论文部分内容阅读
【摘 要】 钻孔灌注桩常常作为桥梁、码头等大型结构物的基础，因此其质量的好坏事关重大，它关系到国家和人民生命财产的安全。本文对在施工过程中出现的问题进行分析，并采取相应的质量控制措施，提高钻孔灌注桩的质量。
【关键词】 钻孔灌注桩；施工质量；控制要点
前言：
由于钻孔灌注桩施工工艺流程相互衔接紧密，且多在水下及地下，施工技术复杂，很容易出现各种质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力。为避免出现质量事故，在施工中严格控制钻孔灌注桩施工的每一环节，应在施工前对各种质量影响因素有详细的考虑，并加强施工质量管理，确保工程质量和施工进度。
一、关于钻孔前的准备工作及质量控制
首先，在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求在《公路桥涵及铁路桥涵施工技术规范》中均作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的，则一般采用挖埋法，比较简单易行；如果钻孔在水上进行，则护筒埋设采用锤击打入的方法，比较快捷稳妥。前提条件是都要做好护筒的竣工测量，并在护筒上口做好桩中心标记，以便钻机对中。在钻孔前应完成混凝土工厂和钢筋车间的设置，以保证在钻孔完成后能及时封填，避免出现钻孔完成后等待钢筋笼和混凝土的现象，从而造成因等待时间过长出现的塌孔及孔底沉淀超标的质量事故。钻孔对中过程中，比较容易忽视的是钻机底座的水平问题。这在一般成套设备中因为有液压调整装置，问题不大，只要注意就行了；但有些钻孔设备，由于没有水平调整装置，再加上有时水上施工平台本身顶面存在高差，致使钻杆夹具无法保持水平，引起钻杆的不垂直，从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合，而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中，均应观测调整钻机的水平和垂直度。
二、关于钻孔灌注桩施工中的质量控制分析
1、钻机位置的控制
钻机的位置控制包括所钻桩位在施工场地平面位置控制和立体位置控制两个方面。钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，当场地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设工作平台。应建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网（包括平面控制与高程控制），且所有测量必须有多余观测。对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核。有条件时，应用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核。在灌注桩施工中桩位的控制必须高度重视，确保无误，一旦发生桩位错误将难以弥补。钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点（天车、转盘、护筒中心）一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验。由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜。发现这种情况应立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔。钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，应停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工。
2、泥浆制备的控制
旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。我们要针对工程的地质情况，调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入2-3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。同时，在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大既影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚；泥浆的比重过小则护壁性能差，容易坍孔。泥浆的品质能否调节好，除与现场管理人员的经验与水平外，关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足，那么泥浆品质调节将无从谈起，有时甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内，则施工质量必定受到较大影响。
3、钻孔过程的控制
钻进过程中主要应加强以下事项的控制：第一总的原则要快，一个桩的施工时间越短，质量也越不容易出现问题，当然，也不是要绝对的快，该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生孔斜，待钻頭或导向部位全部进入地层后，方可加速钻进；在淤泥质土层也不能太快，需防止形成螺旋形孔。第二钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔。第三在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。第四终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续。
4、清孔过程的控制
通常用两次清孔来达到规定的砼灌注前的泥浆比重。第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力（吸力）大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力（吸力）要小得多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有的泥块为止。第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔完毕后，应从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验。同时我们要特别注意不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。 5、钢筋笼制作与吊放的控制
钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋，材质与焊接要求应符合国家的相关强制标准。钢筋笼制作的技术要求主要是：第一钢筋笼直径应符合设计尺寸；第二每节的长度不宜超过9米，也不宜短于5米，因为过长则吊起时易弯曲变形，过短则增加焊接时间，对成桩的质量不利；第三使用法兰接头导管时，最下面的一节钢筋笼底端应使主筋向外张开，以防导管挂钩导管造成钢筋笼上浮；第四制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地，堆高不得超过两层。钢筋笼在下笼过程中应从速，一般桩孔应在2—4个小时内完成。
三、关于工程案例分析
1、通过对某高速公路三分部的桥梁钻孔灌注桩的施工质量进行严格控制，减少了本标段中桥涵的施工质量事故，提高了桥梁质量，节约了施工成本，为工程的顺利完工打下了基础。
2、钻孔灌注桩的各个具体施工环节：
（1）施工准备：钻孔前，对现场进行调查，对影响钻孔的管线等障碍物进行改移和保护，陆地桩位用推土机平整，再放置桩位，并补加护桩，泥浆池和沉淀池两排桩设一次。
（2）护筒制作埋设：护筒采用δ=6mm钢板制作，直径比桩径大20cm，埋深3m，旱地高出地面30cm，埋设时护筒中心对正桩位中心，偏差控制在2cm以内，护筒坑直径大于护筒外径，四周分层回填粘土并夯实，护筒倾斜度控制在1%以内。
（3）钻孔泥浆：钻孔前备足粘土和膨润土，每两孔设置一处泥浆循环池，在泥浆池中配制好泥浆，根据不同的地质情况随时调整泥浆比重，使护筒内泥浆的顶面始终高出筒外地下水位1-1.5m。泥浆池：在墩位旁用挖掘机挖出个长6m，宽5m，深1.5m的坑，内壁用粘性土抹平后作为泥浆池，接通电源，装好泥浆泵。
（4）钻进施工：钻机垫平就位后，对所有机具进行检查，一切正常后再进行施工。在钻进过程中，根据地层变化情况，随时调整泥浆比重、钻进速度，与设计资料及时对照并做好记录。钻孔连续进行，两桩中距在5m以内时，待该桩砼灌注完成24h后再进行下一桩施工。开钻时，以低档慢速钻进，钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
（5）清孔：成孔后，对各项技术指标进行检查，并经监理工程师检查合格后迅速清孔；清孔采用抽渣换浆法，并保证孔内水头高度，确保清孔后孔底沉淀厚度满足规定要求。在泥浆比重、粘度、含砂率检查满足设计后进行下道工序。
（6）钢筋笼制作与安装：进场钢筋首先进行焊接性能试验，然后在钢筋场进行下料制作，现场绑扎成笼，同时按设计要求位置固定好声测管，声测管与钢筋笼一起分节制作、焊接。钢筋笼主筋采用闪光对焊，笼身接长采用电弧焊，且每隔2m焊接四个钢“耳环”，吊车配合安装就位。吊装时，为保证钢筋笼不变形，在笼内加设钢筋支撑。钢筋笼入孔后采取固定措施，防止灌注砼时钢筋笼上浮或下落。
（7）导管法灌注水下砼：导管提前做密封试验，其内径30cm，丝扣连接，底节长4m，其余节段为2.5m，导管下放的长度距孔底0.3-0.4m。砼灌注前，再次检查沉渣厚度。封底时首批砼满足导管初次埋深1m以上。灌注过程中，导管埋深保持在2-6m之间，砼坍落度控制在18-22cm之间，灌注的桩头比设计高0.8-1m。泥浆引流至沉淀池内。
（8）凿桩头：桩身砼灌注完毕，强度达到要求后，用挖掘机开挖系梁承台基础，预留一定的厚度，由人工进行整修，挖至基底并找平后，人工采用风镐凿除虚樁头，再进行桩的各项质量检测。
四、结束语
总之，想要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人，只要现场施工管理人员有高度的责任心，对桩基各个施工环节充分重视并实时控制，严格按规范和设计要求施工，做到以预防为主，狠抓细节管理，及时纠正偏差，就一定能够保证钻孔灌注的质量。
参考文献：
[1]王海英.试论寒冷地区钻孔灌注桩的施工[J].黑龙江科技信息.2004（06）
[2]曹来顺.浅谈钻孔灌注桩的施工[J].黑龙江科技信息.2004（08）
[3]罗晓龙，姜庆忠.浅议钻孔灌注桩穿越碎石粘土层的施工工艺[J].黑龙江科技信息.2004（01）
[4]于文成.钻孔灌注桩质量缺陷防治与处理[J].中国科技信息.2005（17）
[5]钟波，卢业青.浅谈钻孔灌注桩导管堵塞的原因及对策[J].大众科技.2005（11）
[6]熊运忠.钻孔灌注桩施工中遇到问题及解决办法[J].中国科技信息.2005（19）
【关键词】 钻孔灌注桩；施工质量；控制要点
前言：
由于钻孔灌注桩施工工艺流程相互衔接紧密，且多在水下及地下，施工技术复杂，很容易出现各种质量缺陷，影响桩身的完整性和桩的承载能力。为避免出现质量事故，在施工中严格控制钻孔灌注桩施工的每一环节，应在施工前对各种质量影响因素有详细的考虑，并加强施工质量管理，确保工程质量和施工进度。
一、关于钻孔前的准备工作及质量控制
首先，在准确放样的前提下埋设护筒，埋设护筒的方法和要求在《公路桥涵及铁路桥涵施工技术规范》中均作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的，则一般采用挖埋法，比较简单易行；如果钻孔在水上进行，则护筒埋设采用锤击打入的方法，比较快捷稳妥。前提条件是都要做好护筒的竣工测量，并在护筒上口做好桩中心标记，以便钻机对中。在钻孔前应完成混凝土工厂和钢筋车间的设置，以保证在钻孔完成后能及时封填，避免出现钻孔完成后等待钢筋笼和混凝土的现象，从而造成因等待时间过长出现的塌孔及孔底沉淀超标的质量事故。钻孔对中过程中，比较容易忽视的是钻机底座的水平问题。这在一般成套设备中因为有液压调整装置，问题不大，只要注意就行了；但有些钻孔设备，由于没有水平调整装置，再加上有时水上施工平台本身顶面存在高差，致使钻杆夹具无法保持水平，引起钻杆的不垂直，从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合，而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中，均应观测调整钻机的水平和垂直度。
二、关于钻孔灌注桩施工中的质量控制分析
1、钻机位置的控制
钻机的位置控制包括所钻桩位在施工场地平面位置控制和立体位置控制两个方面。钻孔灌注桩施工前应对施工场地整平压实，当场地为深水区或淤泥层较厚时，应搭设工作平台。应建立附合于结构物整体测量控制中的子控制网（包括平面控制与高程控制），且所有测量必须有多余观测。对拟施工桩位进行放样，并在另一测站进行复核。有条件时，应用钢尺对前后左右的桩位进行相互校核。在灌注桩施工中桩位的控制必须高度重视，确保无误，一旦发生桩位错误将难以弥补。钻机安装的基本要求是水平、稳固、三点（天车、转盘、护筒中心）一垂线，这样才能保证桩的垂直度和桩位偏差符合要求，安装完毕后要用水平尺和测锤校验。由于钻孔灌注桩施工节奏快，钻机安装容易马虎，常因未垫实、垫稳，而在开钻后很快发生倾斜。发现这种情况应立即停钻，重新调平或排除故障后再继续施工，否则必定造成斜孔。钻机完成一桩孔后一般不应直接到邻桩位施工而应实行跳打原则，这是为了防止因钻机荷载或成孔的应力释放而影响到刚灌注完砼的邻桩的质量，实在无法调整桩位时，应停顿36小时以后才可在邻桩上进行施工。
2、泥浆制备的控制
旋挖取土成孔中，静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁。可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。我们要针对工程的地质情况，调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，适当添加处理剂，增强絮凝能力，确保护壁泥皮的厚度及强度。初次注入泥浆，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软，正式钻进前，再倒入2-3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。同时，在施工中应注意检测泥浆的各项指标，尤其是比重和粘度这两项最直观、最重要的指标。泥浆的比重过大既影响钻进速度，也使孔壁泥皮增厚；泥浆的比重过小则护壁性能差，容易坍孔。泥浆的品质能否调节好，除与现场管理人员的经验与水平外，关键在于能否及时清理泥浆池沟中的沉淀物。如果不配备专职劳动力、排浆设备出现故障或废浆运输能力不足，那么泥浆品质调节将无从谈起，有时甚至因泥浆池淤满而将沉淀物倒灌回孔内，则施工质量必定受到较大影响。
3、钻孔过程的控制
钻进过程中主要应加强以下事项的控制：第一总的原则要快，一个桩的施工时间越短，质量也越不容易出现问题，当然，也不是要绝对的快，该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生孔斜，待钻頭或导向部位全部进入地层后，方可加速钻进；在淤泥质土层也不能太快，需防止形成螺旋形孔。第二钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整，若进尺速度快而泵量小，泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多，影响成孔质量；在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大，会造成扩径甚至坍孔。第三在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻，必须将钻头提出孔外。第四终孔时，需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测，符合要求才能终孔，否则需继续。
4、清孔过程的控制
通常用两次清孔来达到规定的砼灌注前的泥浆比重。第一次清孔是钻进至设计深度后直接利用钻具进行的换浆清孔工作。第一次清孔是能否达到技术要求的根本基础，不能因为有第二次清孔而忽视第一次清孔的重要性，因为第一次清孔的冲力（吸力）大，清孔能力强，可以把绝大部分沉渣，包括较大的泥块都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的导管进行，冲力（吸力）要小得多，不能承担主要的清孔责任，因而第一次清孔一定应达到返出的泥浆中不含有的泥块为止。第二次清孔是在下完钢筋笼和导管以后利用导管进行的清孔，目的是清除这段时间里从泥浆中沉淀到孔底或是被钢筋笼撞到下去的泥块沉渣。在清孔过程中必须注意保持孔内水头，防止坍孔。清孔完毕后，应从孔底取出泥浆样品，进行性能指标试验。同时我们要特别注意不得用加深钻孔深度的方式来替代清孔。 5、钢筋笼制作与吊放的控制
钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋，材质与焊接要求应符合国家的相关强制标准。钢筋笼制作的技术要求主要是：第一钢筋笼直径应符合设计尺寸；第二每节的长度不宜超过9米，也不宜短于5米，因为过长则吊起时易弯曲变形，过短则增加焊接时间，对成桩的质量不利；第三使用法兰接头导管时，最下面的一节钢筋笼底端应使主筋向外张开，以防导管挂钩导管造成钢筋笼上浮；第四制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地，堆高不得超过两层。钢筋笼在下笼过程中应从速，一般桩孔应在2—4个小时内完成。
三、关于工程案例分析
1、通过对某高速公路三分部的桥梁钻孔灌注桩的施工质量进行严格控制，减少了本标段中桥涵的施工质量事故，提高了桥梁质量，节约了施工成本，为工程的顺利完工打下了基础。
2、钻孔灌注桩的各个具体施工环节：
（1）施工准备：钻孔前，对现场进行调查，对影响钻孔的管线等障碍物进行改移和保护，陆地桩位用推土机平整，再放置桩位，并补加护桩，泥浆池和沉淀池两排桩设一次。
（2）护筒制作埋设：护筒采用δ=6mm钢板制作，直径比桩径大20cm，埋深3m，旱地高出地面30cm，埋设时护筒中心对正桩位中心，偏差控制在2cm以内，护筒坑直径大于护筒外径，四周分层回填粘土并夯实，护筒倾斜度控制在1%以内。
（3）钻孔泥浆：钻孔前备足粘土和膨润土，每两孔设置一处泥浆循环池，在泥浆池中配制好泥浆，根据不同的地质情况随时调整泥浆比重，使护筒内泥浆的顶面始终高出筒外地下水位1-1.5m。泥浆池：在墩位旁用挖掘机挖出个长6m，宽5m，深1.5m的坑，内壁用粘性土抹平后作为泥浆池，接通电源，装好泥浆泵。
（4）钻进施工：钻机垫平就位后，对所有机具进行检查，一切正常后再进行施工。在钻进过程中，根据地层变化情况，随时调整泥浆比重、钻进速度，与设计资料及时对照并做好记录。钻孔连续进行，两桩中距在5m以内时，待该桩砼灌注完成24h后再进行下一桩施工。开钻时，以低档慢速钻进，钻至护筒下1m后，再以正常速度钻进。
（5）清孔：成孔后，对各项技术指标进行检查，并经监理工程师检查合格后迅速清孔；清孔采用抽渣换浆法，并保证孔内水头高度，确保清孔后孔底沉淀厚度满足规定要求。在泥浆比重、粘度、含砂率检查满足设计后进行下道工序。
（6）钢筋笼制作与安装：进场钢筋首先进行焊接性能试验，然后在钢筋场进行下料制作，现场绑扎成笼，同时按设计要求位置固定好声测管，声测管与钢筋笼一起分节制作、焊接。钢筋笼主筋采用闪光对焊，笼身接长采用电弧焊，且每隔2m焊接四个钢“耳环”，吊车配合安装就位。吊装时，为保证钢筋笼不变形，在笼内加设钢筋支撑。钢筋笼入孔后采取固定措施，防止灌注砼时钢筋笼上浮或下落。
（7）导管法灌注水下砼：导管提前做密封试验，其内径30cm，丝扣连接，底节长4m，其余节段为2.5m，导管下放的长度距孔底0.3-0.4m。砼灌注前，再次检查沉渣厚度。封底时首批砼满足导管初次埋深1m以上。灌注过程中，导管埋深保持在2-6m之间，砼坍落度控制在18-22cm之间，灌注的桩头比设计高0.8-1m。泥浆引流至沉淀池内。
（8）凿桩头：桩身砼灌注完毕，强度达到要求后，用挖掘机开挖系梁承台基础，预留一定的厚度，由人工进行整修，挖至基底并找平后，人工采用风镐凿除虚樁头，再进行桩的各项质量检测。
四、结束语
总之，想要保证钻孔灌注桩的施工质量，其关键还在于人，只要现场施工管理人员有高度的责任心，对桩基各个施工环节充分重视并实时控制，严格按规范和设计要求施工，做到以预防为主，狠抓细节管理，及时纠正偏差，就一定能够保证钻孔灌注的质量。
参考文献：
[1]王海英.试论寒冷地区钻孔灌注桩的施工[J].黑龙江科技信息.2004（06）
[2]曹来顺.浅谈钻孔灌注桩的施工[J].黑龙江科技信息.2004（08）
[3]罗晓龙，姜庆忠.浅议钻孔灌注桩穿越碎石粘土层的施工工艺[J].黑龙江科技信息.2004（01）
[4]于文成.钻孔灌注桩质量缺陷防治与处理[J].中国科技信息.2005（17）
[5]钟波，卢业青.浅谈钻孔灌注桩导管堵塞的原因及对策[J].大众科技.2005（11）
[6]熊运忠.钻孔灌注桩施工中遇到问题及解决办法[J].中国科技信息.2005（19）