浅述旋挖钻钻孔桩施工的质量控制要点
2018-11-14 9:05:37 点击：
本文根据钻孔灌注桩施工的特点，从钻孔前准备工作、成孔、钢筋笼的制作与水下混凝土浇注等方面总结了钻孔桩的施工控制要点。 关键词 钻孔桩；钢筋笼；混凝土；质量控制
Quality Control of Rotary Drilling Hole Pile Construction Discussion
LI Yu'nan
THE 2ND ENGINEERING CO.,LTD.,MBEC，Nanjin 210015，Jiangsu Province
Abstract Pour the characteristic being under construction according to the borehole ,The construction having summed up the borehole pole from aspect such as prepare a job before drilling , becoming the hole , fabrication and undersea pouring of concrete that the reinforced bar envelops controls an essential.
Keywords The borehole pole;is under construction;the reinforced bar envelops;the concrete; mass control
钻孔桩作为一种基础形式，以承载能力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震能力强及能适应各种复杂地质条件且适用范围广等特点广泛地应用于桥梁及其它工程领域。钻孔桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。因此，必须加强桩基础施工技术措施、施工质量管理、技术装备及配置等环节的控制。
本文以新建武汉北编组站京广上行货线JGSDK7+289.28 吕湾1、2号大桥旋挖钻施工为例，浅述钻孔桩施工的质量控制要点。
1 钻孔桩施工工序
钻孔桩施工的主要施工工序：场地整理、测量放线→埋置护筒→制备泥浆→钻机就位→清孔、验孔→钢筋笼的制作和吊装就位→安装导管→二次清孔→浇注水下混凝土→拔导管、清洗导管。
2 钻孔前质量控制
2.1 准备工作
1）在施工前要认真熟悉设计图纸、有关施工、验收规范，调查地质条件。对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施相关有效措施以及应急预案等，以便有效地对桩基施工质量加以控制；
2）根据现场设置的工程控制网点，测放各桩位的中心坐标及开挖位置，经复核无误后，做出明显标识，并做好交桩的记录。
2.2 埋设护筒
护筒采用8mm~16mm的钢板卷制，其内径比桩径大20cm，为保证其刚度．防止变形．在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。每节长度为1.5m~2.0m，采用旋挖钻机等径或稍大直径的钻头开转，钻至要求埋设深度后，再将护筒吊入孔内。根据“十”字护桩中心对护筒中心进行调整，倾斜度不能大于1%，并保证护筒顶面高于顶面20cm~30cm，防止孔口坍塌和地表水流入孔内，再用粘土将护筒周围夯填密实。
2.3 钻机就位
埋设好护筒后，即可进行钻机就位。钻头要对中、钻孔要垂直，钻桩平台要水平，定位垫板安装正确。
2.4 制备泥浆
泥浆在钻孔中的作用是：1）可防止塌孔；2）具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；3） 泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。
制浆前，先把黏士尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的黏土直接投入护筒内，使用钻头制浆，待黏土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。制浆时，尽量采用膨润土造浆，形成护壁。
3 钻孔中质量控制
3.1 做好记录
钻孔施工过程，必须填写钻孔施工记录，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样检查，判明后记入记录表，并与地质剖面图核对。若发现地质情况与设计不相符，应及时通知监理工程师和设计院，以便出相应处理措施。并随时检查钻孔的垂直度。
3.2 钻孔
1）钻具联结要牢固，铅直，初期钻进速度不要太快，在孔深4.0m以内，不超过2m/h，以后不要超过3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应；
2）注意随时观察钻机位置，防止孔位偏斜，钻头碰孔壁；
3）钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度；
4）经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；
5）钻进过程中注意泥浆高度，挖孔时随时补浆，防止孔壁坍塌；
6）钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标高的依据；
7）基底若为泥质岩，宜尽快成桩。
3.3 钻孔的连续性
钻孔应连续进行。因故停钻时，应将钻头及钻杆提出至孔外以防埋钻，并注意保持孔内泥浆比重。发生异常情况，如塌孔等问题，应仔细观察分析，查明原因，及时与技术、监理、设计等单位取得联系，采取有效措施。
3.4 检测孔深、倾斜度
检测孔深、直径和倾斜度．其中孔径和孔深须达到设计要求．倾斜度不得大于l％。检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3m~5m）吊入孔内，垂直度就是此时钢丝绳偏离桩中心的距离与检孔器下去的深度之比。
4 成孔后质量控制
4.1 泥浆比重、含砂率检测
钻孔桩钻孔过程中，泥浆比重不低于1.2，首次清孔比重不低于1.10，二次清孔比重不低于1.05，含砂量小于4％。
4.2 清孔
清孔应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行，第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应小于50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h~3h，一般不超过4h，否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。严禁用超钻的方法代替清孔，因为这将会极大地降低桩端承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m~2.0m防止塌孔。
4.3 钢筋笼的吊装
为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”。钢筋笼吊装之前，检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如凸出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后牢固定位，中心容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。准确计算钢筋笼的置放位置，要保证伸进承台部分的钢筋长度。为防止钢筋笼上浮，对此应采取固定措施，与钢护筒顶加焊固定撑杆。
4.4 安装导管
导臂采用丝扣连接，在导管外壁应逐节编号，便于浇注过程中的长度计算。吊装前先试拼，导管进场后应先组拼好进行水密性试验，合格后方可使用。开始灌注时，导管底口离孔底0.3m~0.5m。
4.5 浇注水下混凝土
1）开管的首批砼数量应满足导管埋入砼深度的要求；
2）控制导管埋深。
桩身混凝土灌注采用垂直导管施工方法。然后吊装混凝土灌注架。混凝土灌注架用万能杆件和型钢组拼而成，上设储料斗一个，保证钻孔灌注桩拔球时首批混凝土足够的储备量，灌注架另设卷扬机一台，通过转向提升和拆卸导管。安装钢筋笼后及时清孔，满足规范要求后灌注水下混凝土。
开始灌注时，拔球后，保证埋深不小于1.0m。正常灌注时，保证导管埋入混凝土深度不小于2m~4m，并连续灌注完成。灌注过程中，要准确控制导管的埋深，埋深测量可采用同步多测点的办法，避免产生测量错误。埋深过小会使导管外混凝土上部的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则会使混凝土不易流出导管翻浆，还可能形成桩周围的混凝土出现离析或形成空洞，使桩的有效直径减小，还可能使混凝土面不均匀上升，形成死角区。在每次下料后，都应准确测定混凝土面上升高度，计算导管埋深，做好记录，从而确定导管拆卸的节数，防止导管拔出混凝土面形成断桩。桩头标高要求灌注桩顶应比设计高0.5m~1.0m，多余部分在承台施工前凿除。
5 结论
Quality Control of Rotary Drilling Hole Pile Construction Discussion
LI Yu'nan
THE 2ND ENGINEERING CO.,LTD.,MBEC，Nanjin 210015，Jiangsu Province
Abstract Pour the characteristic being under construction according to the borehole ,The construction having summed up the borehole pole from aspect such as prepare a job before drilling , becoming the hole , fabrication and undersea pouring of concrete that the reinforced bar envelops controls an essential.
Keywords The borehole pole;is under construction;the reinforced bar envelops;the concrete; mass control
钻孔桩作为一种基础形式，以承载能力高、稳定性好、沉降及差异变形小、沉降稳定快、抗震能力强及能适应各种复杂地质条件且适用范围广等特点广泛地应用于桥梁及其它工程领域。钻孔桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。因此，必须加强桩基础施工技术措施、施工质量管理、技术装备及配置等环节的控制。
本文以新建武汉北编组站京广上行货线JGSDK7+289.28 吕湾1、2号大桥旋挖钻施工为例，浅述钻孔桩施工的质量控制要点。
1 钻孔桩施工工序
钻孔桩施工的主要施工工序：场地整理、测量放线→埋置护筒→制备泥浆→钻机就位→清孔、验孔→钢筋笼的制作和吊装就位→安装导管→二次清孔→浇注水下混凝土→拔导管、清洗导管。
2 钻孔前质量控制
2.1 准备工作
1）在施工前要认真熟悉设计图纸、有关施工、验收规范，调查地质条件。对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些问题进行分析后制定出施相关有效措施以及应急预案等，以便有效地对桩基施工质量加以控制；
2）根据现场设置的工程控制网点，测放各桩位的中心坐标及开挖位置，经复核无误后，做出明显标识，并做好交桩的记录。
2.2 埋设护筒
护筒采用8mm~16mm的钢板卷制，其内径比桩径大20cm，为保证其刚度．防止变形．在护筒上、下端和中部外侧各焊一道加劲肋。每节长度为1.5m~2.0m，采用旋挖钻机等径或稍大直径的钻头开转，钻至要求埋设深度后，再将护筒吊入孔内。根据“十”字护桩中心对护筒中心进行调整，倾斜度不能大于1%，并保证护筒顶面高于顶面20cm~30cm，防止孔口坍塌和地表水流入孔内，再用粘土将护筒周围夯填密实。
2.3 钻机就位
埋设好护筒后，即可进行钻机就位。钻头要对中、钻孔要垂直，钻桩平台要水平，定位垫板安装正确。
2.4 制备泥浆
泥浆在钻孔中的作用是：1）可防止塌孔；2）具有护壁作用，同时将孔内外水流切断，能稳定孔内水位；3） 泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出。
制浆前，先把黏士尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的黏土直接投入护筒内，使用钻头制浆，待黏土已冲搅成泥浆时，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。制浆时，尽量采用膨润土造浆，形成护壁。
3 钻孔中质量控制
3.1 做好记录
钻孔施工过程，必须填写钻孔施工记录，注意地层变化，在地层变化处捞取渣样检查，判明后记入记录表，并与地质剖面图核对。若发现地质情况与设计不相符，应及时通知监理工程师和设计院，以便出相应处理措施。并随时检查钻孔的垂直度。
3.2 钻孔
1）钻具联结要牢固，铅直，初期钻进速度不要太快，在孔深4.0m以内，不超过2m/h，以后不要超过3m/h。在覆盖层始终要减压钻进，钻进速度与泥浆排放量相适应；
2）注意随时观察钻机位置，防止孔位偏斜，钻头碰孔壁；
3）钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况，并注意调整钻孔内泥浆浓度；
4）经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜；
5）钻进过程中注意泥浆高度，挖孔时随时补浆，防止孔壁坍塌；
6）钻至设计深度时，要由监理工程师在现场与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标高的依据；
7）基底若为泥质岩，宜尽快成桩。
3.3 钻孔的连续性
钻孔应连续进行。因故停钻时，应将钻头及钻杆提出至孔外以防埋钻，并注意保持孔内泥浆比重。发生异常情况，如塌孔等问题，应仔细观察分析，查明原因，及时与技术、监理、设计等单位取得联系，采取有效措施。
3.4 检测孔深、倾斜度
检测孔深、直径和倾斜度．其中孔径和孔深须达到设计要求．倾斜度不得大于l％。检查工具可用圆钢筋笼（外径D等于设计桩径，高度3m~5m）吊入孔内，垂直度就是此时钢丝绳偏离桩中心的距离与检孔器下去的深度之比。
4 成孔后质量控制
4.1 泥浆比重、含砂率检测
钻孔桩钻孔过程中，泥浆比重不低于1.2，首次清孔比重不低于1.10，二次清孔比重不低于1.05，含砂量小于4％。
4.2 清孔
清孔应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行，第二次清孔是在下放钢筋笼和浇注混凝土的导管安装完毕后进行，此时孔底沉渣厚度应小于50mm。从停止清孔到开始浇注混凝土的时间应控制在1.5h~3h，一般不超过4h，否则需重新清孔。清孔可采用正循环清孔或泵吸、气举反循环清孔。严禁用超钻的方法代替清孔，因为这将会极大地降低桩端承载力，也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.5m~2.0m防止塌孔。
4.3 钢筋笼的吊装
为保证钢筋笼外混凝土保护层的厚度符合设计要求，在其下端及中间每隔2m在一横截面上设置四个钢筋“耳环”。钢筋笼吊装之前，检测钻孔内有无坍塌和孔壁有无影响钢筋安装的障碍物，如凸出尖石、树根等，以确保钢筋笼的安装。钢筋笼吊装时对准孔位，尽量竖直轻放、慢放，遇障碍物可慢起慢落和正反旋转使之下落，无效时，立即停止下落，查明原因后再安装。不允许高起猛落，强行下放，防止碰撞孔壁而引起坍塌。入孔后牢固定位，中心容许偏差不大于5cm，并使钢筋笼处于悬吊状态。准确计算钢筋笼的置放位置，要保证伸进承台部分的钢筋长度。为防止钢筋笼上浮，对此应采取固定措施，与钢护筒顶加焊固定撑杆。
4.4 安装导管
导臂采用丝扣连接，在导管外壁应逐节编号，便于浇注过程中的长度计算。吊装前先试拼，导管进场后应先组拼好进行水密性试验，合格后方可使用。开始灌注时，导管底口离孔底0.3m~0.5m。
4.5 浇注水下混凝土
1）开管的首批砼数量应满足导管埋入砼深度的要求；
2）控制导管埋深。
桩身混凝土灌注采用垂直导管施工方法。然后吊装混凝土灌注架。混凝土灌注架用万能杆件和型钢组拼而成，上设储料斗一个，保证钻孔灌注桩拔球时首批混凝土足够的储备量，灌注架另设卷扬机一台，通过转向提升和拆卸导管。安装钢筋笼后及时清孔，满足规范要求后灌注水下混凝土。
开始灌注时，拔球后，保证埋深不小于1.0m。正常灌注时，保证导管埋入混凝土深度不小于2m~4m，并连续灌注完成。灌注过程中，要准确控制导管的埋深，埋深测量可采用同步多测点的办法，避免产生测量错误。埋深过小会使导管外混凝土上部的泥浆卷入混凝土形成夹泥；过大则会使混凝土不易流出导管翻浆，还可能形成桩周围的混凝土出现离析或形成空洞，使桩的有效直径减小，还可能使混凝土面不均匀上升，形成死角区。在每次下料后，都应准确测定混凝土面上升高度，计算导管埋深，做好记录，从而确定导管拆卸的节数，防止导管拔出混凝土面形成断桩。桩头标高要求灌注桩顶应比设计高0.5m~1.0m，多余部分在承台施工前凿除。
5 结论
钻孔桩是隐蔽工程，有较多未知因素，还存在一些不可预见的事故，需在施工中不断积累经验，进一步汲取先进的技术和工艺，保持一丝不苟的工作作风和高度的责任感。每道工序都必须从严要求，确保施工质量并缩短工期。
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