钻孑Ｌ灌注桩工程施工质量的控制与缺陷处理 Ｔｈｅ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ Ｂｏｒｅｄ Ｐｉｌｅｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ 黄文明 （泉州市鲤城区建设工程质量监督站，福建泉州３６２０００） ＨＵＡＮＧ Ｗｅｎ－ｍｉｎｇ （ＱｕａｎｚｈｏｕＣａｒｐＣｉｔｙ ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＱｕａｌｉｔｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ ３６２０００，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要】通过分析钻孔灌注桩施工特点，结合工作实践经验，提出在现场监管过程中，必须抓住关键环节、严把质量关、加强施工 组织管理，有针对性的及时进行技术处理和质量控制，才能确保建筑工程质量。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｗｏｒｋｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｓｏｍｅｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｏｎ－ｓｉｔｅｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆｂｏｒｅｄｐｉｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｏｎｅｍｕｓｔｇｒａｓｐｔｈｅｋｅｙｌｉｎｋ，ｓｔｒｉｃｔｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｔｈｅｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｉｍｅｌｙｄｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｑｕａｌｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｑｕａｌｉｔｙ． 【关键词】基础；混凝土灌注桩；质量控制：处理措施 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｐｉｌｅｓ；ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ；ｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓ 【中图分类号］ＴＵＴ１２．４；ＴＵ４７３．１＋４ 【文献标志码】Ｂ 【文章编号】１００７．９４６７（２０１４）０２—０１３５－０４ １引言 钻孔灌注桩的施工大部分采用泥浆护壁成孔和干作业成 ２钻孔质量的控制 在成孔的施工技术和施工质量控制方面应做好以下几项 工作。 灌注两类工艺，施工前期工作任何一个环节准备不充分，都将 直接影响到整个工程的质量和工期，直至给建设方造成重大 的经济损失和严重的社会影响。因此在施工前应认真熟悉施 工场地和邻近区域的危房等特殊建筑物设计图纸及有关施 工、技术规范，核查地质和有关灌注桩技术规范方面的相关资 ２．１质量控制依据 钻孔灌注桩施工质量控制依据有关文件进行： １）招投标文件和施工合同； ２）施工图纸及技术规范要求； ３）《建筑与市政工程质量核查技术》； ４）建筑地基础设计规范（ＧＢ ５０００７－－２００２）； 料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析 后制订出施工组织方案、对进场材料控制和每根桩的施工进 行质控记录，以便有效地对桩基础施工质量加以控制，确保工 程顺利通过验收。 ５）《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（ＧＢ ５０２ｏ２— ２００９）； ６）《建筑基桩检验技术规范）（ＪＯＪ １０６－－２００３）。当某一技术 【作者简介】黄文明（１９７０一），男，福建泉州人，工程师，从事建设工 程质量监督和房地产工作，（电子信箱）４９５７８７Ｏ８２＠ｑｑ．ＣＯｒｎ。 指标在上述各文件中相互不一致时，要以国家技术规范作为 工程施工的执行标准。 】３５ Ｉ工程建设与设计 ＩＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ＆ＤｅｓｉｇａＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ ２．２质量控制目标 钻孔灌注桩施工质量控制必须达到的目标： Ｉ）成桩过程各项指标，包括桩位、桩长、桩径、孔底沉渣、 终孔垂直度及成桩与材料质保等满足设计要求； ２）混凝土试块抗压强度满足设计要求； ３）桩身完整，匀质、连续性好，无夹泥、断桩等缺陷； ４）桩极限承载力满足规范规定的验收标准。 ３施工过程质量控制 泉州市某实验小学教学楼于２００９年８月正式开工，由于 该工程是旧教学楼翻建，当地属于古城区，周边民宅很多，施 工场地与民房产生的纠纷较多。上部地质及其复杂而的地质 报告未明确，部分桩基又处于内沟壑中和沟壁石墙处，施工条 件相当困难。所以施工前认真熟悉施工场地和邻近区域的危 房等特殊建筑物设计图纸及有关施工、技术规范，核查地质和 有关灌注桩技术规范方面的相关资料，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订出施工组织方案是 相当重要。该教学楼工程桩基类型采用机械钻孔灌注桩（见图 １），桩径为西８ｏ０～ １２００ｍｍ，桩长约１９～２７ｍ，钢筋笼长 １２ｍ，桩基持力层设置在含卵中粗沙，桩尖进入持力层≥１．Ｓｍ。 工程在实际施工中，由于上部地质及其复杂而的地质报告未 明确，部分桩基又处于内沟壑中和沟壁石墙处，其中有６根桩 在施工到８～１ ｌｍ处遇到孤石无法继续施工，便采用改变原设 计方案，由孔径￣８００ｍｍ改成 １２００ｍｍ，加大混凝土护壁空 孔，施工时临时租用１６０ｋＷ大型机械抓管机进行冲抓孤石。 其它由原设计４￣８００ｍｍ改成 １ ０５０ｍｍ孔径的人工挖孔桩 挖到５ｍ作为混凝土护壁空孔，施工完后重填黏土进行泥浆护 壁钻孔灌注桩。 图１钻孔灌注桩施工 ３．１测量定位控制 １３６ 测量定位关系到孔位的准确｝生，钻孔的垂直度以及控制 基准面标高准确与否的关键环节，在测量放线中应选用适宜 精度的经纬仪及激光测距仪采用极坐标定位法；桩位测量后， 再用钢尺和相邻的桩位地进行复核校正；桩位确定后，用长约 ３００ｍｍ的钢筋或木桩钉入土层作为定位桩。 ３．２成孔过程关键点质量控制 １）孔底沉渣控制。孔底沉渣是影响桩承载能力的重要因 素，影响钻孔灌注桩成桩质量。泥浆的性能指标主要是密度和 黏度，若泥浆过稀，则携渣能力不够；若泥浆过稠，则孔壁会形 成泥皮，无形中减少了桩径。泥浆的比重、黏度应根据地下水 位高低和地层稳定等情况进行确定，如地下水位较高，容易坍 塌，泥浆密度、黏度可大些，但不宜过大，密度应以１．１～１．２、黏 度为ｌ８～２５为宜。钻孔结束后，应当进行一次清孔的同时必 须不断地补充新鲜泥浆，将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换 出来；二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔，若采用正循环清 孔，须加大泥浆密度和黏度，且清孔的速度要慢。终孔验收时 要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性，杜绝以超深来 抵消孔底淤积。 ２）孔壁坍塌控制。一般因预先未料到的复杂不良地质情 况、钢护筒未按规定埋设、泥浆黏度不够、护壁效果不佳、孔口 周围排水不良等因素造成孔壁坍塌，易造成埋、卡钻事故，应 高度重视并采用相应措施予以解决；在特殊地层钻进应采用 优质冲洗液护壁，同时也可采用正循环钻进、反循环排渣的做 法来抑制不稳定地层的坍塌；在不稳定地层中，换浆不要过 早，在二次清孔时替换掉高比重泥浆后，及时灌注混凝土，减 少沉渣时间以保证桩身质量。 ３）扩径和缩径控制。为避免扩径的出现，应检查钻机是 否固定、平稳，要求减压钻进，防止钻头摆动或偏位，在成孔过 程中还应徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，要始终保持适当的 泥浆比重的足够的孔内水位，确保孔内泥浆对孔壁有足够的 压力，成孔尤其是清孔后应尽快灌注水下混凝土，尽可能减少 孔壁在］Ｊｑ；Ｉｓ重泥浆中的浸泡时间；为避免缩径的出现，钻孔前 应详细了解地质资料，判别有无遇水膨胀等不良的地质土层， 若有，应按要求采用失水率小于３～５ｍｌＪ３￣的优质泥浆进 行护壁，经常对钻头的直径进行校正，钻头直径一般比所需成 孔直径小２０～２５咖。 ３．３灌注过程主要环节质量控制 １）混凝土落度控制。混凝土的坍落度对成桩质量有直接 故及时采取补救措施。断桩产生的原因主要有以下几个方面。 影响，坍落度合理的混凝土具有拌和均匀、和易性好、内阻小、 初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能，坍落度合理的混 凝土可有效地保证混凝土灌注性、连续性和密实性等特点，一 般１ ８￣２２ｃｍ。为保证桩身质量，配制的混凝土应注意以下几 点：（１）制作混凝土的原材料符合使用要求，特别是水泥的质量 必须保证，粗骨料尺寸级配要合理，所使用的材料要进行二次 复检方可投入使用；（２）混凝土的配合比要通过试验确定；（３） 严格按试验配合比，做好混凝土在现场搅拌的质量控制工作； （４）要设有专人对搅拌的混凝土进行坍落度等指标的检验；（５） 按实际要求做好混凝土的试块工作，并保证取样的实性。 ２）导管埋深控制。导管低端在混凝土面以下的深度是否 合理关系到桩质量，必须予以严格控制。在混凝土灌胶时，料 储存要求混凝土初灌量满足导管埋入混凝土１．０ｍ以上，以免 因导管下口未被埋入混凝土内造成管内反泥浆现象，导致灌 胶失败。因此，在浇注过程中，要经常探测混凝土面实际标高、 计算混凝土面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置，及时 拆卸导管，保持导管合理埋深，严禁将导管拔出混凝土面，导 管埋深一般应控制在２￣６ｍ，过大或过小都回在不同外界条件 下出现不同形式的质量问题，直接影响桩的质量。 ３）钢筋笼上浮控制。在混凝土灌注过程中，下列原因引起 钢筋笼上浮：（１）钢筋笼在孔口固定不牢或提升导管用力过 猛，将钢筋笼钩挂；（２）混凝土面到达钢筋笼地面时，导管埋深 过浅，灌注量过大或混凝土面超过钢筋笼底一定高度时，导管 埋深过大；（３）混凝土质量差，对于易离析、坍落度损失大的混 凝土，都易使钢筋笼上浮，解决办法是操作要正确、确保混凝 土质量及加快混凝土灌注。 ４）柱头质量控制。保证桩头的质量必须控制好最后一次 灌注量，桩顶不得偏低，凿出浮浆高度后必须保证暴露的桩顶 混凝土达到设计值，灌注混凝土的高度要超过桩顶标高，超灌 量不足，桩质量不能保证。 ４几种缺陷桩的形成因素 ４．１断桩原因分析 断桩是严重的质量事故。 对于诱发断桩的因素，必须在施工初期彻底清除其隐患， 同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事 １）灌注混凝士过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错 误，导致导管埋深过小，出现拔脱提漏现象夹层断桩。特别是 钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆 中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用 规定深锤测量孔内混凝土表面高度，并与灌注的混凝土量认 真核对，以计算值与测量值对比，保证提升导管不出现失误。 ２）在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指 标。导管埋深过大，以及灌注时间过长。导致已灌混凝土流动 性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已 很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连 结螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。因此，现场施工人员必须 增大责任心，及时测量导管埋深；采用新型导管，减少提升阻 力；加快灌注速度，缩短灌注时间。 ３１卡管现在也是诱发断桩的重要因素之一。由于人工配 料（有的机械配料不及时校核）随意性大，造成混凝土配合比在 执行过程中的误差大，使坍落度波动大，拌出混合料时稀时 干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导 管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短， 加大混凝土下落阻力阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断 桩。所以严格控制混凝土配合比，及时检查坍落度，缩短灌注 时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。 ４）坍塌。因工程地厨隋况较差，施工单位组织施工时重视 不够，有甚者分包或转包，施工者谈不上有什么经验，在灌注 工程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥砂眭 断桩。这类现象在断桩事故中占有相当大的比例，较为严重。 而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费 的重要因素之一。因此，在这些方面应该加大施工过程的质量 监督力度。 ５）另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进 行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对 待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。 ４．２缩颈 在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中 遇到膨胀的软土、黏土、泥岩等，容易产生缩颈现象，即出现膨 胀性软土，俗称探头泥，成孔检验不太挡事，但至下冲扩后仍 下不去，则须回填重新钻孔。如反复多次仍不能成孔，就在锥 １３７ ｌ工程建设与设计 ｌ 埘口１‘ｃ砌ｎ＆ ｎＦｏｒＰｒｏｊｅｃｔ 头上加焊合金钢，再度扩大孔径，成孔后重新浇筑。 ４．３灌注时产生井壁坍落 成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应 将导管拔出，以黏土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被 察觉，声测时会发现局部裹 实验小 学教学楼施工中，地质条件较复杂，地质结构层夹有３．５ｍ厚 的细沙层，经常发生井壁坍塌现象，声测时，曾发生过流砂现 象，为预防此类缺陷，应该根据地质状况在钻孔过程中加大护 壁粘结力度；成孔后及时灌注混凝土。 ５缺陷桩常用的处理方法 缺陷桩处理常用方法有扩大承台、原位复桩、接桩、桩芯 凿井法、补桩、钻孔补强、改变施工方法、修改设计法案等。结 合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。 ５．１扩大承台（梁）法 １）桩位偏差过大，原设计的承台（梁）断面宽度满足不了规 范要求，此时采用扩大承台（梁）来处理。 ２）考虑桩基共同作用，当单桩承载力达不到设计要求，可 用扩大承台（梁）并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载 的方法。需要注意的是在扩大承台（梁）断面宽度的同时，适当 加大承台（梁）的配筋。 ５．２原位复桩 对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用 彻底清理后，在原位重新浇注一根新桩，做到较为彻底处理。 此种方法效果好、难度大、周期长、费用高，可根据工程的重要 性，地质条件、缺陷数量的因素选择采用。 ５．３接桩 １）对桩进行声测，确定好混凝土的部位。 ２）根据设计提供的地质资料确定井点降水一开挖－２０ 素 混凝土进行护壁，护壁内用钢筋箍圈进行加固。 ３）挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孔法混凝土施工方 法进行混凝土的浇注。 ５．４桩芯凿井法 这种方法做起来比较困难，即边降水边采用风镐在缺陷 桩中心凿一井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙， 放置钢筋笼，用挖孔馄凝土施工方法浇注膨胀混凝土。 ５．５接桩法 １３８ 当成桩后桩顶标高不足时，常采用接桩法处理方法有以 下两种： １）开挖接桩挖出桩头，凿去混凝土浮浆及松散层，并凿出 钢筋，整理与冲洗干净后用钢筋接长，再浇混凝土至设计标 高。 ２）嵌入式接桩，当成桩中出现混凝土停浇事故后，清除已 浇混凝土有困难时，可采用此法。 ５．６补桩法 桩基承台（梁）施工前补桩，如钻孔桩距过大，不能承受上 部荷载时，可在桩与桩之间补桩。 ５．７钻孔补强法 此法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度 不够及桩长不足，桩底沉渣过厚等事故，常用高压注浆法来处 理。桩身混凝土局部有离析、蜂窝时，可用钻机钻到质量缺陷 下一倍桩径处，进行清洗后高压注浆。 桩长不足时，采用钻机钻至设计持力层标高，对桩长不足 部分注浆加固。 ５．８改变施工方法 桩基事故有些是因为施＿Ｔ＿ｌｌｌ￣序错误或方式工艺不当所造 成的，处理时一方面对事故桩采取适当的补救措施；另一方面 要改变错误的施工方法，以防止事故的发生。常用的方法有以 下两种： １）改变成桩施工顺序：如桩布置太密不便施工时，可采用 间隔内成桩法。 ２）改变成桩方法。如成孔桩出现较大的地下水时，采用套 管内成桩的方法。 ５．９修改设计 １）改变桩型。当地质资料与实际情况不符时，造成桩基事 故，可采用改变桩型的方法处理，如灌注桩成桩困难时，可采 用打预制桩。 ２）改变桩位。灌注桩出现废桩或遇到地下管线障碍，可改 变桩位方法处理。 ３）上部结构卸荷。有些重大桩基事故处理困难，耗资巨 大，只有采取削减建筑层数或用轻质材料代替原设计材料，以 减轻上部结构荷载的方法。 （下转第１４１页） 工程施工技术ｆ Ｃ．ｏｎｓｍ，ｅ，ａｏｎＩｅ＂ｅｈｎａｌｏｇｙｌ 形地貌、公路、铁路、城市范围、水系分布情况，分段、逐步调整 管线线位，直到最终确定管道走向。其次在确定改线线路后， 利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ的路径绘制功能，在ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ上选定中 心桩的位置上添加上地标，将所有地标进行连线后得到了优 化后的线路。最后运用坐标转换软件将ＷＧＳ８４坐标转换成北 关键点，配合ＲＴＫ对优化管道线路进行现场踏勘，结合设计 文件原线路纵断面图中的地质勘探资料，分析优化管道线路 地质隋况和地形地貌，拟定优化线路。用ＲＴＫ对现场实际的 中心桩进行坐标采集后，通过坐标转换软件将北京５４坐标转 化为ＷＧＳ８４坐标。最后，将现场实际的转角桩添加到Ｇｏｏｇｌｅ 京５４坐标如图２，以便后期利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ的“录制游览”功 Ｅａｒｔｈ上，就得到了优化线路的线路图。 能配合ＲＴＫ进行优化线路的实地踏勘。 在线路优化过程中，利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ卫星地图工具，不 仅节约了工程成本，提高工作效率，还准确的了解了优化线路 段的作业环境、作业面情况及其所处的位置，为日后的施工做 好了充分的准备工作。 ５结语 综上所述，卫星地图和坐标转换软件操作简单，将其应用 到长输管道线路优化过程中，可以帮助施工人员在较短时间 内有效地完成线路的优化工作，为后期的施工减小了施工难 ｉ单点辖换 燕； ＝－－－… 度和协调难度，提高工作效率，节约施工成本，是长输管道线 图２坐标图 路优化工作中一种切实有效地方法。 ４．２．３利用ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ的“录制游览”功能实施离线浏览，实 【参考文献】 现优化线路的现场踏勘 【ｉ】杨逸若．ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ在长输管道测量中的应用（Ｊ】－中国新技术新 优化线路确定后，需要安排人员现场踏勘确认选线是否合 产品，２０１３（２）：９８—９９． 理。结合ＧＰＳ工具ＲＴＫ，ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ可在踏勘过程中起到明 【２１￣＇Ｕ定智，任红军，刘定东，李茜．ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ在油气管道线路工程 显的帮助作用。 前期研究中的应用［Ｊ］．石油规划设计，２０１２（５）：１２１—１２２． 通过浏览录制的路线图，能够更直观的观察踏勘线路和 【收稿日期１２０１３．１０．１７ （／－接第１３８页） 措施。这样才能对混凝土桩质量进行控制，达到质量监督的目 ６结语 的。渤 钻孔灌注桩的整个旖工过程属于地下隐蔽工程项目，发 【参考文献】 现桩身质量问题比较困难，桩的高应变和低应变动力检测技 【１】戴君扬．钻孔灌注桩质量评价及事故处理技术【Ｄ】．上海：同济大学， 术基本上是在一定的假设计算模式下进行参数的测定与检 ２０ｏ６． 验，由于操作上人为等主客观原因的存在，不可避免会出现偏 【２】佟明文．灌注桩施工质量控制与事故预防［Ｄ】．北京：中国地质大学， 差。故加强桩基工程检测只是一个手段。要保证钻孔灌注桩的 ２００７． 施工质量，必须以人为本，强调现场管理人员要有高度责任 【３】楼晓明，陈强华，俞有炜，等．钻孔灌注桩承载力异常现象分析［Ｊ】．岩 土工程学报，２００１，２３（５）：５４７—５５１． 心，预防为主，质量监督中桩混凝土质量的判定，要掌握现场 【４】祝和芬．影响钻孔灌注桩成桩质量的几个问题分析【Ｊ］．石家庄铁道 施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录，并了解施工 学院学报，２００６（Ｓ１）：１０６－１０８． 单位素质，方可比较准确判定混凝土质量。 【５】李兆洪．渡槽工程钻孔灌注桩桩基施工方案［Ｊ］．黑龙江水利科 综上所述，混凝土桩质量监督的关键环节在于地基承载 技，２０１０（５）：７３．７４． 力的鉴定，审查混凝土施工工艺是否合理，掌握桩缺陷的防治 【收稿日期］２０１３．０８．２８ １４１
