影响钻孔灌注桩质量因素的分析

钻孔灌注桩质量问题分析及质量控制概述：在基础工程中，钻孔灌注桩应用较普遍，同时因钻孔灌注桩施工工艺复杂，工序繁多，隐蔽性强，所以其工程质量也倍加受到重视。在工程实践中，采取合理施工工艺和方法，加强施工管理，使用有效检测伎俩，以确保钻孔灌注桩施工质量，是能够做到。然而，因为钻孔灌注桩施工工艺复杂，工序繁多，隐蔽性强特点，在工程实践中往往会因为施工管理不严，施工方法不妥等原因，而造成质量事故，致使钻孔灌注桩承载能力降低，甚至丧失。为了愈加好地对钻孔灌注桩施工工艺进行控制，确保其工程质量，有必要对影响钻孔灌注桩质量各种原因进行分析，方便找出影响质量主要原因，在工程实践过程中有针对性地加以控制。本文针对影响钻孔灌注桩工程质量各种原因进行了认真客观地分析，找出影响钻孔灌注桩质量各种原因及其形成原因和后果，并结合钻孔灌注桩工程特点提出了对应控制方法和伎俩。在军山长江大桥基础工程监理过程中，针对影响钻孔灌注桩工程质量各种原因采取对应伎俩给予控制，取得了良好效果。影响钻孔灌注桩质量各种原因分析工程实践中，影响钻孔灌注桩质量原因较多，主要地能够分为三类。第一类，它主要影响钻孔灌注桩桩身质量，降低桩身强度或使用效能，如砼强度降低，灌注质量差，桩身严重缩颈，因有夹层等；第二类，则主要影响桩土间完整结合，使桩土间摩阻力降低，使桩底支承力降低，或改变桩身外形，使桩受力情况发生改变，如泥浆质量差，泥皮厚度大，沉渣太厚等；第三类原因，则主要是因施工管理不善，质量意识不强，致使一些施工人员对规范标准了解错误，不清楚设计要求，因而在执行时，出现偏差或错误。如有些施工人员对成孔桩径提出负公差问题或对钢筋焊接接头质量提出合格率问题等。对于第三类原因引发质量问题，主要经过耐心解释，严格质量标准，尽可能经过事前控制来防止。对Ⅰ、Ⅱ类原因引发质量问题，除应做好事前控制外，还应依照影响钻孔灌注桩质量各种原因形成原因及后果，采取对应方法和监理伎俩，在施工过程中加以控制。下文将对钻孔灌注桩质量问题进行分析，找出原因和后果，并提出对应对策。孔径不足形成原因及对钻孔灌注桩承载能力影响。孔径不足在工程实践中应严格控制，不然，轻易酿成严重质量事故。首先，在粘土地质中钻孔，缩颈现象时有发生，尤其是在软塑、流塑状态土中钻孔，如施工不妥，更轻易引发缩孔或缩颈。其次，在有些情况下，因为施工人员对规范了解不透，认为钻孔灌注桩桩径允许负公差，因而为了降低施工成本，加紧钻进速度，而将钻头直径减小致不足设计桩径。因为上速原因，造成钻孔灌注桩孔径不足质量问题，将会造成：1）因孔径不足，使得桩横截面和及桩土接触周围面积减小，致使钻孔灌注桩承载能力降低。2）当缩孔严重时，桩身截面严重不足，桩本身承载能力大大降低，而这种情况，往往多发生在桩上部软土层内，桩在这部分受力通常较大，也较复杂，会因桩身强度不够而被破坏。3）当孔径不足时，钢筋笼安放比较困难，有时采取加压或上下抽动钢筋笼使钢筋笼就位，会使钢筋笼变形。这既影响了钢筋笼正常发挥作用，同时钢筋笼变形后，有些部位保护层不够，使得钢筋轻易锈蚀而缩短使用寿命。泥浆对钻孔灌注桩质量影响。泥浆质量好坏，也是影响钻孔灌注桩质量主要原因，泥浆不但起护壁作用，而且对钻孔灌注桩承载能力有较大影响。1）采取合格泥浆护壁，其护壁泥皮厚度较薄，通常在2mm左右。当泥浆质量差，含砂率高，稠度大，施工时间长时，轻易在孔壁上形成较厚泥皮，其厚度有时会超出4mm。这将大大降低桩侧摩阻力。具关于测试汇报，严重不合格泥皮，可使桩侧摩阻力降低50%以上。2）泥浆质量差，含砂率太高时，孔壁泥皮形成隔水膜作用，这即轻易引发坍孔，同时也会因孔壁浸泡松软而降低桩侧摩阻力。造成泥浆不合格原因，主要是有些施工人员认为，泥浆主要是为了护壁，不影响钻孔灌注桩质量。只要不坍孔，便可无视泥浆质量控制。桩底沉渣厚度对钻孔灌注桩承载能力影响。桩底沉渣太厚，会造成桩底支承能力严重降低甚至丧失。尤其是对于钻孔灌注柱桩（端承桩）来说，桩底沉渣太厚，将会造成严重质量问题。因而桩底沉渣厚度应严格控制在规范要求标准之内。造成桩底沉渣太厚原因，主要是因为：首次清孔不彻底；砼灌注前未进行二次清孔；二次清孔与砼灌注时间间隔太长。桩身垂直度与钻孔灌注桩承载能力关系。钻孔灌注桩垂直度允许偏差为1%。在工程实践中，若不采取有效方法对钻孔灌注桩垂直度给予控制，其质量是极难得到确保。在某工点，采取超声波孔壁检测以对桩孔进行检测发觉，有些桩孔垂直度达成2.8%，严重超出规范要求标准，另有些桩孔呈S型弯曲。如此将改变桩实践受力状态，尤其是对单桩或单排桩受力结构，其实际承载力大大降低。除此之外，砼质量，砼灌注质量，钢筋笼制作、安装等也是影响钻孔灌注桩质量主要原因。表Ⅰ列出了影响钻孔灌注桩质量各种主要原因形成原因和后果，并制订了对应控制方法。三、质量控制质量控制应遵照一定规律，首先，对质量目标应经过工序分析给予分解确定各工序主要控制内容和质量标准，制订质量控制计划。在此基础上对工程实施监控。监控过程除了要采取一定伎俩和检验方法外，还需要对跟踪检验统计，出现质量问题，进行统计分析，查找原因，调整对策，对可能会发生质量问题实施预控。1、工序质量分析：工序质量控制是确保钻孔灌注桩质量基础，在明确了影响钻孔灌注桩质量主要原因之后，经过工序分析，找出各工序影响质量主要原因，从而能够确定各工序质量控制主要内容。同时经过工序分析，针对主要原因，制订出工序质量控制方法和质量标准，进行主动预防性重点控制。在工序分析中应注意：1）工序划分应合理，工序划分太多不便于操作，而且多数情况下也没必要，工序划分太少，对质量控制不利，轻易将一些主要质量控制点越过，使事后控制内容增加。2）工序划分应在节点位置，便于及时发觉问题，及时纠正。2、制订工序质量控制计划和质量标准。经过工序分析找出各工序影响钻孔灌注桩工程质量主要原因后，制订对应工序质量控制计划。控制计划内容主要包含：重点控制内容、控制伎俩和方法，以及质量标准制订。质量控制计划主要针对支配性原因，除应明确重点控制内容，制订质量标准，还应配合对应控制伎俩，包含监理抽检计划，控制点设置，检测伎俩确实定，监理人员组织安排，对支配性要素控制责任落实。钻孔灌注桩为隐蔽工程，工程一旦完成，则极难进行复检。对存在质量隐患极难在事后查出来，同时质量问题一旦发生，则难以处理。为此，在施工过程中，除应针对主要原因设置控制点，还应对主要工序实施旁站监理。如钻孔灌注桩水下砼灌注，就应实施旁站监理及时把握工程状态。工程质量检测伎俩应很明确。质量标准制订要符合规范标准及设计要求，同时要充分考虑各工序对质量影响程度将质量目标在各工序给予分解。如在桩位偏差控制中，应将质量目标分解在测量放线、护筒安设、钻机对位、钻孔、钢筋笼安放，成桩检测等各阶段给予控制。表Ⅱ是钻孔灌注桩质量控制计划主要内容。3、质量控制点设置。钻孔灌注桩质量控制点设置，以确保工序质量为前提，针对重点控制对象，关键部位或微弱步骤设置。因为钻孔灌注桩施工隐蔽性强，一旦出现质量问题极难处理，所以在关键节点应设置停顿点，对质量实施预控。质量控制点设置对于控制钻孔灌注桩质量很主要，必要时还应设置停顿点，不然象孔径不足、桩长不够，桩孔垂直度超标等重大问题会因检验不及时而漏检，且事后又无法复检，使工程留有质量隐患。表Ⅰ列出了质量控制点设置位置和针正确控制项目，但伴随工程进展质量控制点应作对应调整。4、对钻孔灌注桩施工实施动态监控。钻孔灌注桩施工时间长，工序间御接紧，只有实施动态跟踪监控，才能及时掌握详细情况。动态跟踪监控主要是经过对施工情况进行定时和不定时检验，统计、并判断质量情况。对跟踪检验数据和结果进行分析，找出造成出现质量问题主要原因及时采取对应对策也是动态控制主要内容。为了使动态跟踪监控具备有效效果，那就要求跟踪监控要有计划性，使跟踪监控要有针对性和随机性。跟踪监控统计要有系统性、针对性，数据要准确而真实。尤其是针对质量问题统计更要详细。跟踪监控目标就是为了对工程质量进行控制，其主要表现不但仅在检验、判断和改过，更主要还在于经过对数据统计分析，判断质量波动情况，经过对事故原因分析和统计，找出出现质量事故主要原因，有针对性采取对策。如在某长江大桥桩基础工程施工监理过程中，首批检测12根桩中有3根为Ⅱ类桩，优良率仅为75%，远不能满足质量目标要求。对所出现问题进行分析后，发觉3根Ⅱ类桩均为桩底部砼质量不好，而从检验统计来看，二次清孔及二次清孔与砼灌注间隔时间均满足要求，从灌注统计发觉其首盘灌注方量不够，导管至桩底距离较大。为此，将首盘砼灌注量及导管距桩底间距作为重点控制内容，并设置为停顿点。在这些原因得到控制后，其钻孔灌注桩质量有了较大提升，优良率达95%以上。严把质量检验关钻孔灌注桩质量检验评定，实际上是从工序检验开始。钻孔灌注桩工序质量检验结果是分项工程质量评定依据，所以，在工序质量检验时应严把质量关。1）坚持自检、互检，并在自检合格后报验基础上进行，监理检验质量认证制度，在设置为质量控制点项目未经监理复检合格后，均不得进入下道工序或分项工程施工。2）加强巡检，在主要工序进行旁站监理。在巡检及旁站过程中，做好各种检验统计，并对各种检验统计进行分类整理和分析，判断工序质量波动情况。3）严格汇报制度严格汇报制度目标，主要是为了让监理工程师及时掌握工程进度，工程质量情况，合理安排监理人员，并针对工程质量波动情况，及时调整监理重点。严格汇报制度目标还在于及时了解质量控制计划合理性及其执行效果，并依照质量控制情况，合理调整监理计划，规范检测方法，深入明确质量标准。6、采取先进有效检测伎俩，是质量控制重点方法。在制订质量控制计划时，应充分结合质量标准考虑采取先进有效检测伎俩，有效地去除质量隐患。如在钻孔灌注桩桩孔质量检验中，常规方法通常采取孔规检验，这种方法对孔径及垂直度检验有一定可靠性，但因为操作上任意性，且有时受条件限制，检测结果有时偏差较大。而且这种方法对桩孔呈“S”型弯曲有时无法判断。若采取孔壁超声检测仪对桩孔质量进行检测，其孔径、孔型、垂直度均可直观地加以判断，这即可防止质量事故发生，同时也可防止因检测结果偏差而造成与承包商产生矛盾。一样，在钻孔灌注桩桩身预埋超声检测管，在钻孔灌注桩完工并达成一定强度后，对其进行超声检测，可有效地判断桩身砼匀质性，对桩身夹泥，砼离析等情况判断较准确。四、结束语在钻孔灌注桩质量控制中，应针对影响质量支配性要素，重点控制。经过对质量问题进行分析，能够找到影响质量各支配性要素，但因为钻孔灌注桩施工工程地质情况复杂，工序繁多，隐蔽性强，工程质量受施工工艺影响等特点，支配性要素往往可能会因工程地质，施工工艺，施工条件不一样而改变。因而对支配性要素控制重点应因地制宜，因时而宜。本文述及了钻孔灌注桩质量控制方法，各主要工序`重点控制内容，但在工程实践中，有些非支配性要素，可能会因客观条件改变而变为支配性要素，因而在详细工程实践中，应结合实际情况，对质量控制计划加以调整。总之，在钻孔灌注桩质量控制中，应目标明确，方法得当，检测伎俩可靠，在强调事前控制同时，加大对工程质量动态控制力度，并严格按标准验收，这么，质量控制一定能取得很好效果。钻孔灌注桩施工主要质量问题及控制方法附表Ⅰ质量问题形成原因后果主要控制措施和手段桩位偏移测量有误；基桩位移；钻孔位移；桩距,承台襟边尺寸不够；加强对测量控制；强调护筒埋设精度；钻机就位时应用仪器复测；孔径不足钻头直径小；地质条件差；成孔时间过长；减小桩受力面积使钢筋保护层减小；使桩周摩阻力和桩底支承力减小；加大钻头直径；改进钻进工艺；缩短成孔时间；采取可行伎俩（如孔径检测仪）对成孔质量进行检测；孔深不够测量误差或错误；清孔不彻底造成沉渣太厚；锥形铅成孔时，钻头高度未扣除桩支承能力降低改进测量伎俩,延长清孔时间；改进泥浆质量采取重复清孔；灌注砼前进性二次清孔，并进行认真检测；钻头高度应扣除泥浆质量差,造成泥皮厚度增大或坍孔配制泥浆不符合要求；含砂率高；缺乏对泥浆质量跟踪检验调整轻易造成坍孔；泥皮过厚,降低桩周摩阻力；对泥浆质量跟踪检测；调整泥浆稠度,控制含砂率；沉渣厚度过大第一次清孔不彻底；没有进行二次清孔，砼灌注及二次清孔时间间隔长时桩端支承能力丧失强调进行二次清孔；使清孔与灌注砼间隔时间尽可能缩短；二次清孔反循环法洗浆筛渣桩身垂直度超标钻机不稳；钻杆不直；,地质不均匀；岩面倾斜；钻机性能差；钻头配重不够；改变桩受力性能使桩承载能力降低终孔时发觉钻机倾斜,纠偏很困难选取性能可行钻机；随时检验钻杆垂直度；在地层改变处,控制钻进速度；加大钻头配重；采取孔壁检测仪进行检测;钢筋笼主筋焊接质量不合格无证施焊；在恶劣天气无保护施焊；对焊接质量不重视；主筋在接头处破坏持证上岗,严格检验；在恶劣天气应作防护；主筋接头交织设置；钢筋笼安放偏位或上浮钢筋笼安放无定位方法；无固定方法；测量不准确；桩头钢筋偏位；钢筋保护层降低；桩头抗弯能力降低测量方法落实；定位方法可靠和稳定桩身砼不均匀桩周为砂浆,骨料集中于桩中心粗骨料粒径过大；泥浆稠度比重大；砼和易性差；灌注砼时漏斗高度不够降低桩身强度改进砼和易性；增加砼坍落度；改进泥浆,增大灌注超压力,降低粗骨料粒径断桩桩身夹泥浆首批砼隔水方法不利；导管拔冒,灌注过程中塌；导管埋深太深造成导管拔断；导管水密性差降低桩身强度去除孔周余土；减小对孔拢动；控制每次拔管高度；控制导管埋深对砼质量进行超声波检测桩底砼离析首盘砼量不够；导管离孔底距离太大；首盘砼在导管内与水没有有效隔离降低桩端砼强度；尤其对于柱桩危害极大改进首盘砼灌注工艺；导管离孔底距离不能大于40cm；首盘砼量应足够大；对桩身砼质量进行超声波检测首盘砼埋管深度达成1m以上.钻孔灌注桩基础工程质量控制计划表Ⅱ工序控制项目监理伎俩检测方法质量标准钻孔准备工作平台或场地，设备检验；桩位放线；检测工具；钻头直径；桩位放线精度控制；计量检测工具标定设置停顿点控制点复核桩位抽检施工方案审查施工条件审查水平仪经纬仪钢尺桩中心偏差：符合测量精度要求,并<10mm；钻头直径大于设计桩径；钢护筒安装钢护筒制安;钢护筒定位控制钢护筒平面位置;控制护筒顶标高及埋深,护筒垂直度控制见证点现场巡检钢尺铅垂中心平面位置偏差<5cm垂直度<1%钻孔桩孔中心,转盘中心定位;岩性及取渣样检验;故障处理钻孔垂直度控制;地层岩性及渣样监控;非清水成孔泥浆质量控制;钻进统计检验随机检验转盘水平，钻杆垂直度情况核实钻进统计水平靠尺查统计取渣样复检稠度仪比重仪工艺要求:气举(或泵吸)反循环垂直度:<1%非清水成孔泥浆,结合地层条件,参考关于规范制配终孔终孔岩性,标高控制孔底有效标高控制设置见证点取渣样，铅锤、钢尺符合设计要求首次清孔桩孔直径；桩底标高；桩孔垂直度；泥浆质量；沉渣厚度；设置见证点现场检测桩孔质量抽检泥浆质量，沉渣厚度抽检孔壁检测仪钢尺铅垂绳尺