钻孔灌注桩施工工艺关键技术分析

佛随心愿 2018-03-21

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0 引言

工程施工中应用的钻孔灌注桩技术，在软硬变化较大或土质复杂的土层（如风化岩、砂土、各类黏性土、碎砾石土及多夹层的岩层）中均可以穿越，在加固地基的过程中，承载力范围可扩大为300～20000kn。而钻孔灌注桩应用的施工工具较为简单，对周边建筑噪音影响小，总体上能够保障地基加固工程施工的安全性。但是钻孔灌注桩施工具有较多的环节和步骤，工艺复杂且技术要求专业度较高，尤其是隐蔽工程混凝土灌注施工难以在短时间内迅速完成，还会受人工操作水平的影响，工程质量监管与控制难度大，一旦出现操作失误，将导致严重的工程质量问题，可能会产生断桩、病桩等质量事故，因此需要在施工中控制技术的关键点并采取相应的措施。

1 钻孔灌注桩施工关键点

1.1 桩基检测

超声波检测：超声波穿过桩身混凝土断面，吸收管会吸收超声波，根据两声测管之间的距离，用波声走的时间（仪器直接绘在纸上）来判断混凝土的密实程度。如果桩身混凝土很理想，那么画出来的波形基本都一样，如果桩身某处有不密实的情况，那么超声波测量到此处时时间会缩短，画出来的波形就很窄。

小应变检测：将激振信号施加在桩顶将会有应力波产生，这种应力波能够在桩身传播，遇到桩底面或不连续界面（孔洞、夹泥、蜂窝、断裂等缺陷）时将有发射波产生，要进一步判断桩完整度则要对发射波波型特征、波幅值和传播时间进行检测和分析。

1.2 导管提漏问题

钻孔灌注桩施工中出现导管提漏问题主要是因为过高的泥浆稠度，施工人员在工程测量中对浇筑的混凝土高度和钻孔灌注施工中导管的埋置深度测算、分析不全面，将给后续的多提卸管操作带来较多不便。导管在混凝土面上直接提离，继而出现脱落现象^[1]。在钻孔灌注桩施工时，一般要求保证导管的通畅，振荡提取的顺序自上而下，可以使用测深锤对混凝土表面高度进行测量，同时做好测量数据的核对与校准工作，减小导管提升过程中出现的误差。

1.3 配置混凝土问题

钻孔灌注桩施工过程中需要对混凝土施工材料等进行合理配比，使其能够保证其材料特性，实际施工时应用的混凝土材料存在配比问题，将会导致整体工程项目出现质量问题。施工中应用的钻孔灌注桩工艺技术要求控制混凝土砂率在40%～50%之间，混凝土中添加的粗骨料粒径在40mm以下，水灰比为0.4或0.5左右，混凝土坍落度16～18cm范围内即可，保证合理的混凝土配合比能够有效增强混凝土材料强度。钻孔灌注桩工艺技术在施工中应用要求严格遵照项目合同要求，对混凝土配比、搅拌、振捣和浇筑等工序进行合理安排，这是保证钻孔灌注桩施工质量的重要条件^[2]。

1.4 初灌封底

钻孔灌注桩在施工初期，容易有大量的沉渣出现在桩底，这就导致正常的施工泛浆难以进行，混凝土灌注量过少、钻孔孔底与导管相隔较大距离，会导致无法完全埋住导管，钻孔灌注桩施工质量无法保证。针对这种情况，在项目施工过程中需要对钻孔进行彻底清理，仔细检查钻孔并重点控制好泥浆的材料性能，将钻孔清理时间适当延长^[3]。钻孔灌注桩施工中将钢筋笼安放好后要进行二次清孔检查，对隔水阀桩径、种类以及大小等进行合理计量和分析，确定好导管底部与孔底的距离，一般要求在0.5m内。

2 钻孔灌注桩工艺关键流程

2.1 钢筋笼施工

依照施工标准要求，对钢筋笼施工的材料加工、钢筋接头以及钢筋笼安装等环节的技术、质量进行严格控制，对钢筋笼的加强箍筋部分以及主筋部分进行全部焊接。钢筋笼焊接接头质量必须请监理工程师检查合格后方可进行下道工序。吊装钢筋笼前要进行牢固、精准的定位，在准确入孔后将底面高程差和平面位置差控制在10cm左右。钢筋笼外侧对称设置控制钢筋保护层厚度用的垫块，垫块标号不小于桩基混凝土标号。钢筋笼制作完成后经监理工程师验收合格后方可进行下道工序。

混凝土浇筑中要防止钢筋骨架的上升，需要将固定杆和吊环均匀设置在钢筋笼的上端，将支撑系统与中线对齐，防止钢筋骨架出现移动或倾斜问题。钢筋笼底部距离混凝土灌注顶面约1m时对混凝土的灌注速度要进行降低处理；钢筋笼底口距离混凝土拌和物约4m时可以对导管进行提升，底口超过骨架底口2m即可将混凝土的灌注速度重新恢复。

2.2 灌注混凝土

在施工建设中应用的钻孔灌注桩技术，要依照工程设计标准要求，对采购的混凝土材料进行质量测验，在检验合格的情况下才能应用到工程施工中，另外在材料配比方面也要加强管理，根据钻孔灌注桩设计的桩长度，使用5mm厚度的钢板，同时要求护筒直径小于孔壁直径。灌注混凝土时，护筒底部与钻孔底部的距离设计在300～400mm左右，初灌使用球胆止水，混凝土灌注时间要进行合理的设计与控制，否则混凝土施工凝结时间以及材料强度难以保障。在混凝土灌注中还要对孔壁情况进行实时监测，对混凝土材料灌注的时间以及速度均要根据实际情况予以合理的调整，钢筋笼拆除后，要保证钢筋笼和混凝土能够同时收缩，使钻孔灌注桩施工达到最佳状态^[4]。

2.3 质量检测关键点

孔径和孔形检测。检验工具为专用的检孔器，检孔器的直径一般是钢筋骨架直径加100mm，一般小于等于钻头直径，检孔器长度为钢筋骨架的外径5倍。孔径和孔形检测过程中将检孔器用卷扬机吊绳吊入孔口，利用孔口护筒侧壁或顶面桩位十字线标记拉两根线绳，对起吊绳中心距十字线交叉中心距离进行观察并做好现场记录。检孔器每下落一定深度（3～5m）后停止，都要进行数据观察和记录，依次做全深度检查，孔径大于设计桩孔的钢筋笼直径检孔器一般都是上下通畅无阻；出现缩径或孔斜现象则表明检孔器在中部遇到阻碍，此时需要避免出现孔塌问题。终孔验收。施工单位自检合格后一般会同甲方及现场监理对孔径、孔深、桩孔垂直度及孔底沉渣等各项指标进行检查、验收，并在符合相关工程技术规范要求及设计标准前提下转入下一道工序。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94）及设计要求，执行的质量标准包括：①桩位中心允许偏差：群桩基础的边桩D/6，且不大于100mm，群桩基础的中心桩D/4且不大于150mm；②孔径不小于设计桩径；③孔深比设计孔深度不小于50mm；④桩孔垂直度偏差应小于1%；⑤灌注前孔底沉渣厚度不大于50mm；⑥清孔后泥浆密度小于1.03～1.10，含砂率≤6%，黏度≤17～20s。