浅谈钻孔灌注桩施工质量控制

2018-10-19张华魁顾卫东刘海明张鹏洲李帅杰

建筑与装饰 2018年19期

张华魁顾卫东刘海明张鹏洲李帅杰

摘要灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基上中形成桩孔，成孔达到桩底标高后，在孔内内放置钢筋笼、灌注混凝土形成的桩，钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。鉴于对钻孔灌注桩的施工质量控制，本文通過介绍影响灌注桩质量因素，给其他工程灌注桩施工提高借鉴。钻孔灌注桩基础属于地下或水下隐蔽工程，施工工序较多，影响其质量的因素也多，如不抓住重点进行有效防控，就会影响桩身完整性和承载力，对工程安全构成威胁，对社会和施工企业造成重大影响。

关键词钻孔灌注桩;处理方法;质量问题;重大影响

前言

钻孔灌注桩属于地下或水下隐蔽工程，施工工序多，施工质量不宜控制。钻孔灌注桩质量直接影响到上层建筑承载力，影响整个工程结构安全。因此钻孔灌注桩质量控制尤其重要，本文主要通过某地下空间综合利用工程灌注桩施工工序，论述通过旋挖钻钻孔灌注桩施工质量控制要求。

1工程概况

某交通枢纽地下空间利用工程，基础采用桩基础+承台+底板基础形式，桩基采用旋挖钻钻孔灌注桩，设计等级为甲级，桩端持力层为第15层粉质黏土层，兼作抗压桩和抗拔桩。主筋采用HRB400，所有桩身的加强箍筋均采用HRB400;普通箍筋采用HPB300，箍筋采用螺旋式箍筋，桩身主筋的混凝土保护层厚度为55mm，总计2231根。现场场地标高为77.1m，桩基有效桩长36m，桩基有效桩顶标高为67.65。桩基直径800mm，主筋为30根HRB400-32mm，焊接加强箍筋HRB400-18@2000，螺旋箍筋 HPB300-8@100/200。

2钻孔灌注桩质量评定标准

钻孔灌注桩质量主要通过灌注桩承载力、混凝土强度是否满足要求进行评定。承载力要求包括灌注桩抗压、抗拔承载力。

3钻孔灌注桩施工工序流程图

4钻孔灌注桩施工控制要点

影响旋挖钻钻孔灌注桩施工因素主要包括：现场人员质量意识和人员技能水平、测量放线控制、钢筋笼的制作、成孔质量、钢筋笼焊接及下笼、二次清孔、混凝土浇筑，每一个环节出现质量问题都会严重影响灌注桩的质量[1]。

4.1 现场人员质量意识

质量意识是一种心理活动标准，是人们对自我行为的一种评价。“态度决定一切，思想决定行动”，意识的高低直接影响到工程施工质量，只有意识高的人员才能做出质量优的工程，因此现场人员质量意识的高低尤其重要。施工人员进场后，首先组织人员进行灌注桩质量技术交底，交底要求涉及管理人员及施工作业班组人员，做到现场作业人员均熟悉灌注桩每道工序施工要点。每周举行质量检查活动和召开质量例会，提出质量问题，落实整改问题。通过技术交底和举行质量活动不断提高人员质量意识。

4.2 施工人员技能水平

钢筋焊接作业人员进行后，首先检查人员焊工证，对无证人员不予录用。施工过程中加强过程管理，定期举办钢筋焊接比武活动，通过活动的举办，有效形成：“比”、“学”、“帮”、“赶”、“超”的良好氛围，不断提高施工人员技能水平。

4.3 测量放线控制

旋挖钻开挖前，首先使用全站仪定位灌注桩中心位置，位置确定后埋设护筒，将护筒中心与桩中心重合。使用旋挖钻机向下钻进，钻进深度等于护筒高度时停止钻进，再用钻杆垂直将护筒压至原地面下。使用全站仪进行复核，桩位允许偏差10cm，桩位无误后记录护筒顶标高，数值作为后续成孔检测、沉渣厚度检测、桩顶标高复核的依据。

4.4 钢筋笼制作注意事项

钢筋笼制作之前，首先根据图纸设计要求，计算出每个钻孔灌注桩需制作几节钢筋笼、钢筋笼长度过长是否能够运送至施工现场、是否能够吊装等因素。本工程设计桩长36米，笼顶钢筋锚入承台100mm，工程桩桩顶外漏钢筋35d（875mm），钢筋笼采用两节钢筋笼单面搭接焊，搭接长度10d（250mm），因此加工灌注桩笼长为36+0.875+0.25=37.125m。为方便施工采用9米长C25钢筋，分成两节加工，每节笼长分别为18m、19.125m，18m=9m+9m，19.125m=9m+9m+1.125m，1.125m=9m/8，接头采用直螺纹连接。为保证钢筋笼加工质量，要从钢筋原材控制、主筋间距控制、加强箍质量控制、保护层留设、焊接质量控制、直螺纹连接质量等因素提高钢筋笼质量。

（1）钢筋原材检测。钢筋原材是钢筋笼合格一个重要的因素，原材料不合格，何谈钢筋笼成品质量，因此材料把控是重中之重。钢筋原材进场前，首先检查钢筋出厂质量证明书、钢筋炉批号是否和质量证明书一致，检查无误后，检验合格后通知监理对钢筋原材外观进行检测，使用游标卡尺检查钢筋直径是否满足要求，钢筋是否生锈等;外观检测合格后，允许卸车。原材卸车后，进行钢筋原材取样，每种规格、不超过60T为一组进行取样，取样完成后送具有检测资质的第三方实验室进行检测，检测合格后方可使用[2]。

（2）钢筋笼间距控制。钢筋笼间距控制包括主筋、加强箍、箍筋间距控制。主筋间距控制：首先计算两根主筋的间距，主筋间距=π（加强箍直径外边缘+主筋直径/2）/（主筋个数-1），主筋间距=3.14*（640+25/2）/（24-1），主筋间距=89mm。使用C12钢筋原材加工控制主筋间距小工具（见图4），加强箍与第一个主筋焊接固定，然后使用控制主筋间距小工具卡第一根主筋，放置第二根主筋，焊接固定，依次焊接主筋，完成整套钢筋笼焊接。

加强箍间距控制：加强箍为C20@2000，加强箍上焊接第一根主筋时应将加强箍按照2米的间距均匀分布。

箍筋间距控制：箍筋为Φ8@100/200，加密区为笼顶下4.5米。为了保证箍筋间距，采用滚焊机缠绕主筋连接。

（3）加强箍质量控制。加强箍内圈直径=钢筋笼直径-保护层宽度*2-主筋直径*2-加强箍直径*2;加强箍外圈直径=800-55*2-25*2=640。

加强箍直径影响到钢筋笼成品直径，为了能够有效控制加强箍直径，采用加强箍加工弯曲机进行加工加强箍。定期检查加强箍加工弯曲机直径是否发生变化，如发现变化立即调整。

加强箍采用单面焊搭接，搭接长度10d（20cm）。加强箍与主筋连接时，要保证加强箍与主筋的垂直度，不得出现加强箍弯曲，倾斜等现场[3]。

（4）保护层留设。钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为±20mm，钢筋笼上设置保护层，每节钢筋笼不应小于2组，每组不应小于3个保护层，且均匀分布于同一截面上。

（5）焊接质量保证。影响钢筋笼焊接质量的因素主要包括两点：①焊接使用材料是否满足要求，②焊工质量意识。钢筋笼加工前，对主材和焊条进行验收，材料符合要求后方可使用。然后做焊件工艺试验，每个钢厂、每焊工、每种类钢筋均需要做工艺试验，工艺试验合格后方可施工。电流过大烧伤主筋，电流过小焊接不牢固通过工艺试验确定本项目主筋焊接电流为190A。

（6）直螺纹连接质量控制。本工程钢筋笼长37.125，分两节加工，每节笼长分别为18m、19.125m。主筋采用9米长C25钢筋，搭接形式为直螺纹连接。直螺纹加工前需将主筋端头切割，保证端头为平面。直螺纹接头错开且错开长度不小于35d（875mm），有效丝长为30mm，安装时最小扭矩值为260N·m。安装后外漏丝不得大于2丝。

4.5 成孔质量控制

旋挖钻灌注桩成孔质量包括成孔直径控制、成孔深度控制、化学泥浆质量，灌注桩开钻前，应根据设计要求灌注桩直径选择相应的钻头，钻头直径不得小于灌注桩直径，确保成孔直径不小于设计要求，在钻进过程中，及时使用泥浆三件套检测泥浆质量，泥浆质量不符合要求时，应及时调整泥浆稠度，待泥浆符合规范要求方可继续钻机。同时应及时关注钻机仪表盘钻孔深度数值，终孔深度必须达到设计深度，且成孔深度不得超过设计深度30cm，满足规范要求。成孔后，使用测绳及时检测成孔深度，采用自制测孔器进行检测，检测目的为成孔垂直度是否满足要求和终孔是否塌孔现象。检测时，将测孔器吊起，孔的中心与起吊钢丝绳保持一致，慢慢放入孔内，上下通畅无阻，达到设计要求，方可进行下道工序施工[4]。

测孔器形式如下：

注意事项：

（1）衔接好各工序之间的施工顺序，尽可能缩短成孔时间，防止因长时间未放置钢筋笼和浇筑混凝土导致塌孔;

（2）钻进过程中进行泥浆三性检测，控制泥浆质量，防止塌孔和缩颈;

4.6 钢筋笼焊接及下笼

钢筋笼采用上下两节进行吊装、焊接，焊接保证搭接长度10d（25cm），保证饱满度和宽度。焊接完成后将钢筋笼下放，由于本项目原地面下10左右为孔桩段，因此钢筋笼下放时应设置吊筋，吊筋应焊接在钢筋笼桩顶标高主筋处，长度根据原地面标高确定。吊筋长度=原地面标高-桩顶标高[5]。

4.7 二次清孔

钢筋笼焊接完成后开始下导管，导管经检验合格后方可投入使用，对于不合格导管严禁使用。导管长度根据成孔进行配备，满足清孔及水下混凝土浇筑的需要，即清孔时能下至孔底：水下浇筑时，导管底端距孔底0.5m左右，混凝土应能顺利从导管内灌至孔底。导管埋设完成后，使用测绳再次进行检测，检测的数据与成孔数据进行对比，两个数据的差就是沉渣厚度，沉渣厚度严格按照建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）规范进行施工，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指标应符合下列规定：①对端承型桩，不应大于50㎜;②对摩擦型桩，不应大于100㎜; ③对抗拔、抗水平力桩，不应大于200㎜。

对于沉渣厚度大于规范要求的灌注桩，采用正循环利用泥浆泵和导管向孔内压入相对密度1.15左右的泥浆，把孔底在下钢筋笼和导管的过程中再次沉淀的钻渣置换出来。从二次清孔停止至混凝土开始浇灌，应控制在1.5～3h，一般不得超过4h，否则应重新清孔。

4.8 混凝土浇筑

混凝土质量直接影响到灌注桩质量，混凝土使用前，首先对灌注桩使用混凝土標号进行配合比验证，验证合格后方可使用。混凝土罐车到现场后，首先检查砼票上混凝土标号与设计标号是否一致，混凝土浇筑采用导管法连续浇筑，导管壁厚不宜小于3mm，直径为300mm;直径制作偏差不应超过2mm，导管的分节长度可视工艺要求确定，底管长度不宜小于4m，接头宜采用双螺纹方扣快速接头，用于灌注混凝土的导管的底部距孔底300-500mm。混凝土开始浇筑第一斗应有足够的混凝土储备量，导管一次埋入混凝土灌注面以下不应少于1.0m，导管埋入混凝土的深度宜2～6米，混凝土灌注应连续进行，对灌注过程中的故障应记录备案，严禁将导管提出混凝土灌注面，并应控制拔管速度。桩身混凝土灌注标高应高于设计的桩顶标高，须控制每根桩最后一次灌注量，超灌高度宜为0.8～1.0m。

首灌混凝土所需数量可按下式计算：

V≧h1πd?/4+πD?（H1+H2）/4

式中V---首灌混凝土所需数量（m?）;

D--桩孔直径（m）;

H1---桩孔底至导管低端间距，一般为0.4m;

H2---导管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m;

d---导管内径（m）

h1---桩孔内混凝土达到埋设深度H2时，导

管内混凝土柱平衡导管外（或泥浆）压力所需的高度（m）：h1=Hw*γw*γc

Hw---桩孔内水或泥浆的深度（m）;

γw---桩孔内水或泥浆的重度（kN/m?）;

γc---混凝土板和物的重度（kN/m?）。