浅议桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制

摘　要：本文以G310线华阴至潼关改建工程白龙涧大桥桩基施工为例，介绍了钻孔桩施工中易出现的质量问题，并有针对性地采取相应质量控制措施，注重主动控制、过程控制，达到了预期目的。
关键词：钻孔灌注桩， 施工， 质量， 控制
一、工程概况
　　G310线华阴至潼关改建工程白龙涧大桥工程基础均采用采用钻孔灌注桩，钻孔桩类型为Φ160，桩长30到35m不等。该地区桥址地层主要由冲积形成的一般粘性土层，粘性土夹碎石、砾质中粗砂、卵石构成，地表覆盖为道路地坪及人工杂填土，
二、钻孔灌注桩施工质量控制
　　由于其施工技术复杂、工艺流程相互衔接紧密，且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。为避免出现质量事故，应对钻孔灌注桩施工过程进行严格的质量控制，主要是对成孔质量、钢筋笼质量和砼灌注质量的控制，以确保工程质量和施工进度。
　　1、成孔质量的控制
　　1.1成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此，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。泥浆在成孔过程中主要是维护孔壁的稳定，维持钻孔——地层间力的平衡，携带和悬浮钻渣以及润滑和冷却钻头。泥浆的最大特点是循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，循环停止时泥浆很快又转为溶胶状而悬浮岩屑，防止岩屑过多沉淀而引起孔内事故。但若片面地追求用泥浆保护孔壁、加大泥浆比重，不但会使孔壁上的泥皮变厚，而且会给清孔和灌注砼造成困难；同时泥浆比重的加大意味着泥浆中固体颗粒含量加大，势必加大管材、钻头、水泵缸套和叶轮等的磨损，降低其使用寿命，而且拖曳了钻头的进尺，使得粘土、岩屑颗粒重复破碎，导致机械钻速的下降。
　　施工中要严格控制泥浆各项性能指标，在松散易坍塌地层(砂性土、砂卵石层等)钻进时泥浆比重为1.2～1.6较适合，在一般地层钻进时应控制在1.05～1.25。泥浆的含砂率越小越好，含砂率大时会降低粘度、增加沉淀、磨损钻具，停钻时易造成埋钻、卡钻事故。
　　1.2成孔质量事故处理
　　钻孔应一次成孔，不得中途停顿，在钻进过程中一旦出现事故应立即采取相应措施进行处理。
　　1)、在透水性强或有地下水流动的地层中会出现钻孔漏浆，为防止漏浆可加稠泥浆，或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁。
　　2)、钻进中遇到较大孤石、探头石、倾斜岩层和粒径悬殊的砂卵石层时，钻头所受阻力不均会出现弯孔，影响钢筋笼的吊装和桩的质量，此时应回填粘土、砂卵石至弯孔以上1.0m，在弯孔以上1.0～1.5m内回填片石，待沉积后用低冲程纠偏，不宜用冲击钻头直接修孔，以免卡钻、坍孔。
　　3)、成孔时孔位中心偏差不得大于10cm，倾斜度不得大于1%孔深，可采用检孔器进行检测。钻孔完成后在H/2、3H/4、H等处进行检测.
　　1.3严格控制清孔质量
　　清孔是通过循环冲洗液更换孔内夹含钻渣的泥浆或其它冲洗液，以减少孔内泥浆比重，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力，同时使水下砼能够顺利灌注，所以清孔后沉渣厚度和泥浆比重是主要控制指标。灌注水下砼前容许沉渣厚度为柱桩不大于10cm、摩擦桩不大于30cm；清孔后的泥浆性能指标为含砂率4%～8%、比重1.1～1.25。　
　　清孔一般分两次进行，第一次在成孔完毕后立即进行，以防止沉淀过多并降低孔壁上泥渣的厚度；第二次在下放钢筋笼和砼导管安装完毕后进行。两次清孔后应在30min内灌注第一斗砼。
　　清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质情况决定。常用的有掏渣法，终孔后用掏渣筒清除浮渣，掏渣时要注意水位变化，及时补水。掏渣后，用1根水管插到孔底注入高压水，用水流将泥浆冲稀，泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出，达到所要求的清孔标准后停止注水清孔。清孔后将取样盒吊到孔底，待灌注砼前取出则可测量沉淀在盒内的渣土厚度。
　　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。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是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，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。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。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；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，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
　　3、砼灌注质量控制
　　3.1切实保证砼的质量
　　1)钻孔灌注桩要求砼有良好的和易性，以便在水中自行摊展。砼水灰比在0.45～0.55内为宜，坍落度宜在18～22cm内，必要时可加入减水剂，以提高拌合物的流动性。如YB-Ⅱ型减水剂，其掺量为水泥用量的0.4%，减水率一般大于12%，能使砼的坍落度从6～8cm增加到18～20cm，其效果十分明显。
　　2)严格控制搅拌时间，每盘自装料到出料搅拌时间不应少于60s，一般来说以90s～120s为宜，以保证搅拌均匀。
　　3)优先选用普通硅酸盐水泥，不宜选用矿渣水泥，砼的水泥用量不得少于300kg/m+3,初凝时间不少于2h。细骨料(多为天然砂)一般选择细度模数为2.4～3.0的中、粗砂，粗骨料宜选择5～40cm连续级配的碎石。首批灌注砼的石子用量可按配合比减半，这样可使孔底沉渣及附近土体与砼固结，提高桩端阻力，同时保证砼顶层流动性。