钻孔灌注桩工程的施工质量控制
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广东建材2011年第5期 施工技术
钻孔灌注桩工程的施工质量控制
谢英良
(广东省雷州市建筑工程公司)
摘 要:本文主要介绍钻孔灌注桩施工过程中泥浆护壁的控制、沉渣厚度的控制、混凝土工程质量 控制几个主要施工环节进行了阐述。 关键词:泥浆护壁;钻孔灌注桩;施工;质量控制
随着建筑业的发展,钻孔灌注桩以其对各种地质条
件广泛的适应性和施工时对周围建筑影响小等优点。在
中、高层建筑中,一直得到广泛的应用,特别是大直径钻 孔桩的使用,能适应建筑物单桩承载力大的要求。但因
为其施工工艺较强,任何环节出了问题,都会直接影响
桩的质量,降低其承载力,最终导致影响工程质量和施 工工期。所以现场施工技术人员必须重视施工过程的质
量控制。本文通过钻孔灌注桩泥浆护壁的控制、沉渣厚
度的控制、混凝土工程质量的控制几个主要的施工环节 进行了阐述。
1泥浆护壁的控制
钻孔灌注桩主要靠泥浆的静压力来平衡土对孔壁 的压力,泥浆在钻孔灌注桩施工中,占有重要地位,直接
影响桩的质量。对于不同的土质情况,对泥浆的稠度要
求有所不同,泥浆过稀,钻进速度虽可加快,但对护壁不 利,可能造成塌孔,泥浆过稠,会使钻进速度减慢,并使
泥皮过厚。在粘土中成孔时,只需注入清水,以原土造浆 护壁,循环泥浆的比重控制在1.1~1.3g/cm。,在砂土和
较厚的夹砂层中成孔时,应预先制备泥浆,或在孔中投 入l~2cm大小的粘土块造浆,泥浆比重控制在1.2~
1.3g/cms,在砂卵面层或容易塌孔的土层中成孔时,泥
浆比重应控制在l_3~1.5g/cm。为宜,必要时在泥浆中 加入适量的膨润土或0.3%的纯碱,对于改善泥浆的质
量,效果极为明显,在施工中,要经常检查泥浆比重,施 工管理人员要具备观察泥浆质量的能力,如果泥浆含砂
量过大,粘度不足,泥浆的护壁效果不好,就要想办法降
低泥浆的含砂率,提高泥浆的粘性,具体办法可以采取 将从孔内流出的泥浆先经过沉淀池沉砂后,再循环使
用,使泥浆的含砂率控制在10%以下为宜。因此,通过对 泥浆的控制,可以有效地预防孔径缩小,塌孔等问题的
出现。 2沉渣厚度的控制
钻孔灌注桩承载力达不到要求,多为孔底沉渣过厚
造成。规范规定:当桩以磨擦力为主时,沉渣不得大于
300ram,当桩以端承力为主时,沉渣允许厚度不得大于 lOOmm,钻孔灌注桩的沉渣厚度宜控制在50mm以内,沉
渣少,嵌岩密实,有利于减小桩在长期荷载下的最终沉 降量,以及减小整个建筑的不均匀沉降,为了控制沉渣
厚度达到规定要求,必须经过认真清孔来得以实现,如
果采用泵吸反循环清孔,目前施工中常用的6BS砂石
泵,额定排量为18m。/h,导管内径250mm,满负荷时冲洗 液上反流速达2.Om/s,启动砂石泵后,泵入管内的真空 度可达一0.07mpa,足以排出lOOmm以下的沉渣,其速度
快,清孔干净,一次清孔就能达到要求。如果采用正循环
清孔,就要经过二次清孔,第一次清孔是在终孔后提起 钻头20 ̄30cm,钻机空转而不进尺,让钻头扫孔底,并
向钻杆内连续不断地打入泥浆,用密度为1.05~
1.1g/cm。的新鲜泥浆将钻孔中密度大的泥浆置换出来, 排出泥浆无泥团或粗大颗粒时方可;第二次清孔是在安
放钢筋笼后,将泥浆管直接接到导管上,让泥浆在泥浆
池与井孔中循环,目的是降低泥浆中的含砂率,并将泥 浆再次调稀到密度为1.1g/cm。左右。二次清孔结束时,
必须测定孔底沉渣厚度,要求沉渣厚度小于50mm时方 能灌注水下混凝土,否则,必须继续清孔,直至合格为
止。
3混凝土工程的质量控制
在混凝土浇灌前必须做好一切准备工作,因为灌注
前准备工作做得不充分,造成中途停灌,如果时间过长,
是造成钻孔灌注桩断桩的主要原因。因此,开灌前对起 吊设备要严格检查,电源是否畅通、卷扬机及其地锚、滑
轮是否运转正常、钢丝绳接头是否牢靠、起吊导管的支 架是否稳定,这些都是检查的内容。此外,还应保证混凝
一
127— 施工技术 广东建材2011年第5期
土的连续供应。 在灌注桩浇灌前要放置好钢筋笼和导管,钢筋笼的
制作要求钢筋分布均匀,钢筋焊口牢固可靠,并在沉放 前绑扎好钢筋的保护层垫块(垫块沿桩周布置,每层不
少于4块,每层间距不得大于2m),钢筋笼下吊时,不要
碰撞孔壁,要采取措施让其沿孔中心垂直插入,以免造 成孔壁塌落。导管安装要保证导管不漏水对变形的导管
和损坏的橡皮垫不能凑合使用,拧导管节问螺丝时,用
力要均匀,橡皮垫要放平顺,如果导管安装不合格,特别 是灌注桩的底部,水压力较大,钻孔内的泥浆一旦进入
导管,大部分水泥浆随泥浆飘浮游荡,使混凝土转变成 砂、石子和沉淀物的混合体,这是造成灌注桩混凝土松
散、断桩的原因,而这一点又往往在施工过程中被忽视。
工程在开工前必须根据设计要求做好混凝土的配
合比试验。对水下灌注混凝土的材料和配合比一般要求 是:优先采用早强、和易性和保水性好、干缩性小的普硅
水泥、中粗砂、5 ̄40mm连续级配的碎石,混凝土含砂率
一般采用40%450%,水灰比采用0.5~0.6较好,水泥 标号不低于425#,混凝土拌和机中卸出后到进入导管 时的坍落度要严格控制,一般以18 ̄22为宜。由于混凝
土在泥浆中灌注和养护,其实际配制强度宜比设计强度
提高l0%~15%,为了确保浇灌顺畅,配制好的混凝土还
应具有良好的和易性和流动性。 保证首灌成功对控制灌注混凝土桩的工程质量极
为重要,首灌混凝土根据桩径的大小,通过计算来确定 选择料斗的容积。首批混凝土的用量应保证首灌后混凝
土埋管1~2m,在浇灌前应在料斗底先放0.2~0.4m。流
动性大的水泥砂浆,其作用是用来冲开孔底的残余沉 渣,并使后灌进的混凝土与桩孔内护壁的泥浆有一个隔
离层,为了提高首灌混凝土的冲击力和排淤能力,浇灌 前必须安装隔水塞,隔水塞的作法是:用一个废水泥袋
装入适量的砂和水泥,成为一个比导管口略小的球状 物,将隔水塞用较粗的铅丝栓在料斗上,并使隔水塞堵
住料斗口,这样可使料斗装满混凝土而不至于漏下,当
料斗中具有足够的混凝土储备量时,可剪断粗铅丝,让 混凝土推着隔水栓往下走,这样做可以迅速成功地完成
首灌,保证一定的埋管深度,有效地防止残余泥渣与灌
注混凝土混合,避免出现夹层,灌注桩混凝土要连续浇 筑,特别是对大直径的桩更要注意,并缩短浇灌时间,在
施工过程中升降导管的幅度不可太大,如大幅度抽拔管
容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或塌孔,桩
一128一 身入泥,这种现象在砂层厚的地方比较容易发生。 在浇灌过程中,导管的埋深对混凝土的浇灌质量有
很大影响,因此,必须控制导管的埋深。根据混凝土的流
动扩散规律,埋深过小,往往会使管外混凝土面上的泥 浆和泥渣卷入混凝土中形成夹层,造成断桩、埋深过大,
则混凝土不能靠自身的重力作用冲出导管而造成堵管。 因此,导管的埋深应控制在2~6m为宜。
由于客观条件的制约和主观因素的影响,在混凝士
的浇灌过过程中,难免会出现一些事故,现场施工管理 人员要具备处理事故的能力,及时采取有效措施,确保
灌注桩的质量。 (1)首灌不成功,应立即采取泵吸反循环清孔吸出孔
内混凝土,然后重新首灌。
(2)若发生堵管,则应拔出导管疏通后,重新下导管 (离混凝土面30 ̄40cm),然后继续灌注,但此次第一斗
混凝土要能起到排除管内泥浆并封住导管口的作用,然
后使导管下插穿过夹渣面继续灌注,并保持导管底不拔 出夹渣面,这一措施应迅速完成,以防混凝土凝结硬化。
若混凝土已硬化,就要采取有效措施重新清孔后才能继 续灌注混凝土,以防止出现软弱夹层以至断桩等质量事
故。
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钻孔灌注桩的施工工艺比较复杂,环节较多,质量 控制点也比较多,尤其是在不良地质条件下施工,稍不
注意,就会造成质量事故、安全事故。施工质量的好坏直 接关系到上部结构的安全使用和沉降,因此施工中必须
重视每一个环节,对钻孔灌注桩的施工过程必须严格控
制,以预防为主,加强主动控制,按施工规范和设计要求 精心组织施工,确保钻孔灌注桩工程的施工质量。●
【参考文献】 [1]《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001 [2]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202—2002 [3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002 [4]《
建筑桩基技术规程》JGJ94—2008