浅谈海积层软土地质钻孔灌注桩施工质量控制

摘要：结合本工程实际情况，总结相似地质条件下钻孔灌注桩施工过程中的质量控制要点，分析桩基易出现质量问题并提出处理措施。

关键词：桩基施工  质量  控制

桩基础作为建筑工程强制控制内容之一，是建筑工程质量控制重点，由于桩基工程的隐蔽性，地下工程不可见的因素多，给施工中质量监督带来一定难度。  子牙新河特大桥是天津海滨大道南段二期工程的重点工程，桩基础采用钻孔灌注桩施工，桩径为1.2m、1.5m、2.2m三种。桩长最短38m，最深87m， 该段施工区域内除上部填土外，其他均为第四系冲积及海积层，整体地基土层性质多数为差～较差，存在厚度较大的软土和软弱土，存在天然含水量大、压缩性大的高压缩性软弱土，因此给施工带来了很大困难，质量控制也很难掌握。本文通过该地质条件下，桩基施工过程中易出现的各种质量问题，从成孔工艺到砼的灌注两个方面分析总结钻孔灌注桩施工的质量控制要点。

一、施工前准备

本工程钻孔均采用反循环形式，考虑当地地质情况多为软弱海积层，而且反循环钻孔的扩孔率都较高，故开钻前要对钻头直径进行检查，以不小于设计直径50mm为宜。  另外对桩位在护筒埋设前后用全站仪两次进行放样复核，以确保桩位和护筒中心偏差小于50mm。钻机就位后进行钻头对中检查和钻井平台水平情况的检查和校核。

二、成孔控制

1.泥浆  反循环回转施工对泥浆质量要求不高，但考虑到本工程所处地质条件，孔壁稳定性较差，故对泥浆比重有所要求，本工程要求泥浆比重在钻孔过程中保持在1.1～1.4为宜，而二次清孔后，灌注混凝土前，泥浆比重不得大于1.05。  本地段所处地为沿海地段，配制泥浆所用水均为附近沟渠之水，在使用之前要对水源进行检测，以防止水中氯离子等过多对桩基产生腐蚀。

2.清孔  清孔的目的是抽、换原钻孔内泥浆，降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标，清除钻渣，减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留沉淀土过厚而降低桩的承载力。本工程根据地质条件以及钻渣渣样分析，桩底沉淀物多以淤泥土为主，而沙砾、碎石等几乎没有，故灌注前质量控制以检查泥浆相对密度、沉淀厚度为主，根据本地段地下土质，可控制沉渣厚度为5cm左右，满足规范要求。

3.灌注前其他准备工作

①钢筋笼除做必要的钢筋质量检查以外，对钢筋笼的下放过程要严格控制，钢筋笼的竖直度偏差过大会带动桩壁松散泥土形成沉渣，而且此时再做清孔换浆处理较为困难，因此钢筋笼下放要安排机长专门指挥，对钢筋笼位置、垂直度严格控制，下放过程中发现问题立即停止并拉起钢筋笼重新下放。

②导管及漏斗的控制。本工程采用直径25cm导管，导管使用前要进行水密承压和接头抗拉试验，严禁用压气试压。

漏斗要根据首批灌注混凝土数量来确定，本工程部分桩基直径较大，必要时采取双导管进行灌注。

4.混凝土灌注

混凝土运至现场时要检查其均匀性和坍落度等，如不符合要求应进行第二次拌和，如仍不符合要求不得使用，应继续重新拌和直至符合要求为止。灌注前精确计算首批混凝土数量，灌注过程中要保证混凝土的连续性，并保证导管的埋置深度控制在2-6米，在灌注过程中应经常检测灌注混凝土深度和导管插入混凝土深度，及时调整导管埋深。

为防止钢筋骨架上浮，当灌注混凝土顶面距离钢筋骨架底部1m左右时降低混凝土灌注速度，当混凝土顶面上升至钢筋骨架底4m以上时，提升导管，使其底口高于骨架底部2m以上，恢复正常灌注速度。

为保证桩基上部质量，桩顶标高高出桩顶设计标高0.5m-1m左右，多余部分在施工下道工序时予以凿除。

三、桩基易出现质量问题分析及处理方法

1、导管拔不动

（1）孔壁塌方

浇灌砼时导管拔不动,首先要复测孔深,如果已浇入的砼和孔深不相符,说明孔壁塌方。可采用吊车或取管器强行拔管,有条件时可采用振动拔管法。

（2）钢筋笼缠住导管

浇灌一定量的砼后出现导管拔不动的问题时,在排除孔壁塌方的因素后要先拔钢筋笼或同时拔钢筋笼与导管。如果钢筋骨架能略微上升,说明钢筋笼变形而缠住导管,此时应采用“抽筋法”逐一抽出钢筋使导管解套,然后拔出导管。再加大泥浆比重,采用反循环成孔法将已浇入的砼排出。

（3）机械设备故障

浇注砼时搅拌机、运输设备、吊车等设备出现故障,不能单纯等待抢修设备,否则导管会粘结在砼中。如果在水泥初凝时间内能抢修完毕,则只需分期上提导管,保持导管内、外砼流动即可;如果抢修时间大大超过水泥初凝时间,则应尽快拔出导管。

（4）导管埋深过大或混凝土初凝使导管内外摩擦力增大，水下混凝土灌注应严格控制埋管深度，不得大于6m，且不小于1m。为防止混凝土初凝，除适当加缓凝剂外还应振动导管。

一旦埋管发生，应先查明究竟是何种原因，尽可能增大拔力拔起导管（但要防止拔漏导管），拔起过程中应正反摇动导管，使其易于拔起。

2、导管安设不下去

安放钢筋笼后,如果导管安设不下去,经再次测量孔深,发现塌方将孔封住,钢筋笼也被埋住。出现该问题时,首先考虑的是保留桩位,尤其对一柱一桩的情况,其经济效果更显著。因此,最佳的处理办法是立刻把已入孔的导管取出,再采用“抽筋法”逐一抽出钢筋,以保住桩位,然后用粘土回填,数天后加大泥浆比重二次成孔。

3、混凝土不合格

如果开盘后的混凝土坍落度过小或拌和不均匀，加上累积混凝土过程中粗骨料下沉，可能导致漏斗口处粗骨料相互挤压密实而堵塞漏斗口，导致剪球后混凝土难以下落。

补救的办法同上，同时必须注意：第一斗混凝土坍落度一般以控制在水下混凝土坍落度规范要求的高限为宜，为确保剪球顺利，可适当控制石料用量，等剪球完成后再按正常配合比进行拌和。如果采取措施后混凝土仍不下落，时间又长，只能放弃这斗混凝土，适当清孔或用空压机对孔底进行扰动后重新灌注混凝土。

4、灌注中途卡管

因机械故障（如断电）使混凝土在导管内停留时间过长，或者灌注时间过长，部分混凝土已经初凝使下落阻力增大而堵在导管内。这种事故宜以预防为主。灌注前应全面检修设备。尽可能使灌注连续快速，炎热季节在灌注初期混凝土中掺入适量缓和剂，以避免混凝土过早初凝。

如果已灌注混凝土厚度3m以内出现卡管又无法补救到继续灌注时，建议停止浇注，拔出导管，采用吸泥机吸出混凝土，并重新清孔再灌注，或者提起钢筋笼，重下钻头，加大泥浆浓度钻至设计标高并排出已灌混凝土，再按常规办法清孔，重新灌注，以小的损失换取高质量工程。

如果已灌注混凝土厚度较大，重钻清孔不太可能，只能采取更换导管重新灌注的办法。

5、浮笼

浮笼事故在灌注水下混凝土过程中并不鲜见，本工程桩基钢筋笼均为半笼，（即钢筋笼长度小于成孔深度），浮笼现象较容易发生。产生这种现象的原因与混凝土的顶推力有关，但预防不力是一个因素，所以下笼时应采取相对固定措施，尽可能多焊几条主筋在钻机底座上，增大固结力。

在灌注过程中混凝土何时接近或进入钢筋笼应做到心中有数。在混凝土面接近和进入钢筋笼时，应保持许可范围之内的较深埋管，并连续灌入混凝土尽可能减少混凝土从导管底口出来后对钢筋笼的冲击力；当混凝土面进入钢筋笼一定深度后，适当提升导管，以增加钢筋笼的埋深，使得混凝土与钢筋笼的握裹力保证钢筋笼不至上浮。

如果出现浮笼，应尽快处理，扼制继续上浮，最好用多根直径6cm左右钢管套住钢筋笼主筋再焊在护筒上，并用钢筋或方木成网状压住所焊钢管及护筒，这样，还能保证钢筋笼上浮时不至过份偏位。

6、断桩与夹泥层原因分析：

（1）泥浆过稠，增加了浇注砼的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量砼，一旦流出其势甚猛，在砼流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；

（2）灌注砼过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，如果估算或测砼困难，在测量导管埋深时，对砼浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离砼面，也就产生提漏，引起断桩；

（3）灌注时间过长，而上部砼已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故；

（4）导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后砼不能及时冲填，造成泥浆填入。

防治方法：

（1）认真做好清孔，防止孔壁坍塌；

（2）尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始浇砼时尽量积累大量砼，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续浇注，使砼和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；

（3）提升导管要准确可靠，灌注砼过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程；（4）灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。

四、结论

本工程目前桩基施工已经全部完成，在施工过程中由于当地地质条件为海相岩层地段，我单位技术人员在相同地质条件下的施工经验欠缺，在施工过程中会出现上述各种质量问题，本文通过在施工过程中的累积经验以及施工后的分析，总结了该种地质条件下质量控制要点，并分析桩基易出现的质量问题以及处理方法，希望在以后施工相似地质条件下的桩基过程中能够起到一定的帮助作用。

最后，感谢各位评审员在百忙之中阅读本文，并希望各位能提出宝贵意见，得到各位专家的指导！

五、参考文献

1.《公路桥涵施工设计规范》（JTJ041-2000）2.公路施工手册

3.《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）4.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）5.《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）6.《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）