【简析钻孔灌注桩的施工及质量控制措施】旋挖机钻孔灌注桩
摘 要: 本文对施工前准备到施工过程中钻孔、清孔、制作及吊装钢筋笼、浇筑混凝土等环节的施工方法及质量控制进行了探讨。 关键词: 钻旁岁孔灌注桩，施工方法，质量控制
一、引言
近年来，随着我国交通土建工程技术的不断进步与发展，钻孔灌注桩越来越多地应用于各个工程项目，具有施工简易、造价适中、适应性强的特点。以下将对钻孔灌注桩的施工方法及质量控制做简要阐述。
二、钻孔灌注桩的施工方法
以下将对各个工序分别进行介绍：
1) 施工前期的准备工作。施工放样、场地准备。
2) 埋设钢护筒。按要求制作钢护筒。护筒放入前，先开挖比护筒直径大些的圆坑。下入护筒后，用粘土分层填筑并碾压。
3) 钻机就位。固定好钻机，并将钻头中线偏差控制在要求范围内。开钻前应调制足够的泥浆，泥浆制备选用高塑性粘土或膨润土，施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位 1． 0 m 以上。泥浆须试验比重、粘度、含砂率、胶体率、pH 值等性能指标，并填写泥浆试验记录表。先启动泥浆泵和转盘，使之空钻一段时间，等泥浆进入钻孔中一定数量后，方可开始。开始钻进时，进尺要适当控制，在护筒刃脚处应低挡慢速钻进，进尺 1． 5 m 后根据土质情况正常钻进。在钻进过程中，随时注意地层变化情况，控制泥浆稠度。
4) 成孔检查。待钻至设计深度后，质量员和监理工程师共同检查孔深、孔径和垂直度。桩径偏差在－50 mm 内，垂直度偏差小于1%。
5) 第一次清孔。成孔检查合格后即进行清孔，采用抽渣法清出沉渣，使含砂率逐步减小，置换出泥浆比重小于 1.1 时为合格。
6) 吊放钢筋笼。钢筋笼的制作应符合有关规范要求，主筋采用单面搭接焊，焊缝长度10d，在同一截面接头数量小于 50% ，两个接头间距大于 500 mm。沿钢筋笼外围按竖向每隔 2 m 绑扎 4 块预制混凝土垫块，保证主筋保护层满足设计要求。
7) 导管安装。导管采用 200 钢管，壁厚 4 mm，接头处用橡胶圈密封防水，先对全部导管进行密封防水实验，保证不漏水,然后吊放入孔。导管与孔底面接触后向上提 300 mm ～500 mm。考虑到淤泥质粉细砂层较厚、透水性大时，护筒内外的水头差较大，护筒底部容易发生冒浆而影响成孔，因此护筒底部需穿过粉细砂层和砾石砂层沉设至残积粘土层；若护筒内淤泥层太厚，则应清除。
8) 第二次清孔。导管安装完成后应进行第二次清孔，复测沉渣厚度应小于 50 mm，在清孔过程中应不断置换泥浆，直至灌注水下混凝土。
9) 灌注水下混凝土。在进行孔位、孔径、孔深、垂直度、沉渣厚度检验合格后，立即灌注混凝土。灌注前对桩孔质量、回淤沉渣厚度、泥浆指标、桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。工程采用导管法进行水下混凝土灌注，导管内径25cm；每节2-4m，拼接后进行压水试验，合格后方可使用。混凝土灌注是钻孔灌注桩最关键的环节。整个施工过程若控制得不好，容易出现桩身强度森芦不够、断桩等缺陷桩质量事故，继而影响整个工程的质量和使用。对此，采取了以下几项技术措施：①保证混凝土有良好的和易性，混凝土粗骨料采用级配良好的1-3cm碎石，塌落度严格控制在18 cm ～20 cm 之间；②严格控制混凝土的浇筑速度，每根桩的混凝土浇筑时间严格控制在4小时以内；③保证混凝土导管各接口处的水密性，绝不能出现导管漏水现象；④第一次混凝土灌注量必须保证桩底混凝土厚度达80cm，以使混凝土能埋没导管口；⑤提管速度控制在 3米/分钟左右；提管时，导管底端离混凝土面不少于 1米；⑥混凝土灌注必须连续进行；⑦混凝土须灌注至设计桩顶以上 70cm处，成桩后凿除，以保证桩头混凝土强度。⑧指定专人测量导管埋深和管内外灌注面高差，填写水下混凝土灌注记录。最后一次灌注量保证超灌高度为 800 mm 左右，并在承台施工前凿除。
三、钻孔灌注桩的质量控制
1) 桩孔成形控制。针对在此启带回填层和亚粘土层中孔上、中部常有掉块、坍孔发生，本工程采用泥浆护壁，并在顶部埋设钢护筒;同时在钻进回填堆积层时，应小水量钻进，使孔内泥浆稠度增大，起到护壁作用; 当泥浆稠度较小时，及时投放亚粘土。钻孔桩是先成孔，然后再孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆护壁来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。在实际工程中的隔孔间距应该大于等于3倍桩径。
2）桩位、桩顶标高和成孔深度质量控制
在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心点偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆和护筒松动的现象。为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底架的水平和桩具的总长度，并做好记录，以使在成孔后根据钻杆在钻机上留出来的长度来检验成孔达到深度。因设计的桩长以入岩深度为准，所以岩层标高的制定最为重要，要关系到桩基的单桩承载力的数值，在工程实际中，由建设单位委托钻探部门派人做入岩鉴定，一句是钻探报告的岩面推测或和现场泥浆中的岩层样品的封样进行判断，最终确定岩面标高，再根据设计入岩深度，确定最终孔深。根据孔深标高，反算钻杆余尺，通过量测钻杆余尺，以确保桩的长度。这是质量控制的要点。
3) 桩身垂直度控制。在钻机就位后，应检查钻机安放的纵横水平度和保证钻机固定牢固; 在钻进过程中，加在钻具上的给进压力不能过大，尤其在回填层和亚粘土层中，最好不加压。当开始钻进至基岩面时，由于基岩面有可能倾角较大，且埋藏较深，宜采用减压钻进。
4）一次清孔的质量控制
一次清孔的作用，是把泥浆比重适当降低，通过钻杆、钻头的空转，把孔底的岩石沉渣随泥浆清出，以达到清理孔底沉渣的作用。另外可以更好地保证泥浆护壁的质量，所以泥浆的比重一般控制在1．3左右，因比重太小不能清出岩石沉渣，清孔时间一般控制在1．5h。应重视一次清孔工序的质量。在提出钻具,喷装于孔壁时，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象。这将给二次消孔带来很大的困难，有的甚至通过二次消孔也无法清楚坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻孔小，就要重新下钻杆复钻并清孔。最好采用测孔的仪器。
5）钢筋笼制作、吊放的质量控制
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保材料，复试报告合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底架上的。所以应根据底架标高值跟复核吊环长度，以确保钢筋放入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝，焊口则要进行补焊。如果是成孔偏斜而造成的，则要求复钻纠斜，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼，钢筋笼接长时要加快焊接时间、尽可能缩短沉放时间。复钻纠偏的过程是监理人员旁站的重要过程，是保证成桩质量的关键。
6）二次清孔的质量控制
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续小与1．10－1．20，测得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓紧吊放钢筋笼和沉放导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。导管在灌注前，应做气密性实验，以防漏气。钢筋笼吊放完成后，应及时下导管，利用导管进行第二次清孔，在实际工程中，二清孔的时间为2H，沉渣厚度控制在5cm，沉渣厚度的测量采用测绳量测，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，立即进行水下混凝土的灌注。
7）桩身混凝土质量控制。
在浇筑过程中，一定要严格控制导管埋入混凝土的深度，导管埋深以 1． 0 m ～5 m 为宜，提管时应逐步微量进行，使导管上下抖动，同时应观察孔内返水现象和混凝土下落情况; 控制混凝土的和易性，防止出现堵管、埋管。
四、结语
综上所述，在钻孔灌注桩的施工过程中，必须严格按照正确的工序、方法施工，努力学习研究新工艺、新方法，确保工程保质、保量、按时竣工。
参考文献:
［1］ JGJ 94-2008，建筑桩基技术规范．
［2］ 彭朝发． 钻孔灌注桩施工质量分析与控制案例
［3］史金江．关于钻孔灌浆桩施工技术的研究
打桩机工作原理
打桩机是利用冲击力将桩贯入地层的桩工机械。
由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤依附在桩架前部两根平行的竖直导杆（俗称龙门）之间，用提升吊钩吊升。桩架为一钢结构塔架,在其后部设有卷扬机,用以起吊桩和桩锤，桩架前面有两根导杆组成的导向架，用以控制打桩方向，使桩按照设计方位准确地贯入地层。塔架和导向架可以一起偏斜，用以打斜桩。导向架还能沿塔架向下引伸，用以沿堤岸或码头打水下桩。桩架能转动，也能移行。打桩机的基本技术参数是冲击部分重量、冲击动能和冲击频率。桩锤按运动的动力来源可分为落锤、汽锤、柴油锤、液压锤等。
打桩机还有旋挖式桩机，是用螺旋向地下挖，然后灌桩。
