需要，桩径越来越大，桩长越来越长。例如，郑州某工程反循环钻孔灌注桩直径为1000～1100mm，桩长77.6m；南京长江二桥主塔墩基础反循环钻孔灌注桩直径3000mm，深度150m。（2）向攻克桩成孔难点方向发展以日本为例，成立了由64家基础工程公司组成的岩层削孔技术协会，研究开发出20余种大直径岩层削孔工法，其中长螺旋钻进成孔3种、回转钻进成孔法5种、冲击钻进成孔法7种以及全套管回转掘削法9种。国内也有不少单位成功的研究开发出岩层钻进成孔法及大三石层（大卵砾石层、大抛石层和大孤石层）钻进成孔法。（3）向低公害工法桩方向发展泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高的软土地区虽然被广泛的应用，但由于泥浆的使用导致施工现场不文明，泥浆排除（成为二次公害）的困难，成为施工者头痛之事。因此钻斗钻成孔灌注桩，因其干取土作业加之所使用的稳定液由专用的仓罐贮存，现场较为文明，在日本建筑业界此类桩型已成为泥浆护壁灌注桩的主力桩型，国内此类桩型的采用亦日趋增多。贝诺特灌注桩由于环保效果好（噪音低、振动小、无泥浆污染及排放）、施工现场文明，在海内外广泛应用，我国香港地区此类桩型的市场份额约占45%，昆明、温州及北京地区10余个工程已成功地采用此类桩型[3]。（4）向扩孔桩方向发展北京地区普通直径钻孔扩底灌注桩（桩身直径0.3～0.4m、扩孔直径0.8～1.2m）的静载实验结果表明，与相同桩身直径的直孔桩相比，前者的极限荷载为后者的1.7～7.0倍，前者的单位桩体积的极限荷载为后者的1.4～3.0倍。大直径钻（挖）孔扩底桩具有承载力高，成孔后出土量少、成台面积小等显著优点，在国内外得到广泛应用。我国的钻孔扩底桩种类有20种以上，日本的大直径钻扩桩工法近30种。扩孔的成型工艺除钻扩外，还有爆扩、夯扩、振扩、锤扩、压扩、冲扩、注扩、挤扩和挖扩等种类。（5）向异型桩方向发展为了提高单桩承载力（桩侧阻力和桩端阻力）国内外大量发展异型桩。广义的说，异型桩包括横向截面异化桩和纵向截面异化桩。挤扩多分支承力盘桩是由桩身、分支、分承力盘和桩根等部分组成的纵横断面均异化的异型桩，其单位桩体积的极限荷载为相应的直孔桩的2倍以上[4]。（6）向组和式工艺桩方向发展由于承载力的要求、环境保护的要求及工程地质与水文地质条件的限制等，采用单一工艺的桩型往往满足不了工程要求，实践中经常出现组和式工艺桩。例如，钻孔扩底灌注桩有成直孔和扩孔两个工艺；桩端压力注浆桩有成孔成桩与成孔后向桩端地层注浆两个工艺；预钻孔打入式预制桩有钻孔、注浆、插桩及轻打（或压入）等工艺。（7）向多种桩身材料方向发展桩身材料种类亦出现多样化趋势，如普通混凝土、超流态混凝土、无砂混凝土及微膨胀混凝土等[5]。2.3钻孔灌注桩的特点钻孔灌注桩与其它桩型相比较有如下技术特点：（1）钻孔灌注桩属于非挤土桩，施工过程中产生的噪声低、振动轻，没有地面隆起或侧移，也没有浓烟排放，因而对环境影响小，对周围建筑物及地下管线危害很小，是城区建筑的常用类型。（2）可根据土层分布情况灵活选取桩长，容易适应持力层面高低不平的变化。（3）可根据建筑物的荷载分布与土层情况采用不同桩径，对于承受横向荷载的桩可设计成有利于提高承载力的异形桩，还可设计成变截面桩，即在受弯矩较大的上部采用较大的截面。（4）可穿过各种软、硬夹层，将桩端置于坚实土层或嵌入基岩，还可扩大桩底以充分发挥桩身强度和持力层承载力。（5）单桩承载力高，视地质条件、桩身尺寸、混凝土强度等级不同，一般可达数千至数万千牛，因此可设计成一柱一桩，无需桩顶承台，简化了基础结构。（6）桩身刚度大，既能承受较大的竖向荷载外，也能承受较大的横向荷载，增强建筑物的抗震能力，并能有效地充当坡地抗滑桩、堤岸支护桩以及地铁和建筑物基坑开挖的支护桩，还可在基坑开挖后继续作为地下室的承重墙等永久性结构使用。（7）钻孔灌注桩通常布桩间距大，群桩效应小，设计中无需为此进行繁琐的计算，对桩的沉降估算也比较简便。（8）桩身配筋可根据荷载大小与性质及荷载沿深度的传递特征以及土层的变化配置，省去预制桩制作、运输、起吊、打入等工序，其配筋率远低于预制桩，造价低。（9）施工设备比较简单、轻便。（10）施工工艺多种多样而且日新月异。由于各国工程技术人员为了控制成桩质量、提高工作效率、保证施工安全，针对不同的地质条件和环境条件，研制了各种施工机具，形成了各具特色的施工工艺。（11）工程技术人员可用桩孔排出的土，对桩所穿越土层的性质进行鉴别验证。（12）钻孔灌注桩施工的现场作业太多，影响施工质量的人为因素较多，质量不够稳定。有时会发生缩颈、断桩、桩身局部夹泥、桩身混凝土离析、桩顶混凝土强度不足等质量事故。桩侧阻力和桩端阻力的发挥常随施工工艺变化而变化，且又在较大程度上受施工操作影响。（13）由于钻孔灌注桩承载力高，进行常规静载荷试验难以测定其极限荷载，因此对在各种施工工艺条件下形成的桩，其受力、变形和破坏机理至今还未完全研究清楚[6]。3钻孔灌注桩施工3.1钻孔灌注桩施工准备工作施工中因准备不充分而导致质量问题的情况并不少见，比如材料供应不足、设备陈旧不能正常工作、岗位职责不清等都会影响灌注桩的正常施工，甚至可能造成质量事故。为使钻孔灌注桩施工能顺利进行，必须做好施工前的准备工作[7]。（1）钻孔灌注桩施工应具备下列资料：①建筑物场地工程地质材料和必要的水文地质资料；②桩基工程施工图（包括同一单位工程中所有的桩基础）及图纸会审纪要；③建筑场地和邻近区域内的地下管线（管道、电缆）、地下构筑物危、房精、密仪器车间等的调查资料；④主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；⑤基础工程的施工组织设计或施工方案；⑥水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告；⑦相关荷载、施工工艺的试验参考资料。（2）施工组织设计应结合工程特点，有针对性地制定相应质量管理措施，主要包括下列内容：①施工平面图应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置；采用泥浆护壁成孔时，应标明泥浆制备设施及其循环系统；②确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料，泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施；③施工作业计划和劳动力组织计划；④机械设备、备（配）件、工具（包括质量检查工具）、材料供应计划；⑤桩基施工时，对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物和环境保护等方面应按有关规定执行；⑥保证工程质量、安全生产和季节性（冬、雨季）施工的技术措施。（3）成桩机械必须经鉴定合格，不合格机械不得使用。（4）施工前应组织图纸会审，会审纪要连同施工图等作为施工依据并列入工程档案。（5）桩基施工用的临时设施，如供水、供电、道路、排水、临设房屋等，必须在开工前准备就绪，施工场地应进行平整处理，以保证施工机械正常作业。（6）基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方。开工前，经复核后应妥善保护，施工中应经常复测[8]。3.2钻孔灌注桩施工工艺钻孔灌注桩施工工艺主要有反循环钻孔施工工艺、正循环钻孔施工工艺、螺旋钻孔施工工艺、旋挖钻孔施工工艺等。下面从工艺特点和操作要点两个方面来介绍这四种钻孔灌注桩施工工艺。反循环钻孔施工工艺（1）工艺特点通过泵吸、射流抽吸、充气送入压缩空气，使钻杆内腔形成负压或充气液柱产生压差，使经过钻杆与孔壁间的环状空间流向孔底的泥浆，携带钻头切削下来的钻屑，由钻杆内腔高速返回地面泥浆池。由于泥浆上返速度快，排渣能力强，对孔壁的冲刷作用小，在孔壁上形成的泥皮相对较薄，成孔质量好。（2）操作要点①启动砂石泵，待反循环正常后，才能开动钻机慢速回转下放钻头至孔底；开始钻进时，应先轻压慢转；待钻头正常工作后，逐渐加大转速，调整压力，并使钻头吸口不产生堵水。②钻进时应认真仔细观察进尺和砂石泵排水出渣的情况；排量减少或出水中含钻渣量较多时，应控制给进速度，防止因循环液比重太大而中断反循环。③钻进参数应根据地层、桩径、砂石泵的合理排量和钻机的经济钻速等加以选择和调整。④在沙砾石、砂卵石、卵砾石地层中钻进时，为防止钻渣过多，卵砾石堵塞管路，可采用间断钻进、间断回转的方法来控制钻进速度。⑤加接钻杆时，应先停止钻进，将钻具提离孔底80～100mm，维持冲洗液循环1～2min，以清洗孔底并将管道内的钻渣排净，然后停泵加接钻杆。⑥钻杆连接应拧紧上牢，防止螺栓、螺母、工具等掉入孔内。⑦钻进时如孔内出现塌孔、涌砂等异常情况，应立即将钻具提离孔底，控制泵量，保持冲洗液循环，吸除塌落物和涌砂；同时向孔内输送性能符合要求的泥浆，保持水头压力以抵制继续涌砂和塌孔，恢复钻进后，泵排量不宜过大以防吸塌孔壁。⑧合理埋设孔口护筒，护筒上口高出地下水位的高度，应按水头高度设置要求控制，护筒底口及外侧应用粘土夯实，不渗不漏不跨。⑨钻进至设计孔深位置停钻后，将钻头提离孔底100～150mm，继续维持泥浆循环，必要时，可低速回转钻头，同时向孔内送入干净泥浆或清水，如此反循环清孔15～20min左右，是返出孔内的泥浆含砂量达到规定要求为止。正循环钻孔施工工艺（1）工艺特点泥浆经钻杆内腔流向孔底，将钻头切削破碎下来的钻渣岩屑，经钻杆与孔壁的环状空间，携带至地面；设备简单轻便，适应狭小场地作业，操作简易，配套器具少，工程费用较低，但对桩孔直径较大（一般大于1.0m），桩孔深度较深（一般大于80m），及容易塌孔的地层，正循环钻孔施工工艺表现出钻进效率低，排渣能力差，孔底沉渣多，孔壁泥皮厚等缺点；对含有卵砾石的地层，正循环钻孔施工工艺不适合。（2）操作要点①合理选择钻头和调配泥浆性能。②钻具入孔后，应先进行泥浆循环，然后慢下至孔底，轻压满转数分钟后，逐步增大转速钻压，进入正常钻进。③孔内如遇有较大卵石、漂石或其它障碍物，引起钻具跳动、蹩车（泵）、钻孔偏斜时，要及时控制钻进速度，降低转速，加大泵量，来回清扫。必要时，要对孔内障碍物专门打捞清除，或增加导向装置，以防孔斜。④基岩钻进应合理设计桩孔结构和钻孔工艺。采用多种钻孔工艺钻孔时，必须在更换另一种钻孔工艺之前，清洗孔底，修正孔形，以满足新的钻孔工艺要求。⑤钻进粘性土层，宜选用导流排渣性能好、切削刀具锐利、不易产生糊钻的尖锥形钻头和低粘度、低重度泥浆；钻进砂性土层的钻头，除具有良好的导流排渣能力外，还应使钻头底部呈层锥（锅）形，刀具呈梳齿状排列，使用高粘度、中等重度的泥浆。⑥加接钻杆时，应先将钻具提离孔底，待泥浆循环3～5min后，再拆卸加接钻杆。⑦清孔时应经常移动排渣管（出水管）在孔底的位置，以便使孔底边缘处沉渣吸出。⑧下好钢筋笼后，应进行二次清孔，确保孔底沉渣符合规范要求。螺旋钻孔施工工艺（1）工艺特点螺旋钻孔是一种无需泥浆循环的干式钻孔施工工艺，钻头切削下来的钻渣通过螺旋钻杆不断从孔底输送到地表。螺旋钻孔施工工艺适用于地下水位以上的填土、粘性土、粉土、砂性土、风化软岩及粒径不大的砾砂层。在地下水位以下及含有较大卵石、块状物的土层，施工困难较多。（2）操作要点①螺旋钻进应根据地层情况，合理选择和调整钻进参数，并可通过电流表来控制进尺速度，电流值增大，说明孔内阻力增大，应降低钻进速度。②开始钻进及穿过软硬土层交界处时，应缓慢进尺，保持钻具垂直；钻进含有砖头瓦块卵石的土层时，应控制钻杆跳动与机架摇晃。③钻进中遇蹩车、不进尺、缓慢时，应停机检查，找出原因，采取措施，避免盲目钻进，导致桩孔严重倾斜、垮孔甚至卡钻、折断钻具等恶性孔内事故。④遇孔内渗水、垮孔、缩颈等异常情况时，立即起钻，采取相应的技术措施；上述情况不严重时，可调整钻进参数，投入适量粘土球，经常上下活动钻具等，保持钻进顺畅。⑤冻土层、硬土层施工，宜采用高转速，小给进量，恒钻压。⑥短螺旋钻进，每回次进尺宜控制在钻头长度的2/3左右，砂层、粉土层可控制在0.8～1.2m，粘土、粉质粘土在0.6m以下。⑦钻至设计深度后，应使钻具在孔内空转数圈清除虚土，然后起钻，盖好孔盖口，防止杂物落入。旋挖钻孔施工工艺（1）工艺特点钻孔原理是在一个可闭合开启的钻斗的底部及侧边，镶焊切削刀具，在伸缩钻杆旋转驱动下，旋转切削挖掘土层，同时使切削挖掘下来的土渣进入钻斗内，钻斗装满后提出孔外卸土，如此循环形成桩孔。旋挖钻孔施工工艺具有低噪音、低振动、扭矩大、成孔速度快、无泥浆循环等优点。缺点是在粘性较大的粘土、淤泥土层中施工，回转阻力大，钻进效率低，容易糊钻。该施工工艺适用于填土、硬土、粉土、砂性土、砂卵砾石层、软至中硬基岩等地层，桩孔沉渣少，孔壁泥皮薄，桩侧摩阻力发挥更好。（2）操作要点①根据地层正确选择钻斗类型结构，软土层选择楔形齿、小切削角、小刃角、齿宽稍大；硬土层则选用较大切削角、较窄的弯曲齿套；粘土层的齿间距宜大些，以免糊钻。②孔口护筒应高出地面20～30cm，保持泥浆液面高度，以形成足够的泥浆柱压力，并随时向孔内补充泥浆。③套管跟管钻进时，套管底口要保持与钻斗旋挖深度相适应，使跟管顺利，钻斗也不会超挖。④钻进硬层，回次进尺深度太小，斗内钻渣太少时，可换用小直径筒形齿状钻斗，先钻一小孔，然后再用钻斗扩孔钻进；也可换用短螺旋钻进，然后再下钻斗捞渣。⑤钻进砂砾石层，为保护孔壁稳定，可事先向孔内投入适量粘土球；下入孔内的钻斗，其底盘进渣口必须装闭合阀板，以防提钻时砂砾石从底部漏落孔内[9]。4钻孔灌注桩施工质量控制点质量控制点是在施工过程中为了保证工程质量而确定的重点控制对象、关键部位或薄弱环节。设置质量控制点是保证施工质量达到预定要求的必要前提。在钻孔灌注桩施工中，通过事前对施工过程进行分析，明确其中的关键部位和薄弱环节，确定重点控制对象，将其设置为质量控制点，根据控制对象的不同确定将要采取的预控对策，并在施工过程中严格执行，同时严格按照规范和规程施工，以实现钻孔灌注桩施工质量的主动控制。钻孔灌注桩施工质量控制点的选择原则是：在施工过程中的关键部位、薄弱环节、隐蔽工程以及质量不稳定工序设置质量控制点。而是否设置为质量控制点，主要是看它对质量特性的影响程度、危害大小以及它的质量保证的难度大小。为避免出现质量通病，保证工程符合国家规范、规程的质量要求，经反复研究确定钻孔灌注桩的施工质量控制点如下：泥浆的制备、清孔、钢筋笼制作、水下混凝土的浇注。4.1泥浆的制备备除能自行造浆的土土层外，均应应制备泥浆。泥泥浆制备应选选用高塑性粘粘土或膨润土土。拌制泥浆浆应根据施工工机械、工艺艺及穿越土层层进行配合比比设计。膨润润土泥浆可按按表2的性能指标标制备。表2制备泥浆的性能指指标项次项目性能指标检验方法1比重1.1～1.155泥浆比重计2粘度10～25s50000/700000漏斗法3含沙率＜6%4胶体率＞95%量杯法5失水量＜30ml/30mmin失水量仪6泥皮厚度1～3mm/30miin失水量仪7静切力1min20～330mg/ccm210min50～～100mgg/cm2静切力计8稳定性＜0.03g/cmm29PH值7～9PH试纸施工期间护筒内的的泥浆面应高高出地下水位位1.0m以上上，在受水位位涨落影响时时，泥浆面应应高出最高水水位1.5mm以上；在清清孔过程中，应应不断置换泥泥浆，直至浇浇注水下混凝凝土；浇注混凝土土前，孔底5500mm以以内的泥浆比比重应小于1.25；含砂率≤8%，粘度≤28s；在容易产生生泥浆渗漏的的土层中应采采取维持孔壁壁稳定的措施施[8]。4.2清孔桩孔钻至设计标高高后，孔内一一部分泥渣沉沉淀，一部分分呈悬浮状态态，另一部分分附着在孔壁壁上。同时随随间歇时间的的增加，后两两部分泥渣还还会继续沉淀淀，从而使孔孔底积成一层层沉渣，降低低桩的承载能能力。所以在在灌注桩身混混凝土前，必必须将其清除除，这项工作作称清孔。现行规范规定，沉沉渣的容许厚厚度为：摩擦擦桩≤30cm；柱柱桩≤10cm。清清孔的方法应应根据钻孔方方法、设计对对清孔的要求求、机具设备备和孔壁土质质情况而定，常常用的方法有有抽渣法、吸吸泥法、换浆浆法。抽渣法用抽渣筒掏掏除孔底沉渣渣，清孔时应应边抽边加水水，保持一定定的水头高度度。抽渣后，用用一根水管插插到孔底注水水，使水流从从孔口溢出。在在溢水过程中中，孔内的泥泥浆密度逐渐渐降低，达到到所要求的标标准后停止。此此法适用于冲冲抓、冲击成成孔的各类土土质的摩擦桩桩，抽渣后孔孔内泥浆相对对密度应≤1.3。当桩长较较大，下钢筋筋笼时间较长长时，应在下下完钢筋笼后后，再检查沉沉渣量，如沉沉渣量超过规规范要求，应应进行二次清清孔，清孔完完成后立即灌灌注水下混凝凝土。吸泥法清孔用吸泥泥机或简易吸吸泥机进行，清清孔时由风管管将高压空气气输进排泥管管，使泥浆形形成密度较小小的泥浆空气气混合物，在在水柱压力下下将泥浆和孔孔底沉渣排出出，同时向孔孔内注水，保保持孔内水位位不变，直至至喷出的泥浆浆指标符合规规定时为止，此此法适用于不不易坍塌的柱柱桩和摩擦桩桩清孔。若灌灌注混凝土前前发现清孔后后孔底沉淀层层仍较厚时，可可在导管外安安设直径为330mm射水水（风）管，冲冲射3～5min，使沉淀层层翻起，然后后立即灌注水水下混凝土，射射水压力比孔孔底泥浆压力力大50kPa即可。换浆法是正循环旋旋转钻孔在终终孔后，停止止进尺，保持持泥浆正常循循环，以中速速压入符合规规定标准的泥泥浆，把孔内内密度大的泥泥浆换出，使使含砂率逐步步减少，最后后换成纯净的的稠泥浆，这这种泥浆短时时间不会沉淀淀，使孔底沉沉淀层在允许许的范围内。其其具体步骤是是：当钻孔距距设计标高11m时，改用用纯净的稠泥泥浆（相对密密度≥1.4）钻至设计计标高；然后后钻头提离孔孔底20cmm左右空转，继继续供给稠泥泥浆，保持泥泥浆正常循环环，待孔内泥泥浆换完为止止[10]。4.3钢筋笼制作作钢筋笼的制作允许许偏差见表33。表3钢筋笼制作允许偏偏差项次项目允许偏差（mm）1主筋间距±102箍筋间距或螺旋筋筋螺距±203钢筋笼直径±104钢筋笼长度±50钢筋笼除符合设计计要求外，尚尚应符合一般般规定：分段段制作的钢筋筋笼，其接头头宜采用焊接接并应遵守《混混凝土结构工工程施工及验验收规范》GB502204；主筋净距距必须大于混混凝土粗骨料料粒径3倍以上；加加劲箍宜设在在主筋外侧，主主筋一般不设设弯钩，根据据施工工艺要要求所设弯钩钩不得向内圆圆伸露，以免免妨碍导管工工作；钢筋笼笼的内径应比比导管接头处处外径大1000mm以上上；

搬运和吊吊装时，应防防止变形，安安放要对准孔孔位，避免碰碰撞孔壁，就就位后应立即即固定安装。钢筋笼主主筋的保护层层允许偏差如如下：水下浇浇注混凝土桩桩±20mm，非水下浇注注混凝土桩±10mm[88]。起吊钢筋笼时，吊吊点要准确，保保证垂直度，避避免倾斜，刮刮擦孔壁，然然后对准孔位位缓缓下放[11]。4.4水下混凝土土的浇注钢筋笼吊装完毕，应应进行隐蔽工工程验收，合合格后应立即即浇注水下混混凝土。为提提高混凝土浇浇注质量，浇浇注混凝土进进度控制在混混凝土初凝时时间内，同时时应合理地加加快灌注速度度，故应做好好灌注前各项项准备工作以以及灌注期间间各工序的密密切配合工作作[12]。水下混凝土的配合合比应符合下下述规定：水水下混凝土必必须具备良好好的和易性，配配合比应通过过试验确定；；坍落度宜为为180～220mm；水泥用量量不少于3660kg/mm3；含砂率宜宜为40%～45%，并宜选用用中粗砂；粗粗骨料的最大大粒径应＜440mm，有有条件时可采采用二级配；；为改善和易易性和缓凝，水水下混凝土宜宜掺外加剂。导管的构造和使用用应符合下述述规定：导管管壁厚不宜小小于3mm，直径径宜为200～250mm；直径制作作偏差不应超超过2mm，导管管的分节长度度视工艺要求求确定，底管管长度不宜小小于4m，接头宜宜用法兰或双双螺纹方扣快快速接头。导导管提升时，不不得挂住钢筋筋笼，为此可可设置防护三三角形加劲钣钣或设置锥形形法兰护罩；；导管使用前前应试拼装、试试压，试水压压力为0.6～1.0MPPa。使用的隔水栓应有有良好的隔水水性能，保证证顺利排出。开始灌注混凝土时时，为使隔水水栓能顺利排排出，导管底底部至孔底的的距离宜为300～500mm，桩直径小小于600mmm时可适当当加大导管底底部至孔底距距离；应有足足够的混凝土土储备量，使使导管一次埋埋入混凝土面面以下0.88m以上；管管埋深宜为2～6m，严禁导管管提出混凝土土面，应有专专人测量导管管埋深及管内内外混凝土面面的高差，填填写水下混凝凝土浇注记录录；水下混凝凝土必须连续续施工，每根根桩的浇注时时间按初盘混混凝土的初凝凝时间控制，对对浇注过程中中的一切故障障均应记录备备案；控制最最后一次灌注注量，桩顶不不得偏低，应应凿除的泛浆浆高度必须保保证暴露的桩桩顶混凝土达达到强度设计计值[8]。5钻孔灌注桩质量事事故的原因和和预防钻孔灌注桩在工程程领域得到广广泛应用的同同时，又因其其工序繁多、工工艺复杂等原原因，在施工工过程中经常常出现一些质质量事故，如如坍孔、桩底底沉渣过厚、护护筒失效、孔孔斜、缩（扩扩）颈、钢筋筋笼偏位、断断桩等。下述述内容对事故故原因进行了了分析，提出出了一些具体体的预防措施施。5.1坍孔及预防防措施坍孔是由于钻孔灌灌注桩成桩过过程中桩壁四四周土体不连连续而产生切切变，桩壁四四周土体的粘粘聚力与内摩摩擦角等发生生变化，受桩桩体周围土体体竖向应力、侧侧向压力、地地下压力等影影响，受桩体周围土体竖竖向应力、侧侧向压力、地地下水压力等等影响，达到到临界状态，出出现程度不一一的孔壁坍塌塌等质量事故故。通过深入入分析，发现现造成施工事事故的原因主主要在于：成成孔速度太快快，在孔壁周周围来不及形形成泥膜；泥泥浆的密度及及粘度不适宜宜；保持的水水头压力不够够；在砾石等等地下透水层层等处有渗流流水，钻孔中中出现程度较较大的水渗流流现象；沉放放钢筋时，碰碰撞了孔壁，破破坏了泥膜及及孔壁；护筒筒的长度不够够，护筒变形形或形状不合合适等。针对上述问题，采采取如下措施施：在钻孔灌注桩的成成孔施工中，钻钻孔速度如过过快，则孔壁壁未形成有效效泥浆膜，施施工中易出现现孔壁坍塌的的质量事故。而而对于淤泥质质等非常软弱弱的土质，如如果成孔速度度过快，孔径径很不规则。对对于砂、砂砾砾等土层若成成孔速度过快快，会产生桩桩的径向摆动动，而发生孔孔壁坍塌现象象。所以应控控制成孔速度度，成孔速度度应根据地质质情况并参照照施工规范选选取。当然泥泥浆的密度及及粘度对钻孔孔时排渣与护护壁的控制也也很重要，也也应参照施工工规范合理选选择。另外，在成孔时，如如果遇到砾石石层等土层产产生大量漏浆浆时，应考虑虑是否改用其其他施工方法法。在施工中中如发生坍孔孔事故，则坍坍孔的桩孔应应及时回填粘粘土等适宜材材料，停置至至少15d以上，当地地层呈现稳定定后才能再度度施工[13]。5.2桩底沉渣过过厚及预防措措施桩底沉渣量过厚会会影响桩基的的承载力，载载荷后会产生生较大的沉降降，所以必须须通过清孔控控制桩底沉渣渣厚度。清孔孔是灌注桩施施工中保证成成桩质量的前前提条件，通通过清孔应尽尽可能地使桩桩孔中的沉渣渣清除，使混混凝土与地基基结合良好，提提高桩基的承承载力。施工工中发生桩底底沉渣过多的的主要原因及及处理措施如如下：清孔不干净或未进进行二次清孔孔是桩底沉渣渣过多的主要要原因。施工工中应保证钻钻孔灌注桩成成孔后，钻头头提高至距孔孔底10～20cm，保持慢速速空转，维持持循环清孔时时间≥20min。当使用的泥浆密度度过小或泥浆浆注入量不足足时，桩底的的沉渣浮起困困难，沉渣将将堆积在桩底底，影响桩与与地基的结合合，所以在施施工中应合理理控制泥浆的的密度、粘度度等指标。钢筋笼吊放过程中中，如果钢筋筋笼的轴向位位置未对准孔孔位，将会碰碰撞孔壁，造造成孔壁土坍坍落在孔底。因因此，钢筋笼笼吊放时，应应确保钢筋笼笼的中心与桩桩中心保持一一致，避免碰碰撞孔壁，从从而减少沉渣渣。桩孔清孔后尽量缩缩短待灌时间间，避免泥浆浆沉积而使桩桩底沉渣过厚厚。开始灌注注混凝土时，导导管底部至孔孔底的距离宜宜为30～40mm，并应有足足够的首批混混凝土储备量量，首批灌注注混凝土可参参考规范规定定的计算式进进行计算，使使导管一次埋埋入混凝土面面以下1.00m以上，以以利用混凝土土的巨大冲击击力冲挤孔底底沉渣，达到到清除孔底沉沉渣的目的[14]。5.3护筒失效及及预防措施在钻进过程中护筒筒变形或突然然往下沉，护护筒外壁冒水水，刃脚或钻钻孔壁向孔内内外漏浆。在在施工中应重重视漏浆事故故，严重的漏漏浆若不处理理，可引起坍坍孔。施工中中造成护筒失失效的原因如如下：埋设护护筒时，回填填土夯实不够够，埋设太浅浅，护筒脚漏漏水；护筒制制作不良，接接缝不密合或或焊缝有砂眼眼等，造成接接缝漏浆；由由于护筒下方方孔内大面积积坍孔，致使使地层发生变变化，从而使使钢护筒下沉沉并倾斜，失失去护筒作用用；由于地下下障碍物或护护筒内外压力力差过大，使使护筒局部变变形、开裂、漏漏水，失去护护筒作用[15]。相应的防治措施有有：采用粘土土加固护筒周周围时，若漏漏水严重，应应将护筒拔除除，然后回填填重新埋设；；在顶入钢护护筒时，尽量量将钢护筒埋埋得深一些，增增加其稳定性性和抵抗局部部冲刷的能力力；如果护筒筒的下沉量较较少，通过提提高泥浆密度度和粘度的方方法，改善泥泥浆指标后，继继续钻孔；护护筒变形处理理可以根据其其变形的部位位进行灵活处处理（氧割、千千斤顶校正、套套筒法等）[16]。5.4孔斜及预防防措施孔斜是指钻孔灌注注桩成孔过程程中孔位产生生倾斜，倾斜斜度大于1%的桩孔。造造成孔斜的原原因为钻机安安装时，支撑撑不好、地层层软硬不均匀匀，操作时在在易斜孔段不不适当加压钻钻进、转速过过高造成晃动动等因素引起起钻机整体偏偏斜，也可能能钻头在钻孔孔过程中发生生偏斜，结果果导致孔斜。预防孔斜主要在成成孔前预控与与成孔过程中中监控。在钻钻机就位和钻钻孔过程中随随时注意校核核钻杆的垂直直度，发现倾倾斜及时纠正正。对于地基基不均匀、土土层呈斜状分分布和土层中中夹有大的孤孤石或其它硬硬物的情形，施施工前必须作作好应对措施施。在不均匀匀地层中钻孔孔时，钻机自自重大、钻杆杆刚度大较为为有利。进入入不均匀硬层层、斜状岩层层和碰到孤石石时，钻速要要开慢档。处处理大孤石和和坚硬岩石，采采用自重大的的复合式牙轮轮钻头也是有有效的方法[15]。5.5缩颈、扩径径及预防措施施缩颈是钻孔灌注桩桩施工时比较较多见的质量量问题，主要要由于桩周围围土体在混凝凝土灌注过程程中产生膨胀胀造成。特别别是土层中有有软塑土则易易遇水膨胀，成成桩后容易造造成缩颈现象象。预防的主要措施是是加强对孔径径的检测与控控制，提高泥泥浆质量，严严格控制泥浆浆的失水率、密密度、粘度等等各项性能指指标。钻头直直径应适当加加大，在导正正器上焊一定定数量的合金金刀片，在钻钻进或起钻的的过程中起扫扫孔作用。另另外，减少成成孔后空置时时间也是非常常有效的措施施[17]。局部扩径现象往往往与坍孔是共共生的，预防防局部扩径现现象的最好办办法就是预防防坍孔。有观观点认为扩径径现象对桩基基承载力有利利，其实不然然。经过多年年的实践，一一些桩身混凝凝土质量没问问题而承载力力大大低于设设计值的试桩桩，除了沉渣渣可能较大外外，孔径实测测和动测资料料都显示有强强烈扩径现象象，通过再次次复压也提高高不多。由此此可见，局部部扩径影响了了整桩的共同同工作和侧摩摩阻力的整体体发挥[15]。5.6钢筋笼偏位位及预防措施施钢筋笼偏位主要包包括钢筋笼上上浮或下沉，钢钢筋笼中心线线沿桩基中心心线失偏等问问题。有如下下几种情况：：钢筋笼放置置初始位置过过高或过低；；混凝土流动动性过小，导导管在混凝土土中埋置过深深，钢筋笼被被混凝土顶托托上浮；导管管掩埋过长，提提升时，易摇摇晃，难以对对准笼的中心心，易发生挂挂笼现象；导导管提升过程程，混凝土下下沉太快，瞬瞬时反冲力使使钢筋笼上浮浮；钢筋笼自自重太轻，被被混凝土顶起起等其它原因因。钢筋笼上上浮较大时，降降低了桩体下下部原本有配配筋截面的抗抗剪切与抗弯弯能力，下沉沉过多，给施施工带来麻烦烦并且浪费钢钢材。采取的防治措施如如下：钢筋笼笼安放初始位位置应准确，并并与孔口固定定牢固。为防防止钢筋笼下下沉或上升，可可采用固定等等方法顶住钢钢筋笼上口。同同时合理控制制混凝土的灌灌注速度，防防止钢筋笼上上浮，当灌注注的混凝土顶顶面距钢筋笼笼骨架底面11m左右时，应应降低混凝土土的灌注速度度。当混凝土土拌合物上升升到骨架底面面4m以上时，提提升导管，使使其底口高于于骨架底面22m以上，即即可恢复正常常灌注。灌注过程中如果导导管埋深较大大时，其上层层混凝土因浇浇注时间较长长，已接近初初凝，混凝土土与钢筋笼有有一定的握裹裹力，如此时时导管底端未未及时提到钢钢筋笼底部以以上，导管中中混凝土流出出后将以一定定的速度向上上顶升，同时时也带动钢筋筋笼上升。当当此类现象发发生时，应立立即停止灌注注混凝土，并并准确计算导导管埋深和已已浇混凝土面面的标高，提提升导管后再再进行浇注，上上浮现象即可可消失。施工工时每浇灌一一斗混凝土，检检查一次埋深深，勤测深，勤勤拆管，直到到钢筋笼埋牢牢后，恢复正正常埋置深度度，一般控制制在2～4m，最大不超超过6m[18]。5.7断桩及预防防措施断桩是指混凝土凝凝固后桩体不不连续，中间间被浆液、气气泡、泥块等等疏松体充填填的间断桩。断断桩现象影响响了桩身的整整体性与连续续性，降低了了桩体强度和和承载力，直直至无法满足足设计要求。浇灌过程不连续、配配合比中坍落落度损失大、灌灌注过程中发发生埋管、卡卡管、缩颈等等情况都将造造成断桩。分分析断桩产生生的原因主要要有以下两个个方面：一方面，首批混凝凝土灌注时若若导管底端距距孔底过远，则则混凝土被浆浆液稀释，使使水灰比增大大，造成混凝凝土不凝固，混混凝土桩体与与基岩之间被被不凝固的混混凝土填充。有有时受地下水水活动的影响响或导管密封封不良，浆液液浸入使混凝凝土水灰比增增大，形成桩桩身中段出现现混凝土不凝凝体。施工中中还会发生浇浇注混凝土时时，导管提升升和起拔过多多，露出混凝凝土面，或因因停电、待料料等原因造成成夹渣，出现现桩身中岩渣渣沉积成层，将将混凝土桩上上下分开的现现象。而采用用从孔口直接接倒入的办法法灌注混凝土土，混凝土产产生离析，造造成凝固后不不密实坚硬，个个别截面出现现疏松、空洞洞的现象。另另外，混凝土土出拌合楼待待灌时间过久久或中途运输输路程过长，混混凝土坍落度度损失大，产产生离析或局局部初凝现象象而直接用于于灌注，也将将造成断桩[19]。另一方面，灌注过过程中若发生生埋管、卡管管，使导管在在混凝土中掩掩埋