灌注桩质量控制要点 [刍议灌注桩施工技术及其质量控制]
【摘要】水库除险加固工程建设中，直接关系着国家财产和人民生命安全，现结合笔者在水库除险加固施工中的经验和体会，对水库除险加固工程中灌注桩施工的技术与质量控制作出见解。
【关键词】灌注桩;施工;混凝土;成孔;质量
某工程为除险加固工程闸基础灌注桩工程。闸上游设计水位为6．44 m，下游为6．24 m，设计泄流能力为1020 m3／s。加固后的闸为l3孔，单孔净宽9．5 m，其中中间11孔设工作闸门，两端边放置检修门。基础为分离式平底板，闸顶高程为9．O0 m。中墩底板下设1l根?�800 mm灌注桩。桩长16 m，边墩底板下设15根?�800mm灌注桩，桩长19 m。灌注桩工程总桩数166根(其中4棵试桩)，桩径?�800 mm，桩长16～19 m，采用C20混凝土。
１．钻孔桩施工工艺
钻孔前的准备工作主要包括桩位放样、整理平整场地、布设施工便道、设置供电及供水系统、制作和埋设护筒、制作钻孔架、泥浆的制备和准备钻孔机具等。
1．1 场地整理
施工前，桩基处在原地基基础上清除杂物后夯压密实即可。
1．2 测放桩位及高程
由测量人员按建设单位提供的现场坐标点，使用经纬仪按桩基平面布置图测放各个控制点及桩位。桩位测量偏差应在10 mm以内。由测量人员测定场地地面高程，由此确定施工桩深及桩顶标高。
1.3 护筒埋设
本标段钻孔桩均使用钢护筒，采用3～5 mm钢板制作。为保证其刚度、防止变形，在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。本标段的钻孔桩直径为800 mm。护筒埋设时，其轴线对准测量所标出的桩位中心，周围和护筒底接触紧密，埋深1．0～1．5 m，顶面高程高出地面不小于0．3 m。保证其位置偏差不大于5 cm，倾斜度不大于1％。
1．4 钻机就位及行走
埋设好护简后，即可进行钻机就位。就位时，保证钻杆中心与桩位重合、桩机调平，保证钻杆垂直度不大于1％，用经纬仪和线锥双向控制，其对中误差不得大于5 cm。底座应用枕木垫实塞紧，防止钻机发生偏移、倾斜和沉陷。
1．5 钻孔工艺
冲击钻钻孔工艺简述如下：
1.5.1钻进成孔的冲洗液循环系统采用正循环方式。钻进开始时泵人清水原土自然造浆，钻进过程中进入孔口的泥浆比重为1．1～1．3。当遇易坍塌或缩径地层或返砂不利时，应加入膨润土造浆，提高泥浆质量，以保证孔壁的稳定性。
1.5.2下钻时，当钻头距孔底50～80 mm时，应开动泥浆泵，使冲洗液循环2 min左右，然后开动钻机．慢慢将钻头放到孔底，并适当控制钻进速度。加接钻杆时，先将钻具稍微提离孔底，待冲洗液循环l～2 min后，再拧卸加接钻杆。钻进过程连续操作，不得中途停止。
1.5.3清孔：正循环钻进施工的桩孔，到达设计孔深位置后。停钻并将钻头提离孔底50～80 mm，空转不进尺，持续进行清孔，采用换浆法清孔。清孔后，泥浆返出比重应控制在1．15～1．25，含砂量不大于8％ ，孔底沉渣厚度应≤100 mm，并有记录。清孔时，应保持钻孔内的水位高出地下水位1．5～2．0 m，以防止塌孔。
1．6 泥浆排放
对钻孔、清孔、灌注混凝土过程中排出的泥浆，根据现场情况引入到适当地点进行处理，以防止对河流及周围环境的污染。
1．7 钢筋笼的制作和吊装就位
1.7.1材料：制作钢筋笼所使用钢筋的种类、型号和直径符合设计图纸及相关规范的规定。
1.7.2制作：制作钢筋笼时，对钢筋的调直、除锈、截断、弯折与焊接均按设计图纸和技术规范要求进行。成品钢筋笼保证其顺直、尺寸准确，其直径、主筋间距、箍筋间距及加强箍筋间距施工误差，均不大于20 mm。
1.7.3安装：为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其上下端及中间每隔4 m在一横截面上设置混凝土块。钢筋笼吊装之前，先对钻孔进行检测。检测使用的探孔器直径和钻孔直径相符，主要检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如突出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落。无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落、强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。钢筋笼吊放入孔内，位置允许偏差应符合下列规定：钢筋笼定位标高偏差为50 mm，笼中心与桩孔中心偏差为10 mm，主筋的混凝土保护层厚度不小于50 mm，保护层允许偏差为20 mm。钢筋笼下端主筋的端部应稍稍向内收敛．以防止下端钢筋笼在下放时插入孔壁或在导管提升时卡挂导管。人孔后牢固定位，并使钢筋笼处于悬吊状态。
1．8 灌注混凝土施工
1.8.1组成混凝土的碎石、砂的级配良好，最大颗粒尺寸的选择以适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇注及操作为准。集料中的杂物含量符合规范要求，必要时清洗和过筛，以除去有害杂质。
1.8.2拌制混凝土用水在使用前做水质化学分析，试验按JTJ056―1984规定进行。
1.8.3混凝土所用水泥符合GB175―1985的规定，所有水泥都必须经合格分供方评定后，从批准的厂家进货。
1.8.4导管安放：导管是灌注混凝土的重要工具，用3 mm厚钢板卷制焊成，其直径按桩长、桩径和每小时需要通过的混凝土数量决定，不小于250 mm。导管分节长度应便于拆装和搬运，并小于导管提升设备的提升高度，连接处应经过加强。导管吊放入孔时，导管丝扣连接应周正、严密、确保密封良好，导管在桩孔内的位置应保持居中．防止导管跑管损坏钢筋笼，导管口距孔底O．3～0．5 m。灌注过程中，导管埋深宜为2～6 m，严禁导管提出混凝土面，而使导管内进浆造成断桩。
1.8.5混凝土灌注：混凝土灌注工作开始时，导管底部至孔底部的距离宜为300～500mm。灌注前利用球胆作为止水塞，以保证初灌混凝土的质量。配置足量的首批混凝土，使导管一次埋入混凝土面以下0．8m以上，严禁初灌量不足就灌入孔内。灌注时间按初盘混凝土的初凝时间控制。灌注过程中严禁将导管提出混凝土面。而使导管内进浆造成断桩，严格控制最后一次灌人量，使灌注桩的顶面高程比设计标高增加70～100cm，确保灌注后的桩顶在凿除浮浆后达到设计桩顶标高和混凝土质量。
1.8.6当混凝土灌注完毕后，待桩上部混凝土开始初凝，解除对钢筋笼固定措施，保证钢筋笼随着混凝土的收缩而收缩，避免粘结力的损失。
1．9 清理桩头
等桩头混凝土强度达到设计值的25％时，立即拆除护筒并凿除桩头多余混凝土。达到桩顶设计标高，采用手工凿除桩头混凝土，不得采用爆破或其他影响桩身质量的方法进行。
２．灌注桩施工质量控制
2．1 成孔质量控制
在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作：
2.1.1采取隔孔施工程序：钻孔混凝土灌注桩则是标高上，这是因为钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁上的。在钢筋笼吊放过程中，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，沉放时不能碰撞孔壁。先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
2.1.2确保桩身成孔垂直精度：这是灌注桩顺利施工的一个重要条件．否则钢筋笼和导管将无法沉放。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使桩机稳固、经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜测试。
2.1.3确保桩位、桩顶标高和成孔深度：在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50 mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化。为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并做好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
2．2 钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。由于吊环长度根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋人标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象。
2．3 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔清孔的主要目的是清除孔底沉渣
而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣，使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔，最终将桩孔内的沉渣清净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用可以看出。泥浆的制备和清孔是确保灌注桩成孔工程质量的关键环节。因此，应当严把泥浆质量这个环节。
灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续稳定在1．15～1．25，测得孔底沉渣厚度小于100 mm。即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实，以防止漏气漏浆而影响灌注。由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部，最终不能被混凝土冲击返起而成为永久性沉渣。从而影响桩基工程的质量。因此，必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后，应立即进行水下混凝土的灌注工作，使桩基质量控制得到保证。
3.结语
灌注桩的施工应要求施工方在施工技术措施上要落实，并加强施工质量管理，密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量，力争将隐患消除在成桩之前。■