钻孔灌注桩施工的质量控制
2010-11-11
1、引言
钻孔灌注桩在各类土木工程中广泛应用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、可以解决特殊地基沉载力等诸多优点。目前在国内公路桥梁基础工程领域中钻孔灌注桩基础已占据了重要地位，但灌注桩地下施工不可预计因素多，工程质量较难控制，桩基施工既有机械操作，又有钢筋加工、混凝土拌制和灌注等多种工作，工序种类繁多，影响因素多，水下混凝土施工要求严格，稍有不慎，就可能出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等，可能造成质量事故，因此，施工中必须严格监管质量。
2000版GB/T19000-ISO9000族标准中，质量控制的定义是：质量管理的一部分，致力于满足质量要求。钻孔灌注桩施工的质量控制，是指为保证工程合同规定的质量标准对钻孔灌注桩施工进行的质量控制。由于施工阶段是使业主及工程设计意图最终实现并形成工程实物的阶段，也是最终形成工程实物质量的系统过程，所以施工阶段的质量控制也是一个经由对投入的资源和条件的质量控制（事前控制）进而对生产过程及各环节质量进行控制（事中控制），直到对所完成的工程产出品的质量检验与控制（事后控制）为止的全过程的系统控制过程。本文从工程施工角度，对钻孔灌注桩施工的三个阶段质量控制进行分析和讨论。
2.事前质量控制事前控制也即施工前准备阶段的质量控制。
2.1对施工人员的控制检查灌注桩施工人员的技术资质与条件是否符合要求，选择分包商承担灌注桩施工时，要审查合同是否允许进行分包，确认承包商的技术能力和管理水平能保证按要求完成工程施工，方可允许分包商施工人员进场。
2.2对施工方案、工艺的控制施工方案包括施工技术方案和施工组织方案，具体包括：
2.2.1施工程序的安排：主要是各桩的施工成桩先后次序。
2.2.2施工机械设备的选择：
2.2.2.1适应地层特点和施工工艺的要求；成孔机械必须与现场土质、桩径、桩深等要求相适应。
2.2.2.2适应施工现场的场地大小、场内搬迁、工期要求、供水、供电条件等；
2.2.3灌注桩施工工艺：主要是成孔、成桩各工序的操作工艺，它是施工方案的核心。 钻孔灌注桩成孔、成桩的一般工艺流程如下图：测量放线定桩位埋设护筒桩机就位调整平整度成孔第一次清孔混凝土搅拌废泥浆排放泥浆沉淀拌制护壁泥浆钢筋笼制作灌注水下混凝土二次清孔、沉渣测定安放导管吊放钢筋笼质量检测成桩质量检测
2.3做好施工准备
2.3.1施工前首先要做好场地平整，探明和清除桩位处的地下障碍物，按平面布置图的要求做好施工现场的施工道路、供水供电、泥浆池和排浆槽等泥浆循环系统、施工设施布置、材料堆放等有关布设。
2.3.2施工前应逐级进行图纸和施工方案交底，并做好原材料质量检验工作。
2.3.3护筒位置应埋设准确和稳定，旱地、筑岛处护筒与坑壁之间用粘土分层回填夯实，护筒与桩位中心线偏差不得大于50mm，倾斜度不大于1%，高度宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m.护筒埋置深度应根据设计要求或水文地质情况定， 旱地、筑岛处一般超过杂填土埋藏深度0.2m，在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，同时应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。有冲刷影响的河床，沉入冲刷线不小于1.0～1.5m.
2.3.4试成桩：目的是核对地质资料，检验所选设备、机具、施工工艺及技术要求是否合适。试成孔过程中，应根据持力层情况，决定选用钻头型式，选择合适的清孔方式。成孔结束后应检验孔径、垂直度、孔壁稳定和沉渣泥浆密度等指标是否满足设计要求，如满足，试成孔的施工工艺参数即为施工时选择工艺参数的依据。
3.事中质量控制对测量定位、终孔、清孔，下放钢筋笼、浇灌砼等工序要作为重点设立质量控制点
3.1 成孔
3.1.1从轴线控制点施测桩位，检查桩位对中，选多个角度检查磨盘的平整度；同时检查机架枕木基础是否稳定，在钻孔过程中随时复查垂直度及磨盘平整度，对偏差要及时调整。
3.1.2按照试成孔的工艺参数组织钻进施工，根据钻进过程中各土层的情况，安排对泥浆比重进行检测。
3.1.3合理确定是否入岩，应根据勘探报告所揭示的持力层等高线与孔深比较，加强巡查、记录，结合钻具自重大小、吊挂松紧程度等，观察在界面钻进过程以及进入持力层钻机的反应情况，并加强取样，对照试成桩时确定的岩样为准，最终判定入岩或终孔，确保桩基进入持力层的深度。
3.2清孔
3.2.1终孔后，应将钻头提离孔底80～100mm空转，在保证护壁的前提下达到初步稀析泥浆，输入比重1.05～1.08的新泥浆，循环40～60min，具体时间应根据桩径和孔深掌握，尽可能将孔底岩屑、泥块打碎并随泥浆浮出孔外。
3.2.2下笼后安装导管进行二次清孔。泥浆性能指标在浇注砼前，孔底500mm以内的相对密度≤1.25，粘度≤28Pa.s含砂率≤8%.对清孔达不到沉渣厚度要求，坚决不能验收灌砼。
3.3钢筋笼
3.3.1钢筋笼宜分段制作，连接时50%的钢筋接头应予错开焊接，对钢筋笼立焊的质量要特别加强检查控制。
3.3.2钢筋笼入孔时，应保持垂直状态，对准孔位徐徐轻放，严禁强制性下放钢筋笼，造成钢筋笼变形，孔壁塌孔。钢筋笼就位后，还应将钢筋笼上端焊固在护筒上，可减缓砼上升时的顶托力，防止其上升。
3.4 混凝土浇灌二次清孔验收合格后，现场初灌料斗、砼隔水栓（或沙包）、人员等应及时准备到位，在砼到场后方可停止清孔，进行料斗等安装。砼灌注前必须检查砼坍落度是否满足，一般宜控制在180～220mm.检查孔内导管的长度及离孔底的距离；根据导管内外混凝土的压力平衡法计算首灌混凝土量，确定采用的料斗容量，保证首灌后导管底埋入混凝土中大于1m以上。在料斗内放满砼后，剪断铁丝，隔水栓埋入底部砼。此时后续砼浇捣必须及时跟上，保证砼连续施工。浇捣过程中，检查导管提升、拆除等必须保证管底在砼中的埋置深度，宜控制在2～6m.
并应通过测量确定，不能盲目估计，避免拔空。在混凝土面上升将要接近钢筋笼底部时，应放慢浇捣的速度，减少导管埋深以降低混凝土上升的冲击力。4桩基质量检测与验收对已完工的钻孔灌注桩进行质量检测与验收，也是对其进行事后质量控制。质量检测可检验钻孔灌注桩成桩后承载力能否达到设计要求。这里仅指桩身结构完整性（即桩体质量）及桩承载力检测。桩身结构完整及桩的承载能力检测有钻芯法、动测法、声波透射法及射线法，以及静荷载试验法。静载荷法比较直观，得出的数据容易让人信服，但缺点是堆载的重量常常达到数百吨、操作不便、费工费时；动测法可通过波速检测出桩身的完整性及桩的长度，测出长度的误差一般在±300 mm；取芯法缺点是取芯深度也有限；目前只有声波透射法，其机理明确，设备简单，使用方便，检测准确可靠，能测出桩身完整性、均匀性而被广泛应用。仅采用静荷载法不能保证施工后沉降达到设计要求；目前动测法还不能直接测出承载力值。因此，把静载荷法和动测法结合起来较为合理。
钻孔灌注桩桩基分项（分部）工程验收包括隐蔽工程验收和检验批（单元工程）、分项工程验收。隐蔽工程验收在被验收工序施工完毕后下道工序施工前进行；检验批、分项工程验收在基坑开挖至设计标高后组织验收。这两项验收均应在施工单位自检合格的基础上进行。施工单位确认自检合格后提出工程验收申请，验收由监理工程师或建设单位项目负责人组织勘察、设计单位及施工单位的项目负责人、技术质量负责人，共同按设计要求、验收规范及其他有关规定进行。
参考文献
【1】全国监理工程师培训教材编写委员会编，工程建设质量控制［M］，中国建筑工业出版社 2000。
【2】陈跃庆编，地基与基础工程施工技［M］术，机械工业出版社，2003。
【3】JTJ041-2000，公路桥涵施工技术规范［M］，人民交通出版社，2000。
