桩基施工的质量控制

桩基施工的质量控制

一、工程简介

潍河二号特大桥位于胶新线VII标段DK84+798.12处，为76—32,4—24m预应力

钢筋砂特大桥。51#—78#为曲线墩，其他为直线峨。共有43个墩、2个台有钻

孔桩，计187根。桩长最长24m,最短11m。地质为砂粘土、粘土、砂砾、风化

岩。经对桩基进行100%无损检测，均达到I、II类桩标准，这里我将桩基施工的

质量过程控制简述如下：

二、桩基施工

（一）钻孔过程控制

1、技术放线准备

为了能够控制好墩中心桩位和钻孔桩中心，我们布置了平面导线控制网。每个墩

至少有两个导线点来控制，各个墩中心和钻孔桩中心复核检查无误后，利用十字

线或经纬仪辅助把墩中心桩用碎护好。保证钻孔过程中线路中心桩位的稳定。钻

孔桩的中心放好后，按井字形放线护桩，以备钻完一个孔后移至另一孔前桩位丢

失，恢复困难。这样护桩，可以在不用经纬仪或全站仪的情况下快速恢复钻孔桩

中心。

2、钻机就位对中保证

钻孔桩中心、墩中心检查无误后，埋设护筒，钻机就位。埋设护筒时，护筒中心

与桩位中心一致，就位偏差不超过5cm。护筒埋设时要埋设牢固。软泥或砂层应

用水泥浆浇筑，防止钻进过程下移或倾斜。

护筒埋设好后，钻机就位。对位时，用3.5kg重的或梢轻的垂球悬挂在钻机上，

如图：

①②

③④

L<5cm

用“十字,，交叉线对桩位，将交叉线的四点用红油漆在护筒上作上标记，并按顺序

进行编号，便于记录。

悬挂在钻机上的垂球，对中交叉线的交点。对中合格后，量测并记录四点到线路

中心的距离和四个点的高程。复核交叉点到墩中心间的距离无误后，经监理检查

合格后方可开钻。

3、钻机钻进的控制

钻机钻进过程中，要防止冲击钻头磕碰护筒，防止钻机移位。如何控制呢？我们

前面讲的护筒上的四个点到中心的距离就是核对折筒是否被磕碰挤压而变形；核

对钻绳是否在中心位置，是否发生倾斜。若护筒受到明显的挤压、磕碰变形，就

不能用原来的数据来控制钻机绳的倾斜。应用"井''字形护桩返出钻孔桩中心。核

对偏差要重新记录四点到中心位置的距离，便于控制成孔倾斜度。钻进过程中要

不断的检查钻孔对中情况。潍河2号特大桥的成孔倾斜度均控制在().5%范围内。

钻进过程中还要做好泥浆比重测试。若泥浆过重，孔壁上的泥皮增厚给清孔和灌

注碎造成困难；若泥浆过轻，则护壁效果不好，可能出现坍孔。因此，在钻进过

程中就必须掌握各层土质情况。开钻前，技术员下交底到机长手中，要求各机长

熟悉各层土质情况。为了能有效、准确的了解地质情况，我们要求技术人员在钻

进过程中每班取样两次，装袋做好标记。根据取样结果，掌握各层土质，调整泥

浆质量。主要从以下三个方面控制：

(1)泥浆比重：可用婆美氏重表或1002型比重计测定。木地区冲击成孔采用比

重1.3—1.6为宜。

(2)泥浆粘度：用1006型野外粘度计测定，其测定方法即以500ml泥浆通过

5mm的漏斗孔所需的时间(s)来表示；在没有仪器时，一般用手指插入泥浆中，

拔出后手指上附有均匀泥皮不见肉纹，可认为粘度合适，本地区地层以16-22S

为宜。

(3)泥浆含砂率：用1004型含砂率测定器测定，其步骤是把调好的泥浆50ml

倒进测定器，然后倒进清水使总体积为500mL把测量器塞紧摇晃均匀后静置

3min,3min内沉淀下来的沉淀物体积乘以2就是含砂率，新制泥浆不宜大

于4%。

4、钻孔过程记录

钻进中要做好详细记录，无论什么原因出现的停钻时间，必须记录清楚，长时间

停钻，泥浆沉渣可能形成塌孔，因此，要保证4小时内使钻头在孔内上一反复冲

拉几次，循环泥浆增加护壁静压力，防止塌孔。我们还自己设计桩基检查记录表,

(表格形式见附图)以此来加强控制。

5、漏水现象及处理

如发现有失水现象，护筒内水位缓慢下降，应补水投粘土。如泥浆太稠，进尺缓

慢时，应抽渣换浆。开孔时，为了使钻渣泥浆尽量挤如孔壁，一般不抽渣。待冲

砸至护筒下3~4m时（钻头顶在护筒下超过1m时），方可加高冲程正常冲进。

4〜5m后，方勤抽渣。钻进过程中应随时注意，保持孔位正确。

6、少松绳勤松绳

钻孔时要查看钢丝绳回弹和回转情况。耳听冲击声音，借以判别孔底情况。要掌

握少松绳的原则。松多了会减低汗程，过于松少了犹如落空锤，损坏机具。松软

地层夹有较多石块时，一般每次松绳3—5cm,均匀密实地层5—8cm.

7、勤抽渣勤检查

冲击过程中，要勤抽渣，当孔内泥浆含渣量增大，钻进速度减慢，每小时进尺卵

石层小于5~10cm,松软土层小于15~30cm时，应进行抽渣。一般每进尺

抽渣一次，每次抽4~5筒或抽至泥浆内钻渣明显减少，无粗颗粒，比重降至正常

为止。抽渣时应注意：

（1）及时向孔内补浆或补水。如系投粘土自行造浆，不宜一次到进，以防粘钻。

（2）抽渣筒放到孔底后，要在孔底上下提放几次，多进些钻渣，然后提出。

（3）采取空口放细筛子或承渣盘等办法，使过筛后的泥浆流回孔内。

勤检查钢丝绳和钻头磨损情况，及转向装置是否灵活，预防发生安全质量事故。

钻头直径磨耗不应超过1.5cm。应经常检查，及时用耐磨焊条补焊。并常备用两

个钻头轮换、修补。为防止卡钻，一次补焊不宜过多，且补焊后在原孔使用时宜

先用低冲程冲击一段时间，方可用较高冲程钻进。

8、坚持取样查探地质

为控制泥浆比重和抽渣次数，需及时用取样罐放到需测深度，取泥浆进行检查，

及时向孔内灌注泥浆或投碎粘土。冲击钻进，孔底泥浆比重以1.4~1.6为宜。抽

渣后，应测深一次，再分批投碎粘土，直到逆境比重达到正常为止。冲孔时，每

隔3〜4h,将钻头或抽渣筒在孔没上下提放几次，把下面的泥浆拉上来，以护孔

壁。

9、终孔检查

钻孔成孔后，检查成孔质量，从以下几方面检查：

（I）成孔垂直度

钻机钻完孔后，要重新对中钻机，其步骤方法同开钻前相同。挂十字先核墩中心

到钻孔桩中心距离；核护筒是否偏移。钻机对中完成后换上钻头，将钻头放到孔

底，稍微悬起一点即可。丈量钻绳到中心距离L。钻机顶部边缘距护筒顶的高度

是7m,贝IJ成孑U顷斜度n=L/7,如图：

n=L/7

（2）泥浆比重、粘度

潍河2号特大桥大部分墩地质条件较好。泥浆比重终孔时按1.17.3控制。粘度

控制在18~2（）s。这样灌注的碎质量易于保证。

（3）清孔

清孔标准：摩擦桩的沉渣厚度不大于30cm；柱桩不大于10cm。

抽渣法清孔简易检查是用手触摸泥浆。直到泥浆中没有粒径大于2〜3mm的颗粒

且其比重在规定的范围之内时为止。清孔不能用加深孔深来代替清孔。

（4）孔深检查

孔深检查采用测钻绳和钻头长度来定，灌注前孔深通过测绳测的，（测锤尺寸形

状：圆锥形垂锭，钢板焊，砂填心，底面直径为14cm,高度为20cm,重量3.6kg0）

沉渣厚度为终孔时通过测钻绳所得的读数与垂锭所测得的读数之差。

（5）孔径检杳

用4〜6倍孔直径长的钢筋焊接成探孔器来检测孔径。保证钻孔的孔径满足要求。

钻孔过程中，孔径检查是通过量钻头直径来完成的。

（二）水下混凝土灌注

1、清孔

灌注水下碎前需再次清孔，通过120根钻孔桩的试验得出泥浆比重、粘度适中、

地质良好的钻孔，清孔与灌注时间间隔不宜超过4小时，否则需进行二次清孔。

2、下放钢筋笼

清孔完毕后下放钢筋笼。为了钢筋笼就位准确，我们在钢筋笼一圈焊4,耳环来

固定钢筋笼在孔中的位置；悬空的钢筋笼用4根吊环来控制，防止掉笼或上浮。

钢筋笼标高定位允许误差是±5cm。

3、安装导管及封底

导管必须经过密封实验合格后才能使用。现场安装、下放导管必须认真细致，导

管法兰盘必须拧紧、密封。

准备就绪后开盘封底，封底的碎数量由孔径及封底高度来确定。由《铁路桥涵施

工规范》P225的公式计算求得。

碎灌注全过程必须有技术人员值班，发现问题及时处理。对于突发事件有第二次

处理方案，要随时启动，防止断桩。水下碎灌注要快速，以防坍孔和沉渣过厚而

影响性质量。每根桩的灌注时间不超过8小时。

拌和时间较一般的碎延长1.5倍，一经开始，连续灌注，不管中途由于任何原因

中断灌注时间超过30n）in的必须采取补救措施或重钻。

测量水下碎面的位置是用测绳吊着重坨来实现的。测绳要通过检查，合格后方可

使用，并固定好标尺的位置以防上下滑动而导致读数有误。重佗采用重量3.6kg、

底面直径13cm、高18cm的圆锥。

为了防止钢筋笼上浮，一是在吊环顶载重压住钢筋笼。二是在孔内碎接近钢筋笼

底时加大导管的埋深；当碎升入到钢筋笼内1~2m后应减少导管的埋深。灌注标

高应高出设计标高1.0m左右，便于清理泥浆和消除测量误差。抄平时要多次复

核，包括钢筋笼的吊环长度，避免出现短桩或浮笼桩。特别是终盘前的量测务必

准确。预留桩头高度要充分考虑泥浆比重，封底高度，测量误差，现场出现的小

故障等情况的影响。

三、钻孔事故的预防及处理

在潍河2号特大桥的桩基施工中，由于施工现场管理到位，未出现质量事故。在

此，列举儿种钻孔过程中常见的事故的预防及处理方案：

（-）坍孔

空口坍塌容易发现，而孔内坍塌则需要仔细观察，如孔内水位突然下降；空口水

面冒细密的水泡；出土量显著的增加；没有进尺或进尺很小；孔深突然变浅，钻

头达不到原来的孔深；钻头负荷显著增加等等，均表明孔内己坍塌。

1、坍孔原因

（1）泥浆比重或粘度太小，未形成坚实的护壁。

（2）施工场地夯填土质量不良。

（3）钻机和钻架未支承好，支承面受过大的压力。

（4）护筒埋置太浅。

（5）埋置护筒不符合要求，护筒周围或底部未用优质粘土分层夯实填筑。十筒

高度不够，孔内涌出承压水，降低水的静压力。

（6）开孔时，护筒脚下2~3m范围内未作好造壁处理。

（7）护筒直径过小或尹筒埋置不够平正垂直，开孔时钻头左右晃动冲击护筒，

钻进中钻头或抽渣筒碰撞护筒〃

（8）孔内规定的水位高度不够或未保持好规定的水位。

（9）在松软的砂层中进尺太快。

（10）遇易坍孔的流沙层，未及时采取措施。

（II）清孔方法不当。

（12）补水时水流冲塌孔壁。

（13）补水量过大，经常溢出孔口，或抽渣筒泥浆未及时排出，浸泡孔口土壤，

以至松软坍塌。

（14）从终孔至灌注水下碎延误时间太长等。

2、坍孔的预防和处理

（1）在松散砂沙土，淤泥层或流沙中钻进时，应控制进

尺，选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆（或投入粘土、片石低锤冲击使粘

土膏、片石等挤入孔壁）。

（2）入孔口坍塌，可回填重新埋设护筒再钻。或下钢护

筒至未坍处以下至少Imo

（3）孔内坍塌不严重者，可加大泥浆比重继续钻进。较

严重者，可回填砂石和粘土混合物到坍塌位置以上1〜2m,甚至全部回填再钻。

若坍塌埋住钻头，应先清孔，后提起钻头。

（二）钻孔漏浆

在透水性强或有地下水流动的地层中，稀泥浆回向孔外漏失，一般有护筒底漏浆

和护筒接缝漏浆两种情况，严重漏浆为坍孔先兆，应及时处理。漏浆的主要原因

是：护筒埋设太浅，回填土不密实或护筒接缝不严密；或水头过高等等。补救的

办法是：加稠泥浆或倒入粘土慢速转动；或回填土掺卵石、片石反复冲击增加护

壁；护筒本身漏浆则可用棉絮堵塞。此外护筒内有掉落物也会造成漏浆。

（三）弯孔

在钻孔时，由于钻孔方向偏斜产生弯孔，严重者影响钢筋笼的安装和桩的质量。

1、弯孔原因

（1）、钻机坐落在软硬不同的土层上，钻进中发生位移和偏沉。

（2）旋转钻机钻杆弯曲或钻杆接头不直，钻头摆动偏向一边。

（3）钻孔时遇到较大孤石、探头石或倾斜的岩层。

（4）在有倾斜度的软硬地层交界处，岩面倾斜处钻进；或在粒径大小悬殊的砂

卵石层中钻进，钻头所受阻力不匀。

2、预防方法

（1）安装钻机是要使转盘、底座平正。起重滑车缘与固定钻杆的卡孔和护筒中

心三者应在一条竖直线上，并经常检查较正。

（2）由于钻杆较长，转动时上部摆动过大，必须在钻架上增添导向架，控制钻

杆上的提引水龙头，使其沿导向架向下钻进。

（3）钻杆接头应逐个检查及时调整。钻杆弯曲要用千斤顶调直。

（4）在有倾斜的软、硬地层钻进时，应掉住钻杆控制进尺，低速钻进。或回填

片、卵石冲平后在钻进。

3、处理方法

弯孔不严重时，可重新调整钻机继续钻进。较严重时，如用旋转钻可提吊起钻头

在弯孔处上下反复扫孔，使钻孔正直。严重时。旋转钻孔应回填砂粘土，冲击钻

孔应回填粘土夹砂卵石或小片石至弯孔以上0.5m,待沉积或用低冲程冲击密实

后再钻进。不得用冲击钻头直接修孔。以免卡钻。

（四）糊钻

在粘性土层用正循环旋转钻进时，因进尺快。钻渣大或泥浆比重和粘度太大，出

浆口堵塞，一造成糊钻（吸锥）。一般应控制进尺，选用刮板齿小、出浆口大的

钻头，预防糊钻。如糊钻严重，应提出孔口，清除钻头的残渣。冲击钻进时，可

降低冲程，降低泥浆稠度，在粘土层上回填部分砂、砾石防止吸住冲击钻头。

（五）缩孔

地层中夹有塑性土壤（俗称橡皮土），遇水膨胀后使孔径缩小。或钻头磨损评重

未及时焊补，钻出小于设口桩径的孔。遇到这种情况时，可采用上下反复扫孔的

方法扩大、或回填砂粘土，待密实后重钻。

（六）梅花孔

梅花孔或探头石（即孔形不圆有局部孔壁凸进）是冲击钻孔经常遇到的事故，其

原因是：泥浆太稠，妨碍钻头转动；转向装置失灵，钻头总在一个方向上下冲击;

操作时钢丝绳太松，或冲程太低，钻头得不到充分转向时间，这样就容易在基岩

中形成梅花孔。在非均匀质地层如漂、卵石、堆积层等易出现探头石。当出现以

上情况时，一般用强度高于基岩或探头石的碎石或片石回填重钻。

（七）卡孔

钻头在距孔底一定高度卡住，提不上来，但向下可以活动为上卡。在孔底卡住，

无法活动为下卡。

1、卡钻原因

（1）不规则孔形未处理。

（2）坍孔落石、工具掉进孔内。

（3）长护筒倾斜、下端为钻头撞击变形。

（4）钻头尺寸不一，或焊补超限。

（5）下钻太猛，钻头撞碰在孔内倾倒。

发生卡钻时，不宜强提，不可盲动以免愈卡愈紧或造成坍孔埋钻。

2、处理方法

（1）上下提动钻头，使之旋转，并用撬棍配合，左右反复拨动大绳，使钻头能

沿卜落得原道提出。

（2）用小钻头冲击卡钻一边孔壁或钻头，使钻头松