钻孔灌注桩的控制控制点.doc

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几个钻孔桩的质量控制点

一、前言

　　钻孔（灌注）桩以其承载力大、造价低、适用于各种土质、能制成较大直径和各种长度桩的特点，在基建工程中越来越广泛地被运用，特别是水利水电工程弱基主体建筑物的基础。

然而由于多在水下及地下进行，影响施工因素较多，很容易出现各种质量缺陷，如蜂窝、空洞、夹泥断桩和缩径等，影响桩身的完整性和单桩的承载能力，甚至出现质量事故。

本文就钻孔桩施工过程的质量控制点进行阐述。

二、质量控制点

钻孔灌注桩质量控制按地面作业和隐蔽作业划为两部分。

 隐蔽作业的质量控制关键是检测的准确性和检测与施工作业配合的适时性，可编制由成桩过程的不同时段表示的动态控制表，无论对进度还是质量的动态控制都十分有效。

而过程中主要的质量控制点为：

1、垂直度

　　桩身垂直度是保证承载能力诸多重要因素中的第一环节，而有的施工现场不检查垂直度，有的单位没有检查设备或根本不知道如何检测，有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。

孔斜过大，肯定造成桩头偏位，改变桩身的受力状态，对钢筋笼的安置影响较大或者无法安置，从而桩身结构质量和桩上部工程结构质量；终孔后再发现孔斜纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充盈系数增大，最大可达1.8；在砂土类地层中孔斜过大还极易造成塌孔，无法成孔。

　　为避免钻孔倾斜，要在钻机就位和钻孔过程随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。

对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大的孤石或其它硬物的情形，在施工方案上必须有完善的组织，对于选择何种机型、钻进速度、纠偏措施等都要有具体的方案。

2、孔深

　　在恶性工程事故的桩基工程中，孔深不到位的例子很多，对于孔深的量测应作为工作的重点，实际操作中应注意以下问题：

　　（l）测量有误达不到设计深度。

一般常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达 lcm／lm左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。

更大的测量误差是由于测绳易断引起的，断了以后不知道的人仍以断处为起点继续使用，往往可差数米。

采用细钢丝测绳要当心数标松动错位。

彻底避免误测的办法是在施工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次终孔一定把测绳拿去核实。

（2）钻孔入岩深度达不到设计要求，更多的是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。

因此入岩深度的控制应引起设计、施工和质检部门的共同重视。

入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。

反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。

此外，还需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案，直至工程使用正常，沉降稳定。

正循环工艺成孔的桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。

较可靠的办法是认真分析钻探资料，根据各钻孔土层分布情况综合评判场地地质概况，然后做出岩层分布的等高线图，按等高线图确定成孔深度。

因本法有一定的随机性，应适当加大安全系数，有时尚需适当补充钻探孔，在某些缺少钻孔的控制区域，也可用钻机换取芯钻头直接取岩芯判定。

正循环工艺采用的方法难度大。

3、孔径

　　在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的粘性土和粉士中钻孔容易出现缩孔现象。

尤其要重视液性指数 IL＞0.75呈软塑状态和流塑状态的粘性土而在 IL＞1.0 呈流塑状态的淤泥质软土层成孔缩孔现象更不可避免。

与孔径有关的质量问题有：

　　（l）由于孔径小于规范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了桩的安全系数。

（2）软弱土层一般都在地层上部，缩颈现象也发生在此段，而桩的内力也是上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。

　　（3）由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力削弱或丧失。

防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，增大泥浆比重和粘性及稠度。

钻头直径应适当加大，也可采用处理孔斜的导正器法，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。

此外在易于产生缩孔的土层中施工，减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。

4、 泥浆

　　在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是相当重要的因素。

目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视，泥浆质量差，其后果是：

（1）形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。

（2）泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。

　　（3）稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导数钢筋与砼握裹力降低。

泥浆比重过大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流动半径，使砼骨料大部分堆积在桩芯部位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且桩的侧摩阻力也难以发挥。

有的工程计算承载力为14000kN以上，而静载试验不到5000kN就破坏，其中就有泥浆的影响。

在空气中坍落度为21cm、扩散直径为38cm的砼，在水中坍落度下降为16.5cm、扩散直径为30.5cm，而在比重为1.2的泥浆中，坍落度则为14cm，扩散直径只有27cm。

因此，对泥浆质量的管理决不是个小问题，一定要按规范要求严格控制。

5、沉渣与沉淤

　　一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积物统称沉渣，实际上是有区别的。

沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士，主要是砂、砾石和碎岩硝等，而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，能导致端承力丧失殆尽。

沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。

沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2~3m／s．是正循环的40倍以上，故携渣能力强。

为此，可采用正循环成孔，气举反循环清孔的工艺。

此法现场只需增加一台6m3的空压机即可，费用不大，简便易行，效果良好。

采用该法，关键是控制好孔内泥浆面的落降，落降快、落差大则易塌孔，因此补浆要跟上，而且抽渣时间要短。

实践证明，应用得当，桩的承载力能大幅度提高。

　　无论采用反循环还是正循环成孔工艺，都应重视砼灌注前的清孔。

灌注前抽吸二分钟左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短时间内不会沉淀。

  此时灌注砼，砼坠落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉淤，可基本上将孔底沉渣清除干净。

6、灌注

　　灌注是最后一道也是最关键的一道工序。

首先必须严格按设计强度配制砼，目前，多数地区都采用商品混凝土，在按照规定的配合比能够保证砼的质量，目前最常见的水下砼灌注法的缺点是：

　　（l） 在向大斗投料过程中，砼的绝大多数势能在撞击大斗壁的碰撞中损耗掉，砼料落人导管中不连续，形不成较大的冲击能量，使砼没有足够的力量向四周挤压、扩散，桩的摩阻力严重降低。

此外，还容易使桩身不均匀。

（2） 砼料绝大多数要经过反弹再落入导管，容易造成砼离析和堵管。

　　（3） 吊臂上下移动速度慢，产生不了大的加速度，因此砼料的下落没有足够的超压，造成砼料在导管附近堆积成钟形断面。

  由于不能将隔浆层水平顶升，在钟形断面塌落时容易裹入泥浆，造成夹泥芯。

　　（4） 由于导管上下移动次数过于频繁，使得泥浆不断沿导管壁渗入砼中，影响桩身砼质量。

　　鉴于以上缺点，应倡导使用大体积砼冲击灌注法，如桩的初斗砼灌注一样，每一斗灌注都是将2至3方砼在大斗中积蓄够量，出料口直接插入导管，然后打开活门一次连续冲击下去，其优点是：

　　①功能大，冲击力强。

物体的冲击能量与质量和速度有关，在速度相同的情况下就取决于质量。

实际瞬时冲力的峰值比平均冲力高达一倍以上。

在巨大冲力的作用下，砼的向上顶升力和侧向挤压力就有了保证，桩的摩阻力和桩身砼密实性都得以提高。

　　②首斗砼灌注冲力大，沉渣、沉淤被溅开，桩端与持力层能较好地结合，确保了端承力的发挥。

　　③ 灌注时间短，桩身段骨料分布均匀，桩身段强度能得到保证。

三、结语

　　综上所述，为了保证并不断提高建设工程钻孔灌注桩的质量，应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：

　　（l）对钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。

（2）不同的施工方法其效率和质量有很大差异，应从施工方法着手进行预先控制。

　　（3）认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。

检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。

　　（4）提高和完善管理水平，应以工序控制和事前控制为主，建立系统化的动态管理制度和方法。

　　（5）要严格各个质量控制点，把质量隐患消除在萌芽中。

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