浅谈旋挖成孔灌注桩施工质量控制

２０１３年１１月　遵阿国蒜　施工技术　浅谈旋挖成孔灌注桩施工质量控制　杨潘　（广西北投地产有限责任公司　广西南宁５３００００）　摘要：旋挖成孔灌注桩属于隐蔽工程施工，成桩的好坏直接关系到建筑物的整体结构安全，其施工过程中包含测量　放线，机械作业、预制混凝土和浇灌等工序，由于工序较多，导致在整个工艺施工中，容易出现孔底钻屑和淤泥、钢筋笼浮　起、桩头浮浆过多、劣质桩等问题，以上问题的存在，导致成桩不能满足设计要求，且补救又十分困难，故此必须加强施工　过程各个环节的质量控制，才能保证最终成桩质量。本文将详述旋挖成孔灌注桩的工艺流程，并提出部分质量问题的控制　要点。　关键词：旋挖成孔灌注桩；施工管理；质量控制　中图分类号：ＴＵ７５３．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７３—００３８（２０１３）３７—００５７—０２　１工程概况及前期预控　１．１工程概况　虑各种可能的影响因素，并且把可能的影响因素进行了细分，按　施工前、施工中、施工后各项工作落实到人，即把可能的质量问　　南宁某大厦设计为地下３层，地上２５层的双塔楼、高Ｉ　１８ｍ　题提前消除。２施工机械的选择　的框剪结构。总建筑面积为６５０００ｍ２，桩基设计为钢筋混凝土灌　２．施工机械的好坏是能否保证灌注桩桩身质量的前提，即选择　注桩。总根数为２３０根，桩径有￣１０００ｍｍ和￣１５００ｍｍ两种，桩　长７．９５～１５．７ｍ不等，单桩设计承载力：￣１０００ｍｍ为９４００ｋＮ，　合理的施工机械是保证桩基质量的基础条件。本工程采用一台　①对　￣１５００ｍｍ为６５００ｋＮ，桩端进入完整基岩大于０．５ｍ，桩身混凝土　新型旋挖机具替代试验桩的冲孔机。该设备具备以下优点：为Ｃ２５。地勘报告显示，本工程深度范围内的土层从上到下依次　各种不同地质的适应性强，钻孔效率高，数据显示是冲孔机工作　为：新近堆积的人工填土层；第四系残坡积层；第三系古新统一　效率６倍之多。②对桩孔直径可选范围大，清孔彻底，成孔质量　始新ｂ统的沙岩、泥岩、粉砂岩三层。　好，旋工速度快，节省人力资源。③旋挖钻机由电脑控制程序，保　证钻机的孔位、垂直度、孔径等各项技术指标全部达到规范和设　１．２前期预控　桩基施工前，应组织工程建设相关质量责任主体单位进行图　计要求。④环境适应性强，自身功率大，是目前国内在同等条件　下可以优先考虑使用的一种设备。　纸会审和技术交底，要熟悉图纸、文件资料，明确桩基的技术指　３测量放线　标和规范要求；对施工组织设计进行严格审核，并严格要求按照　２．按业主提供的拟建施工场地内的地质勘探报告及设计相关　方案施工；施工场地做到“三通一平”；严格控制砂、石、水泥和钢　筋的质量，经检验合格后才能使用。通过对地勘报告的分析研　资料，使用高精度光学仪器进行现场复测、定位放线并作好标　究，得到拟建场地内地质复杂多变，估计在含沙量较大的中风化　识。测量由专人负责，必须严格执行《建筑地基基础工程施工规　ＧＢ５０２０２—２００２），做到定位准确无误，满足设计要求。　砂岩和泥岩层可能出现进尺缓慢；在遇孤石时可能出现偏孔、塌　范标准》（４护筒埋设　孔等现象，针对以上可能出现的问题，均要做到心中有数，考虑　２．测量放线完毕，依据测量放线的标识，进行下道工序——护　确实可行的对策及处理方案，从人、机、料、环、法五方面做好预　控工作。　筒埋设。护筒的作用是固定桩位、导正钻具、防止空口坍塌。护筒　可用混泥土预制或钢板制作，要有足够的刚度。护筒周围使用粘　土压实用以固定护筒。护筒与钻头间的关系满足：　筒一４）　≥　２施工过程的质量控制点　２．１工艺流程　旋挖成孔灌注桩是一项在地下施工的隐蔽工程，施工工序较　２０ｃｍ，护筒嵌入泥土深度１５００ｍｍ≤Ｈ　２０００ｍ，并用十字标记在　护筒上作出标识，便于施工时复测桩中心是否准确，以校正桩孔　中心与桩位中心，使其两心重合。护筒埋设完毕，便可进行泥浆　制作的准备，泥浆的作用是保护孔壁，泥浆与孔壁上的吸附体形　成护壁泥浆起到护壁作用。泥浆具有一定的粘度，可将钻屑悬浮　物排除，起到携渣排土的作用，此外，还能对钻头有冷却和润滑　作用，施工中应控制好泥浆的密度、粘度、含沙率等指标，对施工　中废弃的泥浆、钻屑，应按环保有关规定处理。　复杂，精确度要求高，质量要求也高，工作要求连续不问断。要保　证工程质量，在施工工艺上必须根据项目质量方案严格要求，合　理安排施工流程，以便现场施工能顺利进行。由于灌注桩从桩位　测设开始到浇注混凝土整个过程中，稍有不慎或者把关不严格　就会造成偏孔、扩径、塌孔、垂直度偏差等质量缺陷。灌注时容易　出现堵管、缩颈、断桩、桩身混凝土强度不够或者钢筋笼上浮等　质量事故。本项目试验桩采用冲孔桩，灌注时由于天气连降大雨　５旋挖桩机就位　影响，造成塌孔、反复清孔、吊放钢筋笼现象，浇注完成时出现了　２．护筒埋设完毕，便可钻机就位。首先保证工程桩位的准确无　钢筋笼上浮，检验结果不合格。从试验桩的失败中吸取教训，如　果施工工艺标准控制不严格，加上地质条件的不可预见性，将给　误，在桩机就位时复测工程桩位，同时用铅垂线测量钻杆垂直　整个浇注过程带来不少麻烦，为消除质量隐患，本工程已全面考　度，保证立轴垂直，用吊线、水平尺等检查导杆，校正位置，同时　・５７・　施工技术　瞳栩目曩晦　２０１３年１１月　利用护筒的十字标记对中，确保钻机“平、正、直”，使钻头中心与　塌孔。　桩位中心重合，确保在施工中不发生移位。　２．９混凝土的浇注　钢筋笼安装完毕，即下导管进行灌注混凝土，其标号不得低　２．６成孔　钻机就位后，下一步工作就是成孔。成孑Ｌ是混凝土灌注桩施　于Ｃ２５，其浇注过程必须连续，并分层进行捣实，每层高５０　工的一个非常重要的工作，如果控制不好，则可能发生塌孔、缩　６０ｃｍ。由于泥浆护壁成孔桩是在水下浇注，浇注水下混泥土的重　颈、桩孔偏位等质量问题，甚至直接影响桩身质量和造成桩身承　要工具是导管，导管要求载力下降，甚至整条桩报废。为保证成孔质量，钻孔桩机就位后，　￣２００ｒａｍ，顶部设置漏斗，导管下端管　口距离孔底保持３０　５Ｏｃｍ的距离。虽然混凝土是采用导管灌注，　应对钻机的钻杆垂直度进行复测，准确无误后开机钻孔。为保证　但在浇注时混凝土的离析仍然不可避免，故只有严格控制好水　桩身的垂直度，防止施工中钻机产生不均匀沉降，施工时必须严　泥、砂、石料、掺合剂等配比才能减小其离析。因此，混凝土的配　格掌握如下操作要点：①钻孔开始时，慢速进尺，并保证泥浆补　合比例要根据水泥种类、砂石含水率、骨料规格型号、掺合剂的　给，保持孔内泥浆面稳定。②当孔位已经稳定后，适当加快进尺　不同实际而进行现场调整配比。为防止成桩出现桩顶浮浆、夹　速度。③随着钻孔的推进，泥浆循环量应根据地层和进尺速度加　沙、气孔、裂纹等影响结果的不良现象，混凝土中的水泥、石料、　以调整。④假如在人工填土层若循环量大，则会造成扩径甚至塌　砂等应严格按照预拌单配合比要求进行配比，监理做好开盘时　孔。⑤假如进尺速度快而循环量小，泥浆必定粘稠而泥块沉渣　问鉴定和配合比及坍落度验证。进场使用的每批水泥必须在质　多，影响成孔质量。⑥在采用浓泥浆护壁的方法施工时，应注意　保期内，并经监理、甲方抽样送检，送检结果为合格。砂、碎石进　控制泥浆比重在１．２～１＿３之间。⑦施工时如果发现塌孔、偏孔、斜　场必须经监理现场验收才能进入下道工序使用。现场监理必须　孔时，要及时处理。⑧在有地下水、流沙、砂夹层、淤泥等土层中　做好混凝土开盘时问，让混凝土的搅拌时问得到充分保证，使混　钻孔时，应灌入比重为１．２～１．３的固壁泥浆，用以衬护孔壁，避免　凝土具有优良的流动性和保水性，要求坍落度控制在１８～２２ｅｍ　出现塌孔现象。⑨终孔时，需要对桩孑Ｌ的孔深、孔径和是否达到　左右，粗骨料最大粒径应该￣４０ｍｍ，细骨料尽量选用中砂。具体　持力层进行检查，符合设计要求方可终孔。　按如下操作规程：①采用＋２５ｃｍ的刚性导管进行混凝土灌注，要　求导管连接密封，导管下部管口嵌入桩孔距孔底保持３０　５０ｅｍ　２．７清孔　当钻孔达到设计要求深度时，立即进行验孔和清孔，清孔的　左右。⑦必须保证第一次的灌注量，现场准备的混凝土体积随时　目的是清除孔底钻屑和淤泥，以减少桩基的沉降量，提高桩端承　能供应充足。③不问断作业，一根桩一次浇注完成，浇注时保持　载力，清除孔壁泥浆，增加桩基摩阻力，降低孔内泥浆密度，便于　埋管深度≥１．５ｍ。④对现场浇注的每根桩监理见证取样制作混　浇注混泥土。旋挖成孔灌注桩通常采用二次清孔方法来达到混　凝土试块，用以检验成桩桩身的质量特性。⑤第一次浇灌后应测　泥土灌注前对泥浆的技术性要求。当验孔工作完成后，立即用换　量混凝土面，计算出导管的嵌入深度，随着浇注的进行，导管要　浆法进行首次清孔，首次清孔是桩基能不能达到设计及规范要　适当提升，但严禁把导管底端提出混凝土面。⑥终灌超出高度相　求的关键，不能认为施工中有两次清孔工作就忽略首次清孔工　对于桩顶设计标高不小于５０ｃｍ，以便保证凿除浮浆后桩顶混凝　作，甚至放弃首次清孔。因为首次清孔不受环境影响，清孔比较　土达到设计强度值。　彻底。第二次清理是在吊装钢筋笼完成后，借助导管进行桩孔清　理，其清理的主要是吊放钢筋笼过程中碰撞孔壁才沉淀到孔底　３试验结果　根据施工验收规范，本工程采用静载荷试验和低应变检测方　的沉积物，由于受环境影响，没有首次彻底。清孔完毕后孔底　法对桩进行了检测，其桩身质量的可靠性、完整性情况可从各桩　５００ｒａｍ以内的泥浆比重应≤１．２５，含砂率≤８％，黏度４２．８ｓ。　的试验结果得出，根据整理分析，本次所检测的２３０根桩（试验　２．８钢筋笼制作与吊放　桩３根）：桩身良好的占９５％以上，混凝土密实、均匀，桩身完整　钢筋笼制作前，首先检查钢材的质保资料、力学性能、工艺性　性类别属于Ｉ类桩；其余桩浅部轻微离析或夹泥现象，桩身完整　能、检验报告，确认合格后再按设计和施工规范要求检验钢筋的　性类别属于Ⅱ类桩，达到了预期创鲁班奖要求的效果。总之，要　直径、长度、规格及数量。在检验过程中特别要注意钢筋笼吊环　保证钻孔灌注桩的施工质量，必须选择先进的设备，合格的施工　长度能否使钢筋笼准确吊放在设计标高上，以确保钢筋的嵌入　人员，严格把握每道工序质量，现场指挥人员具有周密的组织协　标高能满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼　调能力，有高度的责任心，各部门全面配合，做到精益求精，才能　的焊接质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口等必须进行补　保证结构工程质量。　焊，总之，现场钢筋笼制作应严格按设计图纸尺寸要求。分段制　作的钢筋笼，其长度以５－８ｍ为宜，过长吊起时容易弯曲变形，过　参考文献　短则增加焊接时间，对桩的质量不利。主筋应沿桩身周边均匀布　［１］《建筑桩基检测技术规范》（ＪＧＪ１Ｏ６—２００３）．　置，并尽量减少焊接接头，箍筋宣采用螺旋或焊接环式箍筋。当　【２】本工程地勘报告和工程设计文件．　钢筋笼长度超过４ｍ时，每隔２ｍ左右设一道焊接加强箍筋，以增　【３】《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（ＧＢ５０２０２—２００２）　强其刚度和整体性，加强箍宜设在主筋外侧。钢筋笼主筋焊接为　立焊，要求焊接人员具备较高的焊接工艺水准。钢筋笼的下放过　收稿日期：２０１３—１１－１　程应该匀速吊放，施工操作时要对准孔位、吊直扶稳，缓缓下沉，　作者简介：杨潘（１９７７一），男，工程师，本科，主要从事建筑施工工　避免碰撞孔壁，钢筋笼下放至设计标高后应及时进行定位并固　作。　定，使之不能上浮，保持“正、直、中”，然后立即灌注混凝土，以防　・５８・