浅谈冲孔灌注桩施工的质量控制

　　中图分类号： U443.15+4  文献标识码：A      文章编号：

　　一、工程概况

　　1、某桥梁位于广东某新建路上，中心桩号为K0+250.499，与道路中心斜交角度为30度，最大纵坡3.3%。

　　2、桥梁结构形式：结构均采用2×25m预应力混凝土箱梁，下部结构为薄壁式桥台、桩柱式桥墩、冲孔灌注桩基础。

　　桥梁上部箱梁分中梁和边梁两种，其中中梁箱顶宽2.4m，底宽1m，悬臂0.367m，箱梁高1.4m。桥墩采用圆形独柱墩，墩身直径为1.3m，桥墩桩基础采用3Φ1.5m冲孔桩；桥台采用薄壁式桥台，采用8Φ1.2m冲孔桩，桩基础为嵌岩桩。上部结构为预制预应力混凝土箱梁，采用跨墩龙门架施工。箱梁安装就位后浇筑10cm厚C50现浇层。

　　桥梁支座采用GYZF4-D250mm、GYZ-D250mm、GYZ-D350mm圆板式橡胶支座，支座与箱梁间用钢板调平。伸缩缝采用GQF-F-60型。桥头两端设置8m长，30cm厚搭板及50×50mm枕梁。

　　二、冲孔桩工程量

　　桥梁冲孔灌注桩共计106根， 其中D1.2m的桩基88根，D1.5m桩基18根，暂定桩长为分别为35m及45米。

　　钢筋总重量约为356吨，包括φ10钢筋、 16钢筋及 25钢筋；C35水下混凝土方量约5047立方。

　　三、施工机械设备

　　水下灌注混凝土采用商品混凝土，混凝土罐车由混凝土供料公司配备，每次灌注水下混凝土时混凝土罐车不少于4台。嵌岩桩选用冲孔桩机施工，计划进场桩机8台。

　　四、场地准备

　　场地平整，对现场的原构造物进行处理，确保桩机进场顺利。

　　施工前查明并标识清楚所有管线的位置，有管线的位置先移走管线后再施工桩基。

　　五、主要施工方法：

　　1、测量放线定位

　　建设单位提供的测量控制点已复测，符合精度要求。根据测量控制点测放出各桩桩位，拼装好桩架就位。根据测设的测量控制网（点），定出各桩位中心点。双向控制定位后埋设钢护筒并固定，以双向十字线控制桩中心。开冲前必须先校核冲锤的中心是否与桩位中心重合。在施工过程中还须经常检测桩中位置有无发生变化，以保证桩位的正确。

　　2、泥浆制备

　　钻孔泥浆一般由水、粘土（或膨润土）和添加剂按适当配合比配制而成，通常采用塑性指数大于25，粒径小于0.074mm的粘土颗粒含量大于50%的粘土制浆，通过机械搅拌或人工调和，贮存在泥浆池内，再用泥浆泵输入钻孔内。

　　3、钢护筒埋设

　　护筒用10mm厚钢板卷制而成。护筒内径比桩径大200～400mm，届时根据钻孔情况选用。

　　护筒顶端高程，高出地下水位或孔外水位1.0～2.0m，当护筒处于旱地时，其顶端应高出地下水位1.0～2.0m，还应高出地面0.3m.护筒底端埋置深度，在旱地或浅水处，对于粘性土为1～1.5m；对于砂土不小于2m，并将护筒周围0.5～1.0m范围内的土挖除，夯填粘性土至护筒底0.5m以下。

　　护筒中心竖直线应与桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜度不大于1%。

　　4、钻孔

　　本工程为嵌岩桩，因此桩机采用冲击式。

　　钻机就位后，机座应水平，且机底应坚实稳妥，以防地基不均匀沉降，而影响桩的垂直度。

　　钻孔桩施工时连续进行，施工时及时作好钻孔记录，在地质变化或入岩时，必须捞取渣样，并放入渣样盒内，注明时间、深度、地质情况，以便与设计地质相比较，如发现地质情况与设计不符，应及时与监理、设计等有关单位取得联系，确保桩基施工质量。

　　桩基施工时，应随时检查垂直度和桩径。如遇到大孤石，应选用5T左右的桩锤冲击，且落距不宜过高，以防孤石软硬不均而导致斜桩的出现；如遇探头石，不宜急于求成，应及时用毛石回填，且高于探头石1m以上，然后进入低冲程冲击施工，如此反复即可处理探头石；如卡钻等情况，不能强行提钻头，应分析原因，是否出现梅花桩或探头石等，并及时采取切实可行的措施进行处理，避免出现埋钻或掉钻等现象。

　　钻孔桩终孔后，应及时进行自检，合格后报监理工程师进行终孔验收（桩位偏差、倾斜度、桩径、孔深等）验收合格后应及时进行清孔作业。

　　5、清孔

　　钻孔孔深、孔径、桩位偏差、垂直度等验收合格后，及时进行清孔。清孔方法根据设计要求、钻孔方法、机具设备和地层情况决定。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔，应将附着于护筒壁的泥浆清洗干净，并将孔底钻渣及泥沙等沉淀物清除。本工程采取两次清孔。在第一次清孔合格吊入钢筋骨架后，灌注水下砼之前，应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度，如超过规定，应进行再次清孔，符合要求后，报请监理工程师检查，经同意后，进行水下砼灌注。

　　清孔后泥浆指标：相对密度：1.15～1.20；粘度：17～20pas；含砂率：＜2%；胶体率：＞98%；嵌岩桩沉淀厚度≤50mm。

　　6、钢筋制作、安装

　　A、钢筋制作前应送检，做钢筋原材料的力学试验及搭接焊试验，合格后才能进行钢筋制作。

　　钢筋骨架的制作应符合设计要求和相关规范。在制作钢筋时盘条钢筋应进行冷拉调直，Ⅰ级钢筋的冷拉延伸率不宜大于2%；HRB335、HRB400牌号钢筋的冷拉延伸率不宜大于1%。钢筋接头的焊接，采用双面焊缝不小于5d，单面焊缝不小于10d（d为钢筋直径），如图纸有更严格的要求则参照图纸施工。焊接应平直光滑，无焊渣、气孔咬边现象。钢筋焊接前必须根据施工条件进行试焊，合格后方可正式施焊。焊工必须持合格证上岗。

　　对于焊接接头，在接头长度区段内，同一根钢筋不得有两个接头，配置在接头长度区段内的受力钢筋，其接头的截面面积占总截面面积的百分率（焊接接头）受拉区段不得超过其总面积的50%，受压区不限制。上述区段内长度不小于35d（d为钢筋直径），且不小于50cm。电弧焊接和绑扎接头与钢筋弯曲处的距离不应小于10倍钢筋直径，也不宜位于构件的最大弯矩处。

　　钢筋加工及安装的允许偏差应符合规范要求。

　　B、长桩骨架宜分段制作，分段长度应根据吊装条件确定，应确保不变形，接头应错开。

　　C、按设计要求在骨架外侧设置控制保护层厚度的定位钢筋。

　　D、骨架入孔用吊车吊装。起吊应按骨架的长度编号入孔。

　　E、钢筋骨架的制作和吊装的允许偏差为：主筋间距±10mm；箍筋间距±20mm；骨架外径±10mm；钢筋笼长度±50mm；骨架中心平面位置20mm；骨架顶端高程±20mm；骨架底面高程±50mm。

　　F、按设计要求设置声测管。管的规格为D56×3（内径50mm）。管长为桩长加1米，底部管口用3mm厚A3钢板焊接封闭，沿管外围满焊，确保牢固严密，顶部管口用盖子盖紧，确保不进水泥浆及杂物，沿桩基钢筋笼内壁按等间距环向布设三根声测管，与钢筋笼焊接固定，各钢管管口平高。

　　G、钢筋笼制作完成后，须通过监理验收后方可吊装。

　　7、水下混凝土灌注

　　A、桩基采用C35水下砼，砼坍落度为18～22cm，砼罐车开至桩孔前直接卸入料斗进行浇注，砼下料采用φ25～30cm导管。导管使用前和使用一段时间后要进行水密性和承压性试验，并检查防水胶垫是否完好。导管下放至距孔底部约30～40cm。

　　B、首批灌注混凝土的数量应能满足首次导管埋置深度（≥1.0m）和填充导管底部的需要。

　　C、混凝土拌和物运至灌注地点时，应检查其和易性和坍落度，如不符合要求，应进行第二次拌和，二次拌和仍不符合要求时，不得使用。

　　D、首批混凝土封底后，混凝土应连续灌注。

　　E、在灌注过程中，应随时测量孔内混凝土面的位置，做好灌注记录。导管管径为250mm，管节接头在施工前进行水密、承压和抗拉试验，在灌注砼开始时，导管底部至孔底应有300~400mm的空间。导管的埋置深度宜控制在2～6m。经常采用锤重不小于4kg的锥形探测锤探测孔内砼面的高程，以便及时拆除导埋、控制导管埋深及判定有无缩、扩径等现象。确保导管内砼在无水进入的状态下灌注。提升导管时先将顶上漏斗挪开，然后垂直提升导管，拆去顶上一节后再接上漏斗，继续灌注砼。提升导管要保护管垂直及居中，不使倾斜以免牵动钢筋骨架。砼灌注至桩顶上部5m以内时，不再提升导管，待灌注至规定标高一次提出导管。

　　F、灌注的桩顶标高应比设计高出1.0m，以保证破桩头后桩身混凝土的强度。在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注高度是否正确。

　　G、在灌注过程中，应将孔内溢出的水或泥浆先引流至沉淀池，泥浆水经沉淀后再排放或循环使用，以免造成环境污染。

　　8、对钻孔灌注桩的混凝土质量检测：

　　A、桩身混凝土抗压强度应符合设计规定；每桩试件组数为3组。

　　B、检测方法和数量应符合设计要求：

　　桩基逐根进行检测，并按设计要求设置声测管，不设声测管的桩基均采用小应变法进行检测，并按要求选取桩基进行钻芯取样法检测。

　　C、检测后，当桩身质量不符合要求时，应研究处理方案，报监理单位处理。

　　六、防止坍孔、缩径和斜孔的措施

　　1、防止坍孔措施

　　桩基穿过淤泥、淤泥质粗砂层和砂层，为了防止发生坍孔现象，成孔过程中要求采用品质优良的泥浆护壁，必要时在钻孔穿过淤泥、淤泥质粗砂层时在井内投入片石回填，通过冲击把石块挤入孔壁达到固壁的目的。

　　另外终孔后要求尽快清孔、安装钢筋笼并浇注砼，不可以停工过长的时间，并注意清孔泥浆比重不能过小。

　　2、防止缩径措施

　　桩基穿过淤泥、淤泥质粗砂层时容易发生缩径，为了防止缩径必要时在钻孔穿过淤泥、淤泥质粗砂层时在井内投入片石回填，通过冲击把石块挤入孔壁达到固壁的目的。

　　成孔后要求用4m长的探笼下到孔内，检查是否缩径。若发生缩径现象，要求再用稍大的十字锤或钻头扩孔。

　　3、防止斜孔措施

　　钻头遇到孤石或进入一边硬一边软的岩层时易发生斜孔，斜孔后要求回填片石，重新钻孔。成孔后要求用4m长的探笼下到孔内，检查是否发生斜孔现象，对于斜度大于1%的部分要求回填片石重新冲孔。