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摘要：钻孔灌注桩施工具有三大特性：复杂性、连续性、隐蔽性。
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
中图分类号：U443文献标识码： A
钻孔灌注桩施工具有三大特性：复杂性、连续性、隐蔽性。
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。
一、泥浆的制备
除能自行造浆的土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。膨润土泥浆可按表2的性能指标制备。
表2 制备泥浆的性能指标
项次 项目 性能指标 检验方法
1 比重 1.1～1.15 泥浆比重计
2 粘度 10～25s 50000/70000漏斗法
3 含沙率 ＜6%
4 胶体率 ＞95% 量杯法
5 失水量 ＜30ml/30min 失水量仪
6 泥皮厚度 1～3mm/30min 失水量仪
7 静切力 1min20～30mg/cm2
10min50～100mg/cm2 静切力计
8 稳定性 ＜0.03g/cm2
9 PH值 7～9 PH试纸
施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率≤8%，粘度≤28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施[8]。
二、清孔
桩孔钻至设计标高后，孔内一部分泥渣沉淀，一部分呈悬浮状态，另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加，后两部分泥渣还会继续沉淀，从而使孔底积成一层沉渣，降低桩的承载能力。所以在灌注桩身混凝土前，必须将其清除，这项工作称清孔。
现行规范规定，沉渣的容许厚度为：摩擦桩≤30cm；柱桩≤10cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的要求、机具设备和孔壁土质情况而定，常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法。
抽渣法用抽渣筒掏除孔底沉渣，清孔时应边抽边加水，保持一定的水头高度。抽渣后，用一根水管插到孔底注水，使水流从孔口溢出。在溢水过程中，孔内的泥浆密度逐渐降低，达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩，抽渣后孔内泥浆相对密度应≤1.3。当桩长较大，下钢筋笼时间较长时，应在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔，清孔完成后立即灌注水下混凝土。
吸泥法清孔用吸泥机或简易吸泥机进行，清孔时由风管将高压空气输进排泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出，同时向孔内注水，保持孔内水位不变，直至喷出的泥浆指标符合规定时为止，此法适用于不易坍塌的柱桩和摩擦桩清孔。若灌注混凝土前发现清孔后孔底沉淀层仍较厚时，可在导管外安设直径为30mm射水（风）管，冲射3～5 min，使沉淀层翻起，然后立即灌注水下混凝土，射水压力比孔底泥浆压力大50kPa即可。
换浆法是正循环旋转钻孔在终孔后，停止进尺，保持泥浆正常循环，以中速压入符合规定标准的泥浆，把孔内密度大的泥浆换出，使含砂率逐步减少，最后换成纯净的稠泥浆，这种泥浆短时间不会沉淀，使孔底沉淀层在允许的范围内。其具体步骤是：当钻孔距设计标高1m时，改用纯净的稠泥浆（相对密度≥1.4）钻至设计标高；然后钻头提离孔底20cm左右空转，继续供给稠泥浆，保持泥浆正常循环，待孔内泥浆换完为止[10]。
三、钢筋笼制作
钢筋笼的制作允许偏差见表3。
表3 钢筋笼制作允许偏差
项次 项目 允许偏差（mm）
1 主筋间距 ±10
2 箍筋间距或螺旋筋螺距 ±20
3 钢筋笼直径 ±10
4 钢筋笼长度 ±50
钢筋笼除符合设计要求外，尚应符合一般规定：分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接并应遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204；主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上；加劲箍宜设在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露，以免妨碍导管工作；钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上；
搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定安装。
钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下：水下浇注混凝土桩±20mm，非水下浇注混凝土桩±10mm[8]。
起吊钢筋笼时，吊点要准确，保证垂直度，避免倾斜，刮擦孔壁，然后对准孔位缓缓下放[11]。
四、水下混凝土的浇注
钢筋笼吊装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土。为提高混凝土浇注质量，浇注混凝土进度控制在混凝土初凝时间内，同时应合理地加快灌注速度，故应做好灌注前各项准备工作以及灌注期间各工序的密切配合工作[12]。
水下混凝土的配合比应符合下述规定：水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；坍落度宜为180～220mm；水泥用量不少于360kg/m3；含砂率宜为40%～45%，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应＜40mm，有条件时可采用二级配；为改善和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。
导管的构造和使用应符合下述规定：导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm；直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管提升时，不得挂住钢筋笼，为此可设置防护三角形加劲钣或设置锥形法兰护罩；导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0MPa。
使用的隔水栓应有良好的隔水性能，保证顺利排出。
开始灌注混凝土时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm，桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离；应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上；管埋深宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土浇注记录；水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案；控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低，应凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值[8]。
参考文献
[1]佟明文.灌注桩施工质量控制与事故预防[D].中国地质大学,2007.
[2]薛金贤.钻孔灌注桩孔径变化规律研究[D].同济大学,2007.
[3]M.J.Tomlison.Pile Design and Construction Practice.1997.
[4]H.G.POVLOS,E.H.Davis.Pile Foundation Analysis and Design.1980.
[5]孟惜英.人工挖孔灌注樁的应用研究[D].天津大学,2003.
[6]李世京.钻孔灌注桩施工技术[M].北京地质出版社,1990.
[7]曾德伟.浅谈泥浆护壁钻孔灌注桩的质量控制[J].中国农村水利水电,2004(9):33～35.
[8]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范[S].中国建筑工业出版社,1994.
[9]史佩栋.实用桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社,1999.
[10]彭彦彬,屈彦玲.钻孔灌注桩清孔技术及断桩的预防和处理[J].铁道建筑,2006(7):44～46.
[11]陈俊仁,张巨伟.钻孔灌注桩常见问题分析与探讨[J].地质与勘探,2006(11):67～69.
[12]丁育南.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点[J].施工技术,2006(6):34～37.
[13]李照中.钻孔灌注桩质量事故成因及处理[J].铁道建筑,2007(10):70～71.
[14]周向群.钻孔灌注桩质量控制的要点及实用方法[J].施工技术,2005(1):99～101.
[15]朱伟强.浅析钻孔灌注桩成桩缺陷及预防措施[J].施工技术,2006(12):44～46.
[16]宋云财.钻孔灌注桩施工中质量缺陷的预防与处理[J].铁道建筑,2006(8):82～84.
[17]王建斌.钻孔灌注桩常见问题分析及防治措施[J].铁道建筑,2006(2):67～69.
[18]郑昆.钻孔灌注桩施工中钢筋笼上浮问题的探讨[J].桥梁机械与施工技术,2007(4):35～37.
[19]程万祥.钻孔灌注桩断桩事故的产生原因及预防措施[J].铁道建筑,2006(7):52～53.
[20]李忠梅.钻孔灌注桩施工质量控制及埋笼事故处理[J].路基工程,2007(6):136～137.
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
中图分类号：U443文献标识码： A
钻孔灌注桩施工具有三大特性：复杂性、连续性、隐蔽性。
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。
一、泥浆的制备
除能自行造浆的土层外，均应制备泥浆。泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。膨润土泥浆可按表2的性能指标制备。
表2 制备泥浆的性能指标
项次 项目 性能指标 检验方法
1 比重 1.1～1.15 泥浆比重计
2 粘度 10～25s 50000/70000漏斗法
3 含沙率 ＜6%
4 胶体率 ＞95% 量杯法
5 失水量 ＜30ml/30min 失水量仪
6 泥皮厚度 1～3mm/30min 失水量仪
7 静切力 1min20～30mg/cm2
10min50～100mg/cm2 静切力计
8 稳定性 ＜0.03g/cm2
9 PH值 7～9 PH试纸
施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5m以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇注水下混凝土；浇注混凝土前，孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25；含砂率≤8%，粘度≤28s；在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施[8]。
二、清孔
桩孔钻至设计标高后，孔内一部分泥渣沉淀，一部分呈悬浮状态，另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加，后两部分泥渣还会继续沉淀，从而使孔底积成一层沉渣，降低桩的承载能力。所以在灌注桩身混凝土前，必须将其清除，这项工作称清孔。
现行规范规定，沉渣的容许厚度为：摩擦桩≤30cm；柱桩≤10cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的要求、机具设备和孔壁土质情况而定，常用的方法有抽渣法、吸泥法、换浆法。
抽渣法用抽渣筒掏除孔底沉渣，清孔时应边抽边加水，保持一定的水头高度。抽渣后，用一根水管插到孔底注水，使水流从孔口溢出。在溢水过程中，孔内的泥浆密度逐渐降低，达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩，抽渣后孔内泥浆相对密度应≤1.3。当桩长较大，下钢筋笼时间较长时，应在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔，清孔完成后立即灌注水下混凝土。
吸泥法清孔用吸泥机或简易吸泥机进行，清孔时由风管将高压空气输进排泥管，使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物，在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出，同时向孔内注水，保持孔内水位不变，直至喷出的泥浆指标符合规定时为止，此法适用于不易坍塌的柱桩和摩擦桩清孔。若灌注混凝土前发现清孔后孔底沉淀层仍较厚时，可在导管外安设直径为30mm射水（风）管，冲射3～5 min，使沉淀层翻起，然后立即灌注水下混凝土，射水压力比孔底泥浆压力大50kPa即可。
换浆法是正循环旋转钻孔在终孔后，停止进尺，保持泥浆正常循环，以中速压入符合规定标准的泥浆，把孔内密度大的泥浆换出，使含砂率逐步减少，最后换成纯净的稠泥浆，这种泥浆短时间不会沉淀，使孔底沉淀层在允许的范围内。其具体步骤是：当钻孔距设计标高1m时，改用纯净的稠泥浆（相对密度≥1.4）钻至设计标高；然后钻头提离孔底20cm左右空转，继续供给稠泥浆，保持泥浆正常循环，待孔内泥浆换完为止[10]。
三、钢筋笼制作
钢筋笼的制作允许偏差见表3。
表3 钢筋笼制作允许偏差
项次 项目 允许偏差（mm）
1 主筋间距 ±10
2 箍筋间距或螺旋筋螺距 ±20
3 钢筋笼直径 ±10
4 钢筋笼长度 ±50
钢筋笼除符合设计要求外，尚应符合一般规定：分段制作的钢筋笼，其接头宜采用焊接并应遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204；主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上；加劲箍宜设在主筋外侧，主筋一般不设弯钩，根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露，以免妨碍导管工作；钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上；
搬运和吊装时，应防止变形，安放要对准孔位，避免碰撞孔壁，就位后应立即固定安装。
钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下：水下浇注混凝土桩±20mm，非水下浇注混凝土桩±10mm[8]。
起吊钢筋笼时，吊点要准确，保证垂直度，避免倾斜，刮擦孔壁，然后对准孔位缓缓下放[11]。
四、水下混凝土的浇注
钢筋笼吊装完毕，应进行隐蔽工程验收，合格后应立即浇注水下混凝土。为提高混凝土浇注质量，浇注混凝土进度控制在混凝土初凝时间内，同时应合理地加快灌注速度，故应做好灌注前各项准备工作以及灌注期间各工序的密切配合工作[12]。
水下混凝土的配合比应符合下述规定：水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定；坍落度宜为180～220mm；水泥用量不少于360kg/m3；含砂率宜为40%～45%，并宜选用中粗砂；粗骨料的最大粒径应＜40mm，有条件时可采用二级配；为改善和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。
导管的构造和使用应符合下述规定：导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm；直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头。导管提升时，不得挂住钢筋笼，为此可设置防护三角形加劲钣或设置锥形法兰护罩；导管使用前应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0MPa。
使用的隔水栓应有良好的隔水性能，保证顺利排出。
开始灌注混凝土时，为使隔水栓能顺利排出，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm，桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离；应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上；管埋深宜为2～6m，严禁导管提出混凝土面，应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差，填写水下混凝土浇注记录；水下混凝土必须连续施工，每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制，对浇注过程中的一切故障均应记录备案；控制最后一次灌注量，桩顶不得偏低，应凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值[8]。
参考文献
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[3]M.J.Tomlison.Pile Design and Construction Practice.1997.
[4]H.G.POVLOS,E.H.Davis.Pile Foundation Analysis and Design.1980.
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[6]李世京.钻孔灌注桩施工技术[M].北京地质出版社,1990.
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[9]史佩栋.实用桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社,1999.
[10]彭彦彬,屈彦玲.钻孔灌注桩清孔技术及断桩的预防和处理[J].铁道建筑,2006(7):44～46.
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[12]丁育南.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点[J].施工技术,2006(6):34～37.
[13]李照中.钻孔灌注桩质量事故成因及处理[J].铁道建筑,2007(10):70～71.
[14]周向群.钻孔灌注桩质量控制的要点及实用方法[J].施工技术,2005(1):99～101.
[15]朱伟强.浅析钻孔灌注桩成桩缺陷及预防措施[J].施工技术,2006(12):44～46.
[16]宋云财.钻孔灌注桩施工中质量缺陷的预防与处理[J].铁道建筑,2006(8):82～84.
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