论文部分内容阅读
摘要：针对钻孔灌注桩成孔施工中出现的问题，分析其产生的原因，并探讨其相应的质量控制措施，为钻孔灌注桩成孔施工提供参考。
关键词：桥梁、钻孔灌注桩、质量控制
引言：钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本低、施工简便等特点仍将被广泛地应用于桥梁领域。灌注桩属于隐蔽工程，桥梁钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成建后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，并且对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录。以便有效地对桩基施工质量加以控制。
1 成孔质量问题及成因分析
1.1 护筒冒水
其成因为：埋设护筒的周围不密实；护筒水位差太大；钻头起落时的碰撞。
1.2 塌孔、溶洞或裂隙
其成因为：土质松散、泥浆护壁不好、护洞周围未用粘土紧密填封或护筒内水位不高时，若遇到小溶洞或裂缝，可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象；地下水流量大。护壁及钢护筒不起作用，造成塌孔；泥浆密度不够或泥浆的其他性能指标不符合规定，使孔壁未形成坚实的泥皮，造成护壁效果不佳：钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔：在松软砂层进尺太快、空钻时间过长、成孔后待灌或灌注时间过长：清孔后泥浆密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔，泥浆吸走后未及时补水。使得孔内水位低于地下水；清孔操作不当。供水管嘴直接冲刷孔壁：清孔时间或清孔后停顿时间过长。
1.3 缩径
其成因为：软土层受地下水影响和周边车辆振动的影响：塑性土膨胀，造成缩孔；钻锤磨损过大，焊补不及时。
1.4 成孔偏斜
其成因为：施工现场不平整、不坚实，地面软弱或软硬不均匀，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直；钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲；钻头晃动而偏离轴线，扩孔较大；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物等：施工检测控制不到位。
1.5 桩底沉渣量过多
其成因为：检查不够认真，清孔不干净或未进行二次清孔：泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难以将沉渣浮起：钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后。待灌时间过长，致使泥浆沉积。
1.6 卡钻或卡锤
其成因为：桩孔形成了梅花孔。钻孔不圆，钻头或锤头已磨损而未能及时补焊，钻孔直径已变小，而新钻头或补焊后钻头直径过大：冲击钻头在孔内遇到探
头石或有石块落在钻头与孔壁之间；在粘土层中冲程太高或泥浆粘度过高，以致钻头被吸住：放绳太多，以致冲击钻头倾倒顶住孔壁。
2 成桩的制作以及质量控制
2.1 清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的上要因素之一。清孔则足利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的保护和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：黏度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性黏士或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行，配合比设计。
2.2 钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工观范要求验收钢筋的直径、长度、规格和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上。这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋人标高满足设计要求。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，同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的。则要求进行复钻纠偏，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问，尽可能缩短沉放时间。
2.3 灌注水下混凝上前泥浆的制备和第2次清孔
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第1次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1．00—1．20，测得孔底沉渣厚度小于50mm。即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管，沉放导管时检查导管的连接是否牢同和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注，对于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第2次清孔，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。
2.4 水下混凝土灌注
钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝士的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度。因此，现场的配合比要随水泥品种、中粗砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。
(1)水下灌注砼的性能参数。①砼原料。为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，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。②砼初凝时间。—般砼初凝时间仅3～5h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5—7h，困此应加缓凝剂，使砼初凝时问大于8h。③砼搅拌方法和搅拌时间。为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒人料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60～90S内。④坍落度选择。为防止发，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，砼坍落采用18—20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度，气温高，成孔深，导管直径在250mm之内，取高值，反之取低值。
(2)砼灌注操作技术。①首批砼灌注。砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，孔径越大，首批灌注的砼数量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼。此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后继续向漏斗加入砼。进行后续灌注。②后续砼灌注。后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔门返浆情况。直至孔口不再返浆，冉向漏斗中加入砼。③后期砼的灌注。在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。④砼灌注速度。在控制砼仞凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
3 结束语
钻孔灌注桩的整个施工过程是属隐蔽过程，施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个过程的质量，甚至造成社会的不良影响。因此，要加强施工质量管理，保证施工质量，消除安全隐患。
参考文献
[1]胡文辉,浅谈路桥钻孔灌注桩施工质量控制[期刊论文].科技资讯.2010(1)
[2]叶建良,桩基工程.2000
[3]王靖涛,桩基础设计与检测.2005
[4]罗骐先,桩基工程检测手册.2004
[5]史佩栋,实用桩基工程手册.1999
关键词：桥梁、钻孔灌注桩、质量控制
引言：钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本低、施工简便等特点仍将被广泛地应用于桥梁领域。灌注桩属于隐蔽工程，桥梁钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成建后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此，要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，并且对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施工质量标准、验收实施方案和每根桩的施工记录。以便有效地对桩基施工质量加以控制。
1 成孔质量问题及成因分析
1.1 护筒冒水
其成因为：埋设护筒的周围不密实；护筒水位差太大；钻头起落时的碰撞。
1.2 塌孔、溶洞或裂隙
其成因为：土质松散、泥浆护壁不好、护洞周围未用粘土紧密填封或护筒内水位不高时，若遇到小溶洞或裂缝，可能发生孔内泥浆均匀缓慢下降的现象；地下水流量大。护壁及钢护筒不起作用，造成塌孔；泥浆密度不够或泥浆的其他性能指标不符合规定，使孔壁未形成坚实的泥皮，造成护壁效果不佳：钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大坍孔：在松软砂层进尺太快、空钻时间过长、成孔后待灌或灌注时间过长：清孔后泥浆密度、粘度等指标降低，用空气吸泥机清孔，泥浆吸走后未及时补水。使得孔内水位低于地下水；清孔操作不当。供水管嘴直接冲刷孔壁：清孔时间或清孔后停顿时间过长。
1.3 缩径
其成因为：软土层受地下水影响和周边车辆振动的影响：塑性土膨胀，造成缩孔；钻锤磨损过大，焊补不及时。
1.4 成孔偏斜
其成因为：施工现场不平整、不坚实，地面软弱或软硬不均匀，在支架上钻孔时，支架的承载力不足，发生不均匀沉降，导致钻杆不垂直；钻机部件磨损，接头松动，钻杆弯曲；钻头晃动而偏离轴线，扩孔较大；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物等：施工检测控制不到位。
1.5 桩底沉渣量过多
其成因为：检查不够认真，清孔不干净或未进行二次清孔：泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难以将沉渣浮起：钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底；清孔后。待灌时间过长，致使泥浆沉积。
1.6 卡钻或卡锤
其成因为：桩孔形成了梅花孔。钻孔不圆，钻头或锤头已磨损而未能及时补焊，钻孔直径已变小，而新钻头或补焊后钻头直径过大：冲击钻头在孔内遇到探
头石或有石块落在钻头与孔壁之间；在粘土层中冲程太高或泥浆粘度过高，以致钻头被吸住：放绳太多，以致冲击钻头倾倒顶住孔壁。
2 成桩的制作以及质量控制
2.1 清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的上要因素之一。清孔则足利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的黏结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的保护和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩工程质量的关键环节。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：黏度测定17—20min；含砂率不大于6％；胶体率不小于90％等在钻孔灌注桩施工过程中必须严格控制，不能就地取材，而要专门采取泥浆制备，选用高塑性黏士或膨润土，拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行，配合比设计。
2.2 钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工观范要求验收钢筋的直径、长度、规格和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上。这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋人标高满足设计要求。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，同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的。则要求进行复钻纠偏，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问，尽可能缩短沉放时间。
2.3 灌注水下混凝上前泥浆的制备和第2次清孔
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第1次清孔，直到孔口返浆比重持续小于1．00—1．20，测得孔底沉渣厚度小于50mm。即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管，沉放导管时检查导管的连接是否牢同和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注，对于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击反起而成为永久性沉渣，从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第2次清孔，当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作。
2.4 水下混凝土灌注
钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注，混凝士的离析现象还会存在，但良好的配合比可减少离析程度。因此，现场的配合比要随水泥品种、中粗砂、石料规格及含水率的变化进行调整，为使每根桩的配合比都能正确无误，在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性，严格计量和测试管理，并及时填入原始记录和制作试件。
(1)水下灌注砼的性能参数。①砼原料。为确保成桩质量，要严格检查验收进场原材料的质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告)，如发现实样与质保书不符，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。②砼初凝时间。—般砼初凝时间仅3～5h，只能满足浅孔小桩径灌注要求，而深桩灌注时间约为5—7h，困此应加缓凝剂，使砼初凝时问大于8h。③砼搅拌方法和搅拌时间。为使砼具有良好的保水性和流动性，应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒人料斗后，先开动搅拌机并加入30％的水，然后与拌合料一起均匀加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率较大时，可适当控制此部分水量)，最后加水到出料时间控制在60～90S内。④坍落度选择。为防止发，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，砼坍落采用18—20cm，并随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度，气温高，成孔深，导管直径在250mm之内，取高值，反之取低值。
(2)砼灌注操作技术。①首批砼灌注。砼灌注量与泥浆至砼面高度、砼面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，孔径越大，首批灌注的砼数量越多，由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼。此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉导管，若起重能力不足，则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使砼顺利下滑至孔底，下灌后继续向漏斗加入砼。进行后续灌注。②后续砼灌注。后续砼灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔门返浆情况。直至孔口不再返浆，冉向漏斗中加入砼。③后期砼的灌注。在砼灌注后期，由于孔内压力较小，往往上部砼不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。④砼灌注速度。在控制砼仞凝时间的同时，必须合理地加快灌注速度，这对提高砼的灌注质量十分重要，因此应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
3 结束语
钻孔灌注桩的整个施工过程是属隐蔽过程，施工中的任何一个环节出现问题，都将直接影响整个过程的质量，甚至造成社会的不良影响。因此，要加强施工质量管理，保证施工质量，消除安全隐患。
参考文献
[1]胡文辉,浅谈路桥钻孔灌注桩施工质量控制[期刊论文].科技资讯.2010(1)
[2]叶建良,桩基工程.2000
[3]王靖涛,桩基础设计与检测.2005
[4]罗骐先,桩基工程检测手册.2004
[5]史佩栋,实用桩基工程手册.1999