３０ 工程科学 ２０ｌＯ年第期 ２２霸 钻孔灌注桩质量控制 韩同睿，邢建欣 （聊城市公路 程总公司，山东聊城２５２０００） 摘要钻孔灌注桩目前的应用已相当广泛，但其施工大部分施 ［要在水下进行属隐蔽＿Ｔ程，施工中的质量控制显得尤为重要。根据工程 实际，就如何在施Ｔ中的各个施Ｊ：环节容易ｆ“现的质量问题进行探讨，以便有效地对桩基施工质量加以控制。 关键词钻孔灌注桩；质量；控制 中圈分类号Ｔｕ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１Ｏ）ｌ ｌ２—００３０—０１ 影响桩基的质量因素有很多，从勘察设计到施工，任何一个上＝』＝程的 子顶标高要达到灌注桩钢筋笼顶高程。根据护筒顶高程在笼上端焊接四 疏忽都有可能引起质量事故，奉文主要从施工方面需要注意的质量方面 根相应长度钢筋吊臂，在吊放钢筋笼就位时勾挂在护筒上口。 进行探讨。在施工前要认真熟悉设计图纸，分析可能对质量控制有影响 ２．５吊放钢筋笼 的关键工序，对灌泞桩在施工过程中可能会发生的一些问题要制订出切 清孔结束后，用起重机动吊放钢筋笼就位固定牢固，孔口用电焊固 实可行的施工方案，明确旎工质量目标、并具体落实到人，做好每根桩 定或牢固绑扎，严禁掉钢筋笼子，并防止其上浮。运输钢筋笼时，先把 的施工记录，不仅要有文字的，还要有影像资料，以便出现问题可以快 笼子滚在一个固定底盘上，用人工或机械拖底盘，防止变形。在钢筋笼 速查找病因。现结合￥２５９１￣莘路马颊河大桥来说明，该桥为５—２０ｍ预应 吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要 力空心板大桥，基础为 １５０ｃｍ钻孔灌注桩共１８棵共￣１－７４７米。 求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉 １测量控制及标志的设置 放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，应停止吊放并寻找原因，不能加压 利用业主提供的桥两头中桩用全站仪采用偏角法定桩位；中桩用砼 强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，如因钢筋笼没有 固定，并埋设拴桩以校核中桩。水准点用砼固定，并设 基准点。 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 ２钻孔质量的控制 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 ２１钻孔准备工作 筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。 该工程跨马颊河，水深不￣１］２ｍ水面跨度不到２Ｏｍ且没有通航要求， ２．６吊放导管 采用的方法把整个河面全部填起来，下面埋置混凝土管保证流水通过。 导管在使用前要认真进行检查。拼装时应仔细检查变形和磨损情 这样就把水中施工变成旱地施：ｒ：，不仅降低了施工难度而且降低了施１二 况。用两根兜底钢丝绳系在最下端一节导管的两个吊耳上，每隔１．ｏ瑚用 成本。用挖埋法埋设护筒，在挖孔至一定深度符合要求后，埋设深度为 麻绳将导管和钢丝绳捆扎在一起，逐段吊放导管，并接长钢丝绳，直至 １．０～１．５ｍ，护筒上下口中心与钻孔中心位置重合，周围用最佳含水量， 导管下到要求深度，钢丝绳上端用铁扁担与钻机提升钢丝绳联结，以加 牯土对称、均匀，分层夯实，防止护筒偏斜。平面误差控制在５０ｍｍ，倾 强导管稳定性，每段钢丝绳用卡环连接，吊放时，应使导管位居孔中 斜度控制不大于１％。钻机要提前检修，钻头、钻杆、溜槽等机具和检测 心，轴线顺直，稳步沉放，防止卡挂钢筋笼和碰撞孔壁。水塞的应尺寸 ］ 具也提前验收备齐，并挖好泥浆池和泥浆循环沟。 大小适中，组装导管时要检查导管内壁有无局部凹凸，导管出口是否向 ２－２钻孔 内翻转。 这是灌注桩能否顺利施工过程中的基础，常见的质量问题有钻孔不 ２，７灌注水泥混凝± 到位、塌孔、成 Ｌ的垂直度不满足要求，导致钢筋笼和导管将无法沉 １）塌落度要求：水下混凝土配制宜有１８—２２ｅｍ坍落度，并宜有一 放。采用黄河钻机采用正循环法施Ｔ。钻机就位时应将钻机调平，对准 定流动性保持率。控制粗骨料规格，并随时了解混凝土面的标高和导管 钻孔、转盘中心同钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上，钻杆位置偏差不 的埋人深度。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在２ｍ－４ｍ，不宜大 得大于２ｅｍ。钻孔开始后，先启动泥浆泵和转盘，待泥浆输进钻孔一定 于５ｍ和小于１ｍ，严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高 数量后，方可开始钻进。钻进过程中，经常检查钻盘，如有倾斜或位移 ８ｍ—ｌＯｍ时，应及时将坍落度调小至１２ｃｍ一１６ｃｍ，以提高桩身上部混凝土 应及时纠正。每工班及时捞取钻渣样品，记录钻进情况和地质变化，根 的抗压强度。砼坍落度和拌和时间，保证砼质量。 据不同深度和地质情况，及时调整转速、钻进压力和泥浆指标，并不断 ２）沉淀厚度处理：灌注前，必须测量孔底沉淀厚度，填写灌注前 补充和净化泥浆，在钻进深度达到设计和施工要求时及时终止钻孔，并 检查单，做好记录。如沉淀层过厚，可通过导管用喷射法补救，将沉 检查。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应采取扩大桩机支承面积 淀层飘浮并立即灌注水下混凝土。灌注前储料斗中要有足够的混凝土储 使桩机稳固，注意在施工过程中要经常型的校核钻架及钻杆的垂直度。 量，料斗底做成一定坡度，使混凝土较容易流出。 ２．３清孔 ３）首批混凝土：在各项准备工作就绪后，在漏斗颈上放一隔水 栓，打开储料斗闸门，料斗内首批混凝土流出，通过溜槽，压着隔水栓 终孔检查后，作好记录，停止进尺，稍提钻锥离孔底１Ｏ－２０ｅｍ空 转，并保持泥浆正常循环，以中速压人比重为１．１—１．２５ｇ／ｃｍ 的较纯泥 迅速下到导管，灌注开始。首批混凝土灌注孔底后，立即测探孔内混凝 浆。换浆清孔，把孑Ｌ内钻渣浮出，沉淀在泥浆池中，清孔时，保持孔内 土面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，即可正常灌注，如发现 １．５－２．Ｏｍ水头，清孔过程中不断测量泥浆指标，直到满足施工技术规范 异常，则立即进行处理，灌注过程中用测锤测探，测锤重６—９ｋｇ，防止 要求或招标文件要求后，稍停，测量孔深。在第一次清孔时要严格控制 误测。 泥浆比重，采用高粘度泥浆清孔，并加大泥浆泵的流量，使砂石粒能顺 ４）导管提升：采用直升导管法施工，用钻机塔架提升导管。在提 利地浮出孔口。在提出钻具一定要避免碰撞孔壁，否则可能引起坍孔、 升过程中，抽动导管使的力度要适中，保证拔管和灌注的连续性和稳定 沉渣过厚等，这将给第二次清孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次 性，每次升降的幅度不能过大，避免因大幅度抽拔导管引起混凝土体冲 清孔也无法清除坍落的沉渣。一定注意不要采用加深孔底深度方法代替 刷孑Ｌ壁，造成孔壁下坠或坍落，使混凝土中带泥，这种现象尤其在砂层 清孔，清孔时必须注意保持孑Ｌ内水头。在清孔整个过程中安排专人不间 厚的地方比较容易发生。导管提升时应保持轴线垂直和位置居中，逐步 断的测量孔底沉渣厚度，达到设计要求时及时停止。 提升，如导管挂到钢筋笼，可转动导管，脱开钢筋笼，移到钻孔中心。 提升钢丝绳上端的铁扁担距离钻塔架上端一定距离，就卸除钢丝绳，连 ２．４钢筋笼加工 接每段钢丝绳用卡环一定旋紧。 根据设计图纸，进场的钢筋不仅要有出厂的合格证还应按批次取样 当导管提升一定高度，暂停灌注，取下漏斗，快速拆下１节或２节导 再检验是否满足设计和施１＝规范要求。钢筋的存放过程中要避免锈蚀， 管，然后将漏斗重新插入孑Ｌ口导管内，校正好位置继续灌注。卸下导管 如｝ｎ现锈蚀一点要除锈。整节或分节加工。加Ｔ时要注意搭接端钢筋笼 （下转第４５页） 凳 箍霸 工程科学 ４５ 浅析钻孔灌注桩钢筋笼上浮的原因 何维檄 （广东省电力技术改进公司，广东广州５１０１６０） 摘要笔者结合多年钻孔灌注桩的施Ｔ实践，分析介绍施工过程中钻孔灌注桩钢筋笼受几种力作用出现上浮的原因。 关键词钻孔灌注桩；钢筋笼上浮；施Ｔ工艺；质量控制。 中图分类号Ｔｕ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一（２０１０）１ １２－００４５一Ｏｌ 在混凝土灌注桩施工中，钢筋笼所受的力是泥浆和混凝土拌合物向 上运动时对其产生的浮托摩擦力与下部埋深混凝土的摩擦力、钢筋笼自 重及钢筋龙固定对其产生的压力的合力。当浮托力大于向下的作用力， 钢筋笼就会出现上浮现象。 １在成孔后清孔方面的问题 在钻孔灌注桩施工中，为了保证孔壁稳定和排出钻渣，通常采用泥 浆湖笔的钻进方法、成孔后为保证混凝土的灌注质量，必须进行清孔， 以降低泥浆稠度和清除孔底沉淀层。如果孔底沉淀层厚度过大，则钢筋 笼不能下到设计深度。在首罐混凝土灌注中，如果混凝土下灌速度过 快，导管内泥浆的冲击孔底使沉渣上翻，对钢筋笼产生较大的冲出浮托 作用；如果孔内的泥浆稠度过大，流速较大的泥浆在孔内向上流动时对 钢筋笼的摩擦力大，容易造成钢筋笼上浮，使首罐混凝土不能将钢筋笼 埋住，在以后的混凝土施工中，钢筋笼会在首罐混凝土的顶托作用下继 续上浮，从而增加了处理难度。 型的流变特性，如果灌注速度过快，混凝土在孔内上升时对钢筋笼产生 的摩擦力会大大增加，同时井孔内泥浆向上流动时对钢筋笼的摩擦力也 会大大增加，而此时钢筋笼在导管底口以下混凝土有足够埋深后，应适 当加快混凝土灌注速度，因为如果灌注时间太长，首罐混凝土流动胜降 低，黏聚力有所增加，对钢筋笼的摩擦力增加。 ５导管埋深的影响 导管埋深的控制是保证钻孔灌注桩施工质量的重要环节，如果导管 埋深过小容易造成断桩。导管埋深过大，则导管底口以上混凝土与钢 筋笼的接触面积大，相同情况下对钢筋笼的摩擦力大。在混凝土灌注初 期，适当增加导管埋深可以控制混凝土下灌速度，降低对钢筋笼的冲击 摩擦，但埋深过大则对控制钢筋笼上浮不利，因此，在灌注初期应及时 提升导管。 导管底端在钢筋笼底端下面，导致灌注过程中钢筋笼上浮。由于施 工技术水平问题或计算失误，在个别钻孔灌注桩施工时可能出现导管的 底端低于钢筋笼底端的现象，灌注时混凝土从钢筋笼底端上返过程中会 对钢筋笼的底端产生向上的托力。同混凝土对钢筋笼表面向上摩擦力共 同作用导致钢筋笼上浮。 ２钢筋笼固定方面的问题 在混凝土灌注施工过程中，采取适当的固定措施可以避免钢筋笼上 浮，尤其在上浮力不大的情况下，这是一个非常有效地技术措施。不少 Ｔ程出现的钢筋笼上浮问题，就是南于没有采取适当的固定措施而造成 的。但固定压重也不能过大，否则会导致钢筋笼局部失稳变形，掩盖钢 筋笼上浮的实质。 钢筋笼连接不Ｊ顷畅、钢筋不垂直或钢筋笼放入桩孑Ｌ内时成弯曲状， 灌注混凝土时会导致钢筋笼上浮。钢筋笼弯曲，加大了混凝土同钢筋笼 的的垂直接触面积，增大了摩擦力和向上的托力、以及钢筋笼的箍筋也 会加大混凝土的向上托举力，导致钢筋笼的在桩基混凝土的灌注过程中 产生｝：浮现象。 ６混凝土配合比的影响 根据混凝土流变学原理，混凝土拌合物在变形过程中，对钢筋笼的 摩擦力除变形速度外，还与混凝土拌和物本身的黏聚力、集料之间的 摩擦力、集料与钢筋笼的摩擦力等有关。如果混凝土拌合物本身的黏聚 力、集料之间的摩擦力，则混凝土与钢筋笼的摩擦力大。混凝土拌合物 的黏聚力主要取决于水泥品种、水泥用量、水泥浆的稠度及掺和料的品 种、性能和掺加量。 如果水泥用量大、水泥浆稠度大，则混凝土黏聚力大，反之则黏聚 ３首罐混凝土灌注量与下灌速度 首罐混凝土的灌注量大小与下灌速度，是关系钢筋笼是否容易产生 上浮的重要数据，因此，首批混凝土的灌注量，应能满足导管初次埋深 不小于２．ＯｍＨ．导管内有一定高度的混凝土，这样一方面可以避免后续灌 注混凝土翻喷和孔内泥浆进人导管，影响混凝土灌注桩的质量，另一方 面在后续混凝土灌注是增加阻力，降低孔内混凝土向上运动的速度，减 小对钢筋笼的摩擦力。 首罐混凝土下灌的速度不能过ｌ陕，既要保证将孔底沉渣冲起，又要 保证不会对钢筋笼形成过大冲击和使孔内泥浆快速上涌。具体下灌速度 应根据阻水塞及混凝土与导管壁的摩擦力、井孔深度、混凝土势能等因 素并根据施工经验和试验确定。 力小。但水泥用量过小、水泥浆稠度过低，会大幅度增加骨料之间的摩 擦力。因此，必须通过试验确定合理的水泥用量和水泥浆稠度。在水泥 品种一定的情况下，水泥稠度取决于水灰比。需水量大、保水差的掺和 料对混凝土流变挣眭。高效减水剂可以降低混凝土拌合物的表面能，增 加水泥颗粒之间的滑动能力，提高混凝土拌合物的流变性，减小集料之 间及集料与钢筋笼之间的摩擦力。 ７结束语 根据多年来从事钻孑Ｌ灌注桩施１＝，对施二ｒ过程中的一些问题的认 识，在该文中，特别对钢筋笼上浮问题，做了简单的分析，谈了一下浅 显的自我认识，仅供同类施工参考。在钻孔灌注桩这一领域，科学技术 的不断发展和施工方法、施工管理的不断完善，以及不同情况下的不同 问题，都需我们努力学习，不断的去挖掘、分析、认识，才能做好我们 的工作，推动钻孔灌注桩行业的飞速发展。 ４混凝土灌注速度和问歇时间 在混凝土灌注初期应尽量放慢灌注速度，因为混凝土拌合物具有典 （上接第３０页） 要立即清洗，堆放整齐。灌注过程中防止溢出料斗的混凝土和其它东西 掉人孔内，防止形成高压气囊，防止混凝土托浮钢筋笼。灌注将近结 束，灌注人员要及时通知搅拌机停料，减少浪费，最后一段长导管拔管 速度要慢。 将近灌注桩顶设计标高时应加灌一定高度，以后凿除，其高度宜在 ０．５—１．０米。有关混凝土灌注情况、各灌注时间、混凝土顶面的深度、导 管埋深、导管拆除以及发生的异常现象，事故处理过程，应指定专人进 行记录。 ３结束语 灌注过程中应明确分工，密切配合，统一指挥，做到迅速连续施 工，灌注高质量的水下混凝土，防止发生质量事故。钻孔灌注桩的整个 施工过程属隐蔽工程项目，质量检查比较困难，关键还是在施工过程中 加强质量控制，最后成型检测只是一个手段，要保证钻孔灌注桩的施工 质量，其关键还在于要提高参与人员的质量意识，全员管理，全过程管 理。 参考文献 ［１】陈秀利，论钻孔灌注桩的施工技术和质量控制，内蒙古科技与经济．２００７，０７． ［２】戴康，钻孔灌注桩的施工技术和质量控制，珠江水运．２００６，０７． ［３］ＪＴＪ０４１—２０００．公路桥涵施工技术规范［Ｍ１．人民交通出版社，２０００．
