中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 路桥工程 ２０１５年６月 ・２６５・ 浅议钻孔扩底混凝土灌注桩质量控制 张新 摘要：根据工程实践，总结了钻孔扩底混凝土灌注桩施工的主要质量控制点及实用方法。 关键词：钻孔扩底混凝土灌注桩；质量控制；方法 中图分类号：Ｔｕ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１．５５８６（２０１５）２１．０２６５．Ｏ１ 引言 近几年来，随着高层建筑的不断增加，钻孔扩底混凝土灌 注桩的应用也越来越普遍，这是因为钻孔扩底混凝土灌注桩具 在松散砂层中，钻速不宜大于３．０ｍ／ｈ。 ２钻孔操作要点及注意事项 开钻时，稍稍提起钻杆，在护筒内旋转成浆，开动泥浆泵 有单桩承载力大、抗震性能好、施工噪声小、无振动、钻孔时 对土壤无挤密作用、适用范围较广等优点。但由于其成桩工艺 较为复杂，主要工序作业隐蔽，对其质量控制有一定难度。此 外，成桩质量影响因素较多，质量控制点多（关键质量控制点 就有１Ｏ多个），施工中任一环节出问题，都有可能对成桩质量 造成较大的影响。为此，结合我所施工的某工程实践，对钻孔 扩底混凝土灌注桩施工过程中应注意的施工质量控制要点作简 单的探讨。 １施工质量控制要点 工程的钻孔扩底混凝土灌注桩基础采用自流式正循环钻进 成孔、气举式反循环清孔和扩底施工工艺及导管水下灌注混凝 土成桩技术。工程配置ＧＰＳ．１ ５工程钻机，护壁采用泥浆护壁。 １．１护筒埋设 护筒是钻孔桩施工的重要组成部分，其主要作用是固定 桩孔的位置，护筒采用６．８ｍｍ厚钢板卷制焊接而成，护筒内 径应比桩径大１５ｅｒａ，护筒接头处内部要求无突出物，能耐 压，不漏水。护简埋设应严格按施工规范。护筒平面位置偏差 （（５ｃｍ，护简倾斜度偏差《１％，埋设深度 １．０ｍ，护筒顶高出 地面２０ｅｒａ，顶部设一个溢浆口。要求护筒埋设牢固，四周与 孔壁间用粘土分层夯实，并认真进行复测以确保护筒中心与桩 位中心一致。 １．２钻头的选择 钻孔扩底混凝土灌注桩是在泥浆护壁下，利用旋转台盘带 动底部装有钻头的钻杆旋转进行挖土钻进的，所以根据工程的 地质情况选择合适的钻头是非常重要的。如果钻头选择不当， 就无法顺利进行钻进，从而影响工程进度。钻孔桩使用的钻头 有多种形式，其中最常用的是多瓣式钻头，适用于多种土质， 如粉砂、粘土、砂和砂砾层，挖掘效率也较高，不过多瓣式钻 头吸泥口的直径只有ｌ ５０－－２００ｍｍ，在挖掘过程中如果遇到较 大的石块或卵石，钻孔就难以进行，需要停钻，用抓斗抓出大 的石块或卵石后，再进行钻孔，如大的石块或卵石很多，则钻 进效率就会大大降低。对于击数超过４Ｏ以上的硬土层，因为 一般钻头的刃口会打滑，故要采用三翼式钻头才有效。在该工 程中，根据设计要求桩端进入中风化岩及现场地质情况，我们 选用了双腰合金钻头，这种钻头合金齿密，有利于风化岩破碎， 在整个钻进过程中均比较顺利。此外，本工程为扩底桩，综上 所述，扩底采用ＭＲＳ合金扩底钻头（ＭＲＳ合金扩底钻头基本 结构为三翼下开，刀齿为硬合金质，主要部分包括扩底翼、加 压翼、底盘、连杆等），扩底过程亦ＪＥａＮ。 １．３钻进 钻机安装是否平稳水平。天车、转盘和桩位中心三者应在 同一铅锤垂线上。 根据土层岩性、孔经、孔深和泥浆消耗量来确保钻速。 在护筒下ｌｍ范围内，宜慢速钻进，钻速不得大于２．０ｍ／ｈｉ 在淤泥或淤泥质土层中，钻速不宜大于ｌｍ／ｍｉｎ； 进循环，待泥浆均匀后以低档正循环开始钻进，使护简脚底处 形成牢固的泥将护壁，防止上部砾石落下。当钻进护筒脚下１ 米后，按正常速度钻进，再放下钻头回转。 在钻进过程中，注意地层变化，对不同土层采用不同的钻 进速度，在粘土中钻进，中等钻速，大泵量稀泥浆，进尺不得 太快。在砂土或软土层中，钻进时要控制进尺，低档慢速大泵 量，稠泥浆钻进，防止塌孔；在硬层或岩层钻进时，采用低档 慢速，保持良好的泥浆性能，防止机械过大振动。 钻进过程中，要随时观察孔内水位及进尺变化情况，钻机 的负荷情况，以判断坍孔或漏浆。 钻进过程中必须保证钻孔的垂直度，经常要观察钻机平台 是否平稳，转台是否不平，若平台、转台不成水平状态，应及 时利用水平仪较正，防止发生斜孔。 施工期间护筒内的泥浆面控制在高出地下水位２ｍ以上； 钻进过程中，经常注意泥浆指标变化情况，发现变化后及时调 整。 钻速不要太快，在孔深４ｍ以内不要超过２ｍ／ｈ，往后也不 要超过３ｍ／ｈ。 上下钻进发现阻力大的易缩径孔段，应采取上下来回反复 划圆扫孔以保证孔径达到要求。 钻机操作人员在施工中必须严格遵守操作规程，注意钻进 过程中每一环节的细微变化，并详细记录。 ３入岩判断 钻进入岩的判断是本工程的关键控制要点之一，是关系到 本工程桩质量的主要技术环节。 对于端承桩或摩擦端承桩应保证桩端进入设计预定的持力 层并达到要求深度。由于水下无法直接观察、岩（土）取样困 难，因而，如何在现场正确判别设计要求的持力土（岩）层 的深度，成为控制桩端入岩深度的关键。桩的入岩深度不足， 甚至未进入设计要求的岩层，是水下混凝上灌注桩的多发病 之一；一般设计要求以中风化岩面为入岩深度计算基准，中 风化岩上的强风化岩，其厚度有的可达数米，中风化岩与强 风化岩有时在现场并不容易区分，有的施工人员使用看泥渣 颜色或其他单一方法判别基岩位置，往往造成桩端入岩深度 不足，有的甚至未按设计要求进入中风化岩。工程前几根桩 （含试桩）宜由设计、勘测、监理、施工单位技术人员到场共 同确定判别标准。判别的主要依据：依据工程地质勘察报告： 由于施工钻进中。条件较为复杂，取样条件远不如工程勘探 时准确，因此，应充分重视和发挥工程勘察资料在地质情况 判别时的“导向”作用。工程前几根桩尽量布置在原有地质 勘察钻孔位置或超前钻位置，以便现场钻进情况与勘察或超 前钻资料进行比较；依据冲出泥渣颜色、岩粒特性进行判别； 依据工程钻进记录（钻进速度）进行判别。特别是钻头入岩 层时，在钻机转速和加压相同情况下，钻进速度是区别入强风 化岩层还是中风化岩层的有效指标。 ・２６６・ ２０１５年６月 ４清孔 路桥工程 中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象，在混凝土灌注时应 当钻头达到设计标高，钻机应停止钻进，原地保持钻机慢 加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。现场质检员必 档旋转，不断搅碎桩尖处的岩块，泥浆同时通过泥浆泵泵入 须对混凝土进行现场取样及抽测坍落度，确定符合要求后才能 孔中补充，自然溢出，反复循环将孔内的泥士带出，泥浆比 使用，并做好相关记录。 混凝土从搅拌车（栅）中卸出后，应及时运到浇筑地点， 重将逐渐随之下降。这一工序谓之清孔，当泥浆比重下降至 １．１５～１．２０，粘度＜２２ｓ，含砂率 ４％时，清孔完毕，可将钻 延续时间不能超过初凝时间，在运输过程中，要防止混凝土离 析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝等现象。如混凝土 孔交付验收。 运到浇筑地点有离析现象不得用于桩基础施工。 ４．１清孔 第一次清孔：钻进达到设计深度后，先将钻头提离孔底约 ５０ｍｍ，进行换浆清孔，回流泥浆比重控制在１．３０左右。 第二次清孔：扩底完成后，紧接着第二次清孔。 第三次清孔：在吊放钢筋笼，灌注混凝土前，进行第三次 清孔，确保沉渣厚度满足设计要求。 采用气举反循环清孔时，注意孔内冲洗液、循环浆的进出 均衡，防止因泥浆水位下降而导致塌孔；返回孔内的冲洗液的 比重控制在１．０５～１．２０，孔内水头高度保持不小于２ｍ。 清孔过程中，必须检测孔底沉渣厚度、泥浆比重、混浆性 能是否满足规范要求。符合要求时，立即停止清孔，以防孔壁 塌落。孔底沉渣厚度用标准确测绳量测，泥浆比重用比重计测 定，粘度用粘度计测定。 在第三次清孔过程中，不断更换泥浆直至商品砼进入现 场，孔底沉渣、泥浆性能满足要求后，立即开始进行混凝土灌 注准备，浇注水下混凝土。浇灌混凝土前，孔内泥浆比重控制 在１．１５～１．２０，含砂率墨４％，粘度不大于２２ｓ。 ６混凝土浇灌 对于大直径钻孔扩底混凝土灌注桩来说，水下灌注混凝土 是很关键的工序，因为大直径桩孑Ｌ的灌注时间长、难度大，很 容易发生堵管、顶管、顶面混凝土初凝等问题。在混凝土上升 后，阻力逐渐增大，灌注事故多，因此大直径钻孔扩底混凝土 灌注桩在浇灌混凝土时应特别注意以下几点： 由于大直径桩孔浇灌时所需混凝土用量比较大，所以施工 前应备足材料，采用现场搅拌混凝土的，搅拌设备应满足需要， 而且必须准备１－２台备用搅拌机，以防万一。采用商品混凝土的， 应在浇灌前落实好所需商品混凝土的数量、搅拌车供应的间隔 时间等。 现场应备用灌注平台一套及吊车，以防机电设备发生故障 时，能及时替用，确保混凝土灌注的连续进行。 灌注时，随着下灌混凝土的上升，要经常提动导管，提 升范围为５０．１００ｃｍ，上下倒插，促使混凝土有较好的密实度。 特别是孔口返浆不好或不返浆时，必须立即提动导管，以先下 后上的顺序操作，必要时可利用振动器通过导管传递，迫使管 内混凝土畅通，如发生严重堵管现象，应立即报告有关部门处 理。 在整个浇注过程中，导管下口必须要埋入混凝土的深度不 小于ｌ～５ｍ，不得提空，否则导管灌进泥水，造成断桩事故。 水下灌注的混凝土必须具有良好的和易性，浇筑前应对导 管的接缝进行密封处理，防止浇筑中漏水影响混凝土质量。 水下混凝土的灌注应连续进行，不得中断，并应力争缩短 灌注时间。桩头灌至接近设计桩项标高时，应注意调好最后一 次的灌入量，防止超灌。桩项标高应浇至比设计标高高小至少 Ｏ．１ ５～ｌｍ，并应根据桩径的大小、混凝土浇注速度的快慢， 适当加大些富裕量，预防由于混凝土对桩侧土的挤压，造成桩 面标高下降过多。 ７结语 钻孔灌注桩质量控制关键在于做好施工前和施工过程中的 动态控制，只要准备充分、方法得当、措施到位，就一定能够 防止钻孔灌注桩容易出现的质量缺陷，发挥其经济、承载力大 等优点，做出合格满意工程。 参考文献 ［１］阮凤文，对建筑施工监理问题的思考［Ｊ］．科技之友， ２０１０（０８）：１７８． （上接第２３６页）包单位要统一协调指导施工单位的施工进度， 具体落实施工日期、施工地点、施工人员、质量检验等事项。 管理人员需要和施工单位的质检员、监理单位的监理工程师共 同进行现场跟踪巡视，检查工程项目，发现问题立即指出，让 施工单位及时整改，免于出现由于质量不符合要求而在工序终 连接、水平干管与立管连接、立管和每层支管连接，应有管道 伸缩时相互不受影响的补偿措施。布置横管或立管时应充分利 用建筑空间，以“ｕ”形管道做变形补偿。出现渗漏问题，需 要寻找漏水点，找到漏水点后分析原因。然后，采取相关措施 进行处理：更换不合格的管材、管件；施工操作不合格的一律 返工，重新制作安装；由于热胀冷缩造成的ＰＰＲ管材，截去 一止验收时再进行返工的情况。 ３．４加强管道渗漏管理 段管道采取上述的技术措施进行整改。 管道渗漏问题也是高层建筑给排水施工常见的难点。产生 结束语 这一问题的原因也比较多，对这一问题的预防和处理是给排水 总之，建筑给排水施工与我们的生活密不可分，给排水的 施工最关注的核心环节，对管道系统严密性的严格要求贯穿于 质量好坏，直接给生活带来不好的影响。因此，就需要我们精 整个施工过程中。管道渗漏的问题可以从材料、施工操作二方 面来分析。材料方面：管材和管件的强度不合格；管道和管件 有砂眼；管道安装后被人为损坏等。施工操作方面：镀锌钢管 的螺纹加工不合格；管道接口连接不严密等。 要解决管道渗漏这一难点，首先严格控制采购过程，仔细 检查，一旦发现问题及时更换。对于ＰＰＲ管材安装，应对其 的伸缩性采取措施进行预防。可利用的技术措施有：非直埋管 心组织施工，并严格把好各工序的质量关，采取先进的施工技 术，才能有效地保证工程的质量和人员的安全，从而减少工程 施工中不必要的损失。 参考文献 ［１】赵金明．高层建筑给排水施工控制［Ｊ］．产业与科技论坛， ２０１１（１７）：７１． ［２】张继红．对高层建筑给排水施工问题的若干探讨．价值工程， 道敷设时，应考虑解决管道热胀冷缩变形的技术措施。应尽量 ２０１０（０４）：１４２． 利用管道折角自由臂补偿管道的伸缩；当管道不能利用折角作 ［３】刘保，李继辉．浅论谈多层住宅建筑给排水施工技术［Ｊ］．华 自然补偿时，应采用其他类型补偿措施。水平干管与水平支管 章，２０１０（１６１：１５７．