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1、钻孔灌注桩施工质量控制研究 摘要：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，可方便的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下日益完善，但往往由于工艺不当、管理不严、断桩堵管、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的施工工艺，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，找出质量控制的途径，从而保证钻孔灌注桩职工质量。关健词：钻孔灌注桩；施工工艺；质量控制点；事故预防0前言灌注桩由最早的
2、100多年前的1893年，因为工业的发展以及人口的增长，高层建筑不断增加，但是因为好多城市的地基条件比较差，不能直接承受由高层建筑所传来的压力，地表以下存在着厚度很大的软土或中等强度的黏土层，建造高层建筑如仍沿用当时通用的摩擦桩，必然产生很大的沉降。于是工程师们借鉴了掘井技术发明了在人工挖孔中浇筑钢筋混凝土而成桩。于是在随后的50年之后，即20世纪40年代初随着大功率钻孔机具的研制成功首先在美国问世，二战后，世界各地特别是欧美发达国家经济复苏与发展，时至今日，随着科学技术的日新月异发展，钻孔灌注桩在高层、超高层的建筑物和重型构筑物中被广泛应用。当然，在我国，钻孔灌注桩设计及施工水平也得到了长足
3、的发展。钻孔灌注桩的施工工艺一、施工准备1、完成钻孔灌注桩的定位工作，平整场地，接通水、电，为钻机进场创造好条件。2、钻机、护筒、钢筋、泥浆箱及各种相关材料，准备到位。3、开工前召开现场技术交底会，使所有参与钻孔桩施工的施工人员明确本岗位的具体技术要求、职责，尽一切力量避免出现断桩。4、跟商品混凝土厂联系有关标号、配合比、坍落度及运输方面等事宜。5、处理好文明、安全施工有关事项，包括用电、排污、排放泥浆、三防等。6、备足有关配件材料，做到开钻后中途不停站，检查所有测量仪器及施工机械，确保无误。7、清理、清除钻孔桩桩位内杂物保证护筒顺利下放。8、对自备发电机组进行试机，并进行停电时的快速发电、通
4、电检验，确保停电时能快速保证钻机重新开钻。9、位于旱地钻孔灌注桩采用挖孔埋设钢护筒；位于现状河道内桥梁搭好水上排架。二、施工方法1、测量放样 确定桩位。2、埋设护筒 护筒就位后，周围用粘土分层均匀填满夯实，确保泥浆不外漏，确保护筒位置正确牢固。护筒埋好后，测定好护筒顶标高，做好资料，请监理复核认可后，钻机就位。在桩机范围内整浇混凝土地坪，挖好泥浆排放沟。确保泥浆不外溢。3、泥浆循环在施工场地附近备置泥浆池（泥浆比重1：3），用于泥浆循环，并及时组织泥浆车进行外运。4、钻孔 当钻孔达到设计深度，及时停机。对孔径、孔深、孔斜率进行检查，自测合格后，报监理复测。5、第一次清孔 监理同意后，开始清孔，
5、用换浆清孔法。当泥浆比重为1.031.10时，再放钢筋笼。6、下钢筋笼 钢筋笼制好后，报监理验收合格方可使用。制作原则是：主筋顺直，距离均匀，箍筋间距均匀，点焊牢固，保护层垫块均匀合理放置，垫块采用圆垫块。钢筋笼连接采用单面搭接焊，长度为10d，持证上岗，保证焊缝饱满，长度满足规范要求。吊放钢筋笼，确保骨架垂直缓慢下放，控制好钢筋笼顶标高，用两根钢筋固定在正确的标高位置上，保证钢筋骨架不下沉不上浮。7、放导管（1）导管在使用前检验好水密性试验，不合格的接头不准使用。保证导管在填充水下混凝土中不漏水，不漏浆，确保桩的质量。（2）根据孔深配制好相应的导管节数，保证安装时一次性到位。（3）下放导管时
6、，位置保证正确，卡口旋紧。（4）导管底与孔底保证有3050cm左右的空隙，防止导管进入沉淀中，混凝土无法涌出管外。另避免离孔底太高，使第一斗灌注混凝土无法埋住导管口或导管埋深太少，泥浆重新涌入导管内形成夹泥，影响成桩质量。8、二次清孔 放好导管后，通过导管进行二次清孔，测定好泥浆比重为1.10左右，沉淀层30cm，孔径、孔深符合设计要求时，报监理同意后，开始浇注混凝土。9、浇注混凝土1钻孔灌注桩的质量控制点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、关健部位或薄弱环节。设置控制点是保证施工质量达到预定要求的前提。 钻孔灌注桩施工质量控制点的选择原则是：在施工过程中的关健部位、
7、薄弱环节、隐蔽工程以前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质量控制点：泥浆的制备、清孔、钢筋笼制作、水下混泥土的浇筑。1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胀土。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。膨润土泥浆可按下表的性能指标制备。泥浆性能指标选择钻孔方法地层情况泥浆性能指标相对密度粘度(Pas)含砂率()胶体率()失水率(ml30min)泥皮厚(mm/30min)静切力
8、(Pa)酸碱度(pH)正循环一般地层易坍地层1.051.201.201.4516221928848496962515221.02.2535810810反循环一般地层易坍地层卵石土1.021.061.061.101.101.1516201828203544495959520202033312.512.512.5待添加的隐藏文字内容3810810810 施工期间护筒内的泥浆面应高出于地下水位1.0以上，在受水位涨落影响时，泥浆面应高出最高水位1.5米以上；在清孔过程中，应不断置换泥浆，直至浇筑水下混凝土；浇筑混凝土前，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
9、浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定措施。2清孔（1） 清孔要求 钻孔深度达到设计标高后，应对孔深、孔径进行检查，符合要求后方可清孔。 清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况决定。 在吊入钢筋骨架后，灌注水下混凝土之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀层厚度，如超过规定，应进行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下混凝土。（2） 清孔时应注意事项 清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等，可根据具体情况选择使用。 不论采用何种清孔方法，在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。 不论采用何种清孔方法，清孔后应从孔底提出泥浆试样，进行性能指标试验。 不得用加深钻孔深度
10、的方式代替清孔。3钢筋笼的制作钢筋笼的制作允许偏差见表项次项目允许偏差（mm）1主筋间距102箍筋间距或螺旋筋螺距203钢筋笼直径104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泥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，钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上；搬运吊装时，应防止变形，安放要求对准孔位，避免碰撞孔壁，就位应立即固定安装。钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下：水下浇筑混凝土桩20mm，非水下浇筑混凝土桩10。 起吊钢筋笼时，吊点要准确，保证垂
11、直度，避免倾斜，乱擦孔壁，然后对准孔位慢慢下放。4水下混泥土的浇筑（1）钻孔灌注桩混凝土采用C25商品混凝土（本工程），坍落度宜控制在18cm22cm。（2）浇混凝土前，隔水塞在导管一定高度内设置好，由首灌量计算确定，初灌量确定原则：当导管离孔底3050cm时，保证第一次混凝土下料使导管埋入混凝土中1m以上。首批灌注混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度(1.0m)和填充导管底部的需要，见图6.5.4，所需混凝土数量可参考公式计算：式中：V灌注首批混凝土所需数量(m3)；D桩孔直径(m)；H1桩孔底至导管底端间距，一般为0.4m；H2导管初次埋置深度(m)；d导管内径(m)；h1桩孔内混凝土达到
12、埋置深度H2时，导管 内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度(m)，即H1=/； 混凝土拌和物的重度(取24kNm3)；井孔内水或泥浆的重度(kNm3)；井孔内水或泥浆的深度(m)。（3） 混凝土连续浇灌。用测绳测得导管埋深为6m，拆导管二节并保证拆导管后，导管在混凝土内埋深1m，再浇混凝土。也就是控制两点，第一，导管埋深不宜过大，控制在4-6m之间，过深导管无法拔出导致埋管形成断桩。第二，导管埋深必须保证最少有2m，防止操作中稍有失误，导管提升过高、过快，出现导管埋深过小或拔空，涌入泥浆，形成断桩、夹泥的质量事故。（4）混凝土顶标高比设计桩顶标高出2米，确保设计桩顶以上1m内混凝土质量
13、符合设计要求。（5）配备一定数量泥浆车，保证泥浆顺利外运。2钻孔灌注桩质量事故的原因和预防1、 成孔质量问题 塌孔 预防措施：根据不同地层，控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时，严格控制速度。地下水位过高，应升高护筒，加大水头。地下障碍物处理时，一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时，应探明坍塌位置，用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上12m处，捣实后重新钻进。 缩径 预防措施：选用带保径装置钻头，钻头直径应满足成孔直径要求，并应经常检查，及时修复。易缩径孔段钻进时，可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。 桩孔偏斜 预防措施：保证施工场地平整，钻
14、机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正，不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压，应吊住钻杆，控制钻进速度，用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔，控制钻速，慢速提升，下降往复扫孔纠偏。 2、钢筋笼安装质量问题 钢筋笼安装与设计标高不符 预防措施：钢筋笼制作完成后，注意防止其扭曲变形，钢筋笼入孔安装时要保持垂直，砼保护层垫块设置间距不宜过大，吊筋长度精确计算，并在安装时反复核对检查。 钢筋笼的上浮 钢筋笼上浮的预防措施：严格控制砼质量，坍落度控制在183cm，砼和易性要好。砼进入钢筋笼后，砼上升不宜过快，导管在砼内埋深不宜过大, 严格
15、控制在10m以下，提升导管时，不宜过快，防止导管钩钢筋笼，将其带上等。 3、水下砼灌注问题 堵管 预防措施：商品砼必须由具有资质，质量保证有信誉的厂家供应，砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求，现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直，内壁光滑不漏水。 桩顶部位疏松 预防措施：首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响，极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测，只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时，才能确认终灌标高已经达到。 桩身砼夹泥或断桩 预防措施：成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤，第一
16、次清孔必须彻底清除泥块，砼灌注过程中导管提升要缓慢，特别到桩顶时，严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深，单桩砼灌注时，严禁中途断料。拔导管时，必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深，严禁凭经验拔管。3结论本文在参考已有文献的基础上，在指导老师的精心指点下，通过对钻孔灌注桩的施工工艺、质量控制点、质量事故预防进行了研究，从而得出结论：设计单位要对勘测报告深入研究推敲，及时发现报告中存在的问题，仔细斟酌报告中的建议的各种指标和参数是否合理，从而选择最优的桩型，减少桩基施工难度，保证桩基施工质量。施工单位在施工前要了解钻孔灌注桩各种施工工艺特点，熟知相关规范要求，施工中，要自始自终抓住质量控制点，则工
17、程质量可以得到保证。要重视常见的质量事故，并且采取相应措施给予防预，则可以在很大程度上减少甚至杜绝质量事故的发生。建立一套事故处理机制，在事故发生的第一时间进行补救，使损失减至最低。监理单位对施工单位要热情指导、严格把关，在质量、速度、投资三方面达到最优结合。参考文献1公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004），北京：人民交通出版社，2004.2公路桥涵施工规范JTJ 04120003定育南.钻孔灌注桩基础施工质量监控要点T施工技术，2006致谢在本次论文设计过程中，指导老师们对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。
