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[摘 要]本文分析了钢筋混凝土钻孔灌注桩质量问题，并提出了预防措施，供大家参考。
[关键词]钢筋混凝土 钻孔灌注桩 导管堵塞
中图分类号：TV91 TV91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-039-02
1 前言
鋼筋混凝土钻孔灌注桩适应性强、成本适中，在桥梁工程的基础得到广泛应用，在地铁工程以及一些其它地下工程的围护中，也得到大量应用。钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎（砾）石土、风化岩层，以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层。钻孔灌注桩施工质量的好坏，直接影响上部结构的稳定及围护结构的安全。掌握钻孔灌注桩的施工工艺，了解影响其质量的关键环节和外在因素，有针对性地采取有效措施，对工程质量进行控制，会大大提高工程建设的经济效益和社会效益。
2 钻孔灌注桩施工的工艺流程及一般质量检查
钻孔灌注桩的施工工艺流程在不同的地质条件下略有差异，但总体上保持了其工作程序的一致性。
2.1 施工准备
检查用于测定桩位的基线（或基准点），一般应以龙门板桩、纵横轴线为基线。施工单位放位后，在桩位上插入钢钎后用混凝土浇固之；检查钻机就位后转盘中心与桩位中心的偏差是否在设计后规范允许的范围内；检查各种设备以及检查钻机的垂直度；对钢筋、砂石和水泥进行现场取样。
2.2 护筒埋设
在有些施工条件比较差的地区，有时需埋设护筒，护简直径应≥d+200（a为桩径，单位：㎜），桩位应准确测定并经监理认可，护筒中心应与桩位重合，误差不大于lOmm，并经监理检查核实后方可在其周边填土嵌固，护简顶一般宜高出地面200㎜。
2.3 泥浆制备
成孔泥浆指标为：比重1.1—1.3，粘度18 22（秒），含砂率<5%；清孔泥浆指标为：1.1—1.2，粘度18 20（秒），含砂率<4%。
2，4 成孔
钻机操作人员应作好钻进判层工作，对钻机进入不同土层的时间、钻机的振动情况、钻进的速度等作好记录，特别要作好持力层的判层记录，当钻入持力层面时，机台操作人员应及时通知现场施工员及监理人员到现场取渣样（并标出进尺深度和时间），经反复多次参照孔进尺深。渣样判定合格后，按设计及试桩记录确定终孔深度，且在方杆上作好进尺标志。当钻进终孔深度时，应当找监理人员面取出渣样检查，直至钻入符合设计要求的终孔深度为止；起杆前应经监理人员到场复查终孔深度。扫孔到孔底深度不应超过成孔终孔深度。
2.5 清孔
分两次进行。首次是成孔结束后，让钻杆转而不进尺供浆对孔底进行冲洗排渣，尽量使沉渣厚度小于设计或规范要求，且泥浆比重降到1.1—1.2；第二次清孔是在下放钢筋笼和导管后，在导管口加闷盖注入高压泥浆进行清孔，使沉渣厚度小于设计或规范要求为止。
2.6 钢筋笼制作及沉放
根据设计要求制作钢筋笼，主筋接头焊接应沿环向并列，焊缝长度不小于lOd（单面焊）或5d（双面焊），螺旋箍与加强箍均与主筋点焊之。保护层厚度60mm，以主筋外皮为准，宜用圆形可转动的砂浆块作混凝土保护层。监理人员要注意检查钢筋笼的长度及沉放标高，并敦促施工单位吊准标高固定之，以防在浇灌混凝土时上浮或下掉，施工单位做好隐蔽工程验收记录后，需经监理签字认可。
2.7 水下混凝土浇注
首先，要检查混凝土所用的水泥、砂石、水及其配合比和相应的试验报告。水泥要有合格证、质保单；碎石骨料应坚硬、洁净，含泥量<2%，最大粒径不大于40㎜；砂应使用清洁的中粗砂。要求混凝土达到设计强度等级和18㎜一22㎜的塌落度。检查成孔质量，当沉渣厚度小于设计或符合规范要求后应尽快（30分钟内）浇注混凝土（开浇前不能中止清孔）。施工员应开启“混凝土浇注通知书”，并经监理人员认可后方可开浇。开浇时要采用隔离物分隔导管内的泥浆和混凝土，开浇混凝土初存量必须满足首次浇注时导管底端能埋入混凝土中lm以上，浇注过程中应用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度，适时提升和拆卸导管。对终浇要注意最后一次混凝土灌入量，严格控制混凝土终浇顶面标高（设计桩顶标高加上加灌长度）。
每根桩都要制备一组（3块）混凝土试块，测定28天抗压强度，要求100%达到设计强度。
3 控制要点及控制措施
通过钻孔灌注工艺流程分析，并结合钻孔灌注桩受力原理研究，可以看出影响钻孔灌注桩成桩质量的主要环节是测量定位、持力层及终孔深度判定、沉渣厚度测量、混凝土浇注等因素。这些主要环节是质量控制的要点，对这些要点采取有效的控制措施，就能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。
3.1 测量定位
测量定位关系到孔位的准确性、钻孔垂直度以及控制基准面标高准确与否。在具体操作中，要采取施工单位自检及监理复查相结合的措施，严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内。
3.2 持力层及终孔深度的判定
这是直接影响到桩的承载力的一个重要因素。特别对于端承桩，持力层是提供桩承载力的重要基础，所以持力层及终孔深度的正确判定，是进行质量控制的另一个关键环节。具体操作中，可以采取以下措施加以判定：
（1）利用工程地质资料及设计资料，预测持力层顶面深度，做到心中有数。
（2）当钻孔钻进深度接近预测深度时，可根据以下情况判断持力层顶面深度：
① 根据钻机进入持力层前后钻机振动的差异情况作出初步判断；
② 根据钻机进尺速度在持力层顶面上下的差异作出进一步判断；
③ 根据持力层顶面上下的不同岩土渣样进行确认。
3.3 钢筋笼制作和安装
钢筋笼主要由主筋、箍筋、加强筋和保护块组成，钢筋笼制作和安装，应遵守混凝土结构工程施工质量验收规范的规定，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规范要求验收钢筋的直径，长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊筋长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼放入后是暂时固定在钻机架底梁上的，因此 吊筋长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高复核吊筋长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。 钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。吊放过程中，应保持垂直状态，并逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。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，否则将会造成坍孔、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间，尽可能缩短沉放时间。
3.4 灌注混凝土前泥浆制备和二次清孔
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主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘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。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：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，选用高塑性粘土或膨润土，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。
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到测得孔底沉渣厚度小于50㎜，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固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由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二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行混凝土的灌注工作。
3.5 沉渣厚度的测量
沉渣厚度是影响桩承载力的重要因素。过厚的沉渣浆在桩底形成一松软层，从而降低桩的端承力。所以，应严格将沉渣厚度控制在设计或规范允许的范围内，可通过以下工作加以控制：
（1）首次清孔结束起杆前，要复查终孔深度，防止扫孔深度超过终孔深度：
（2）做好泥浆性能的检测工作，使循环泥浆既有利于岩土渣样的排出，又能确保孔壁的稳定与安全，防止缩颈或塌孔事故的发生：
（3）经常检查测绳长度的准确性，防止施工单位测量员有意或无意地在测绳上做手脚，弄虚作假。
3.6 混凝土的澆注
混凝土的配制要严格控制计量工作，使其达到设计强度所要求的配制比例。浇注时，要保证足够的混凝土初灌量，确保埋管深不小于1 Om，作好混凝土灌注高度的测定工作，适时提升和拆卸导管，防止断桩。
4 结束语
钻孔灌注桩施工大部分在水下进行，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。因此施工中任何一个环节出现问题，都会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。所以灌注桩的质量控制应从工艺流程分析入手，采取有效的控制措施，制订施工质量标准、验收实施方案，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工。只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
[关键词]钢筋混凝土 钻孔灌注桩 导管堵塞
中图分类号：TV91 TV91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-039-02
1 前言
鋼筋混凝土钻孔灌注桩适应性强、成本适中，在桥梁工程的基础得到广泛应用，在地铁工程以及一些其它地下工程的围护中，也得到大量应用。钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎（砾）石土、风化岩层，以及地质情况复杂、夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层。钻孔灌注桩施工质量的好坏，直接影响上部结构的稳定及围护结构的安全。掌握钻孔灌注桩的施工工艺，了解影响其质量的关键环节和外在因素，有针对性地采取有效措施，对工程质量进行控制，会大大提高工程建设的经济效益和社会效益。
2 钻孔灌注桩施工的工艺流程及一般质量检查
钻孔灌注桩的施工工艺流程在不同的地质条件下略有差异，但总体上保持了其工作程序的一致性。
2.1 施工准备
检查用于测定桩位的基线（或基准点），一般应以龙门板桩、纵横轴线为基线。施工单位放位后，在桩位上插入钢钎后用混凝土浇固之；检查钻机就位后转盘中心与桩位中心的偏差是否在设计后规范允许的范围内；检查各种设备以及检查钻机的垂直度；对钢筋、砂石和水泥进行现场取样。
2.2 护筒埋设
在有些施工条件比较差的地区，有时需埋设护筒，护简直径应≥d+200（a为桩径，单位：㎜），桩位应准确测定并经监理认可，护筒中心应与桩位重合，误差不大于lOmm，并经监理检查核实后方可在其周边填土嵌固，护简顶一般宜高出地面200㎜。
2.3 泥浆制备
成孔泥浆指标为：比重1.1—1.3，粘度18 22（秒），含砂率<5%；清孔泥浆指标为：1.1—1.2，粘度18 20（秒），含砂率<4%。
2，4 成孔
钻机操作人员应作好钻进判层工作，对钻机进入不同土层的时间、钻机的振动情况、钻进的速度等作好记录，特别要作好持力层的判层记录，当钻入持力层面时，机台操作人员应及时通知现场施工员及监理人员到现场取渣样（并标出进尺深度和时间），经反复多次参照孔进尺深。渣样判定合格后，按设计及试桩记录确定终孔深度，且在方杆上作好进尺标志。当钻进终孔深度时，应当找监理人员面取出渣样检查，直至钻入符合设计要求的终孔深度为止；起杆前应经监理人员到场复查终孔深度。扫孔到孔底深度不应超过成孔终孔深度。
2.5 清孔
分两次进行。首次是成孔结束后，让钻杆转而不进尺供浆对孔底进行冲洗排渣，尽量使沉渣厚度小于设计或规范要求，且泥浆比重降到1.1—1.2；第二次清孔是在下放钢筋笼和导管后，在导管口加闷盖注入高压泥浆进行清孔，使沉渣厚度小于设计或规范要求为止。
2.6 钢筋笼制作及沉放
根据设计要求制作钢筋笼，主筋接头焊接应沿环向并列，焊缝长度不小于lOd（单面焊）或5d（双面焊），螺旋箍与加强箍均与主筋点焊之。保护层厚度60mm，以主筋外皮为准，宜用圆形可转动的砂浆块作混凝土保护层。监理人员要注意检查钢筋笼的长度及沉放标高，并敦促施工单位吊准标高固定之，以防在浇灌混凝土时上浮或下掉，施工单位做好隐蔽工程验收记录后，需经监理签字认可。
2.7 水下混凝土浇注
首先，要检查混凝土所用的水泥、砂石、水及其配合比和相应的试验报告。水泥要有合格证、质保单；碎石骨料应坚硬、洁净，含泥量<2%，最大粒径不大于40㎜；砂应使用清洁的中粗砂。要求混凝土达到设计强度等级和18㎜一22㎜的塌落度。检查成孔质量，当沉渣厚度小于设计或符合规范要求后应尽快（30分钟内）浇注混凝土（开浇前不能中止清孔）。施工员应开启“混凝土浇注通知书”，并经监理人员认可后方可开浇。开浇时要采用隔离物分隔导管内的泥浆和混凝土，开浇混凝土初存量必须满足首次浇注时导管底端能埋入混凝土中lm以上，浇注过程中应用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度，适时提升和拆卸导管。对终浇要注意最后一次混凝土灌入量，严格控制混凝土终浇顶面标高（设计桩顶标高加上加灌长度）。
每根桩都要制备一组（3块）混凝土试块，测定28天抗压强度，要求100%达到设计强度。
3 控制要点及控制措施
通过钻孔灌注工艺流程分析，并结合钻孔灌注桩受力原理研究，可以看出影响钻孔灌注桩成桩质量的主要环节是测量定位、持力层及终孔深度判定、沉渣厚度测量、混凝土浇注等因素。这些主要环节是质量控制的要点，对这些要点采取有效的控制措施，就能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。
3.1 测量定位
测量定位关系到孔位的准确性、钻孔垂直度以及控制基准面标高准确与否。在具体操作中，要采取施工单位自检及监理复查相结合的措施，严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内。
3.2 持力层及终孔深度的判定
这是直接影响到桩的承载力的一个重要因素。特别对于端承桩，持力层是提供桩承载力的重要基础，所以持力层及终孔深度的正确判定，是进行质量控制的另一个关键环节。具体操作中，可以采取以下措施加以判定：
（1）利用工程地质资料及设计资料，预测持力层顶面深度，做到心中有数。
（2）当钻孔钻进深度接近预测深度时，可根据以下情况判断持力层顶面深度：
① 根据钻机进入持力层前后钻机振动的差异情况作出初步判断；
② 根据钻机进尺速度在持力层顶面上下的差异作出进一步判断；
③ 根据持力层顶面上下的不同岩土渣样进行确认。
3.3 钢筋笼制作和安装
钢筋笼主要由主筋、箍筋、加强筋和保护块组成，钢筋笼制作和安装，应遵守混凝土结构工程施工质量验收规范的规定，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规范要求验收钢筋的直径，长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊筋长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋笼放入后是暂时固定在钻机架底梁上的，因此 吊筋长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高复核吊筋长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。 钢筋笼在起吊、运输和安装中应采取措施防止变形。吊放过程中，应保持垂直状态，并逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。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，否则将会造成坍孔、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间，尽可能缩短沉放时间。
3.4 灌注混凝土前泥浆制备和二次清孔
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主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘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。因此，对于施工规范中泥浆的控制指标：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，选用高塑性粘土或膨润土，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。
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到测得孔底沉渣厚度小于50㎜，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固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由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二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行混凝土的灌注工作。
3.5 沉渣厚度的测量
沉渣厚度是影响桩承载力的重要因素。过厚的沉渣浆在桩底形成一松软层，从而降低桩的端承力。所以，应严格将沉渣厚度控制在设计或规范允许的范围内，可通过以下工作加以控制：
（1）首次清孔结束起杆前，要复查终孔深度，防止扫孔深度超过终孔深度：
（2）做好泥浆性能的检测工作，使循环泥浆既有利于岩土渣样的排出，又能确保孔壁的稳定与安全，防止缩颈或塌孔事故的发生：
（3）经常检查测绳长度的准确性，防止施工单位测量员有意或无意地在测绳上做手脚，弄虚作假。
3.6 混凝土的澆注
混凝土的配制要严格控制计量工作，使其达到设计强度所要求的配制比例。浇注时，要保证足够的混凝土初灌量，确保埋管深不小于1 Om，作好混凝土灌注高度的测定工作，适时提升和拆卸导管，防止断桩。
4 结束语
钻孔灌注桩施工大部分在水下进行，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。因此施工中任何一个环节出现问题，都会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。所以灌注桩的质量控制应从工艺流程分析入手，采取有效的控制措施，制订施工质量标准、验收实施方案，对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工。只有这样桩基的质量控制才能得到保证。