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摘要:钻孔灌注桩是利用钻孔机械钻出桩孔，并在孔中浇筑混凝土（或先在孔中吊放钢筋笼）而成的桩。由于它具有施工设备简便、施工时基本无噪音、无振动，对环境和周边建筑物危害小等特点，近年来，在桥梁施工中得到了广泛应用。灌注桩是桥梁的基础，是工程施工中首先要进行施工的分项工程，桩基的质量直接影响到整个桥梁的质量，是桥梁施工中的关键环节，在施工中应严格控制钻孔和浇筑质量。
关键词:灌注桩；质量控制；对策
中图分类号：0213文献标识码： A
1 工程概况
创业水库三干渠车力桥位于吉林省洮南市车力乡公路与洮南市创业水库干渠交汇处，桩号5+085，距洮南市区40公里，桥长30米，每跨6米，共5跨，桥净宽7米，桥面板为预制混凝土板，板厚0.3米，两侧各设1.4米宽人行道。桥梁结构形式为上部钢筋混凝土T型梁构造，下部为钻孔灌注桩基础，灌注桩直径为０.８米，桩深为１２米（地面以下）。
2 车力桥灌注桩混凝土的设计要求及质量控制对策
2.１桩径与桩深设计
拆除重建设计报告中对桥灌注桩设计直径为０.８米，桩深为１２米（地面以下），跨度６米。按经验公式：
〔P〕＝〔R〕A＋Ｕ∑〔Ｆｉ〕Ｌｉ
式中：〔P〕——单桩垂直容许承载力（ＫＮ）；〔R〕—桩端平面处容许承载力1700ＫＮ／ｍ２；A——桩的截面积（ｍ２）,0.502ｍ２ ；〔Ｆｉ〕——桩周第i土层的容许摩擦力15-25ＫＮ／ｍ２；U——桩的截面周长2.51m；Ｌｉ——地面线以下第i层土的厚度，7m,5m
经计算桩容许承载力为〔P〕＝2272ＫＮ，基底竖向总荷载为：由恒载和活载组成，其中恒载为：梁、桩、板、柱等组成。经计算恒载为447ＫＮ，活载为960ＫＮ，总荷载为1407ＫＮ＜〔P〕＝2272ＫＮ，所以桩径及桩深满足设计要求。
2.2 灌注桩混凝土施工中的质量控制及对策
2.2.1对成孔的质量控制
在施工时，施工人员先将钻机就位后用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。 钻孔采用冲击钻机成孔，开钻时先在孔内灌注泥浆，孔内有水时，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m并低于护筒顶面0.3 m 以防溢出 ，同时要按时掏渣，掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水，以维持水头高度。
桩径及垂直度控制 桩径是灌注桩施工质量的又一关键，也是评价桩基施工质量好坏的重要指标。施工前，严格检查钻头直径大小，保证钻头直径不小于桩径，并作好记录。钻孔垂直度也是影响钻孔灌注桩施工质量的重要指标之一，其偏差应≤1％，在钻孔过程中，经常检查钻杆垂直度，始终保持钻杆能垂直钻进。 钻进中用检孔器检孔，据此调整钻机位置，保证成孔质量。
2.2.2 对钢筋笼的质量要求
钢筋笼的质量控制主要是焊接及吊放钢筋笼的控制，在施工时，要求施工人员对钢筋笼的制作应符合设计要求，吊放钢筋笼采用吊车进行，吊放时注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物带入孔内。在钢筋笼外侧绑扎砼垫块或焊接钢筋耳环，以保证钢筋的保护层厚度。钢筋笼绑扎好后整体吊放，吊入后校正轴线位置，并牢固定位，以免在灌注砼时发生浮笼现象。
2.2.3导管进水问题
在施工中易产生导管进水的问题，产生的原因是：首批混凝土储量不足,但导管口距孔底的间距较大,混凝土下落后不能埋没导管口,以致泥水从导管口涌入。导管密封不严,接头处橡皮垫破裂,或者是导管焊缝破裂,水从缝隙中进入导管。有时由于测量深度错误,正在施工中拔出导管超过混凝土面层,泥水从底口涌入。
导管进水的控制办法主要有以下几点：
为了避免进水,灌注前要采取相应的预防措施,检查导管密封性及焊缝是否结实,核算初灌量,测导管下水深度。
由于上述第一点原因引起的,应立即将导管拔出,用空气吸泥机、水力吸泥机或抓吊清除,也可以用反循环钻机的吸泥泵吸出,或提起钢筋笼,采用复钻清除,然后重新灌注。
如果是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔除导管,重新下管,但灌注前应将进入导管内的水和污泥抽出或取出,方可继续灌注混凝土,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度灌入导管内,灌入前将导管小幅度振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补,以后续灌可恢复正常配合比。
2.2.4卡管
在灌注過程中,混凝土在导管中下不去为卡管,有两种情况:
第一种是初期灌注时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石,拌和不均匀,导管接缝处漏水等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。我们在车力桥施工时，由于混凝土中夹有大颗粒卵石而造成卡管，分析原因后，施工单位采取了以下处理措施： 用长杆冲捣管内混凝土,大颗粒卵石不能下落,然后用长些适当尺寸的钢筋钩（双头的）深入管内，慢慢将卵石勾出，再灌注混凝土。注意中间停留的时间不用过长，如果时间过长，混凝土易初凝，那就必须将混凝土和导管一起拔出，重新钻孔灌注。且灌注前应将孔底的混凝土清除干净。
第二种是由于机械发生故障使混凝土在导管中停留时间过长,或灌注混凝土的时间过长,最初的混凝土已初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。
其预防方法是,灌注前仔细检查检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时,立即调换机械,同时采取措施,加速混凝土灌注,必要时,可在首批混凝土中掺加缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
如果灌注时间已久,孔内的首批混凝土已初凝,导管内堵塞有混凝土时,需采取的措施是将导管拔出,重安钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土吸出,用冲抓锥将骨架逐一拔出,然后用粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
2.2.5成桩质量的控制
为确保成桩质量,要严格检查验收进场的原材料检验合格证(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),如发现实样与化验单不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。
为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象。在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落采用18cm～20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m。不宜大于5m和小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m～10m时,应及时将坍落度调小至l2cm～l6cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。
3 结语
在灌注桩施工过程中,严格按施工实施细则要求,按工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法,就能保证属于地下隐蔽工程、施工难以控制的混凝土灌注桩质量达到设计要求。
关键词:灌注桩；质量控制；对策
中图分类号：0213文献标识码： A
1 工程概况
创业水库三干渠车力桥位于吉林省洮南市车力乡公路与洮南市创业水库干渠交汇处，桩号5+085，距洮南市区40公里，桥长30米，每跨6米，共5跨，桥净宽7米，桥面板为预制混凝土板，板厚0.3米，两侧各设1.4米宽人行道。桥梁结构形式为上部钢筋混凝土T型梁构造，下部为钻孔灌注桩基础，灌注桩直径为０.８米，桩深为１２米（地面以下）。
2 车力桥灌注桩混凝土的设计要求及质量控制对策
2.１桩径与桩深设计
拆除重建设计报告中对桥灌注桩设计直径为０.８米，桩深为１２米（地面以下），跨度６米。按经验公式：
〔P〕＝〔R〕A＋Ｕ∑〔Ｆｉ〕Ｌｉ
式中：〔P〕——单桩垂直容许承载力（ＫＮ）；〔R〕—桩端平面处容许承载力1700ＫＮ／ｍ２；A——桩的截面积（ｍ２）,0.502ｍ２ ；〔Ｆｉ〕——桩周第i土层的容许摩擦力15-25ＫＮ／ｍ２；U——桩的截面周长2.51m；Ｌｉ——地面线以下第i层土的厚度，7m,5m
经计算桩容许承载力为〔P〕＝2272ＫＮ，基底竖向总荷载为：由恒载和活载组成，其中恒载为：梁、桩、板、柱等组成。经计算恒载为447ＫＮ，活载为960ＫＮ，总荷载为1407ＫＮ＜〔P〕＝2272ＫＮ，所以桩径及桩深满足设计要求。
2.2 灌注桩混凝土施工中的质量控制及对策
2.2.1对成孔的质量控制
在施工时，施工人员先将钻机就位后用方木垫平，将钻头中心线对准桩孔中心，误差控制在20mm以内。 钻孔采用冲击钻机成孔，开钻时先在孔内灌注泥浆，孔内有水时，可直接投入粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆。钻进过程中，始终保持孔内水位高出地下水位1.5～2.0m并低于护筒顶面0.3 m 以防溢出 ，同时要按时掏渣，掏渣后应及时向孔内添加泥浆或补水，以维持水头高度。
桩径及垂直度控制 桩径是灌注桩施工质量的又一关键，也是评价桩基施工质量好坏的重要指标。施工前，严格检查钻头直径大小，保证钻头直径不小于桩径，并作好记录。钻孔垂直度也是影响钻孔灌注桩施工质量的重要指标之一，其偏差应≤1％，在钻孔过程中，经常检查钻杆垂直度，始终保持钻杆能垂直钻进。 钻进中用检孔器检孔，据此调整钻机位置，保证成孔质量。
2.2.2 对钢筋笼的质量要求
钢筋笼的质量控制主要是焊接及吊放钢筋笼的控制，在施工时，要求施工人员对钢筋笼的制作应符合设计要求，吊放钢筋笼采用吊车进行，吊放时注意不能碰撞孔壁，防止坍孔，并防止泥土等杂物带入孔内。在钢筋笼外侧绑扎砼垫块或焊接钢筋耳环，以保证钢筋的保护层厚度。钢筋笼绑扎好后整体吊放，吊入后校正轴线位置，并牢固定位，以免在灌注砼时发生浮笼现象。
2.2.3导管进水问题
在施工中易产生导管进水的问题，产生的原因是：首批混凝土储量不足,但导管口距孔底的间距较大,混凝土下落后不能埋没导管口,以致泥水从导管口涌入。导管密封不严,接头处橡皮垫破裂,或者是导管焊缝破裂,水从缝隙中进入导管。有时由于测量深度错误,正在施工中拔出导管超过混凝土面层,泥水从底口涌入。
导管进水的控制办法主要有以下几点：
为了避免进水,灌注前要采取相应的预防措施,检查导管密封性及焊缝是否结实,核算初灌量,测导管下水深度。
由于上述第一点原因引起的,应立即将导管拔出,用空气吸泥机、水力吸泥机或抓吊清除,也可以用反循环钻机的吸泥泵吸出,或提起钢筋笼,采用复钻清除,然后重新灌注。
如果是第二、三种原因引起的,应视具体情况,拔除导管,重新下管,但灌注前应将进入导管内的水和污泥抽出或取出,方可继续灌注混凝土,续灌的混凝土配合比应增加水泥量,提高稠度灌入导管内,灌入前将导管小幅度振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补,以后续灌可恢复正常配合比。
2.2.4卡管
在灌注過程中,混凝土在导管中下不去为卡管,有两种情况:
第一种是初期灌注时隔水栓卡管,或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石,拌和不均匀,导管接缝处漏水等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。我们在车力桥施工时，由于混凝土中夹有大颗粒卵石而造成卡管，分析原因后，施工单位采取了以下处理措施： 用长杆冲捣管内混凝土,大颗粒卵石不能下落,然后用长些适当尺寸的钢筋钩（双头的）深入管内，慢慢将卵石勾出，再灌注混凝土。注意中间停留的时间不用过长，如果时间过长，混凝土易初凝，那就必须将混凝土和导管一起拔出，重新钻孔灌注。且灌注前应将孔底的混凝土清除干净。
第二种是由于机械发生故障使混凝土在导管中停留时间过长,或灌注混凝土的时间过长,最初的混凝土已初凝,增大了导管内混凝土下落的阻力,混凝土堵在管内。
其预防方法是,灌注前仔细检查检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时,立即调换机械,同时采取措施,加速混凝土灌注,必要时,可在首批混凝土中掺加缓凝剂,以延缓混凝土的初凝时间。
如果灌注时间已久,孔内的首批混凝土已初凝,导管内堵塞有混凝土时,需采取的措施是将导管拔出,重安钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土吸出,用冲抓锥将骨架逐一拔出,然后用粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
2.2.5成桩质量的控制
为确保成桩质量,要严格检查验收进场的原材料检验合格证(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告),如发现实样与化验单不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。
为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象。在混凝土灌注时应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落采用18cm～20cm,并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m。不宜大于5m和小于lm,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高8m～10m时,应及时将坍落度调小至l2cm～l6cm,以提高桩身上部混凝土的抗压强度。在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。
3 结语
在灌注桩施工过程中,严格按施工实施细则要求,按工序进行质量控制,坚持每道工序实施检查验收许可制、成桩辅以适当的检测方法,就能保证属于地下隐蔽工程、施工难以控制的混凝土灌注桩质量达到设计要求。