钻孔灌注桩水下混凝土施工中质量控制

钻孔灌注桩水下混凝土施工中质量控制

摘要：要保证钻孔灌注桩的质量必须要根据施工现场情况，采取相应的施工措施，同时要加强施工过程各环节工作的管理，按照规范的要求进行施工，相信会减少或杜绝问题的出现。本文探讨了钻孔灌注桩水下混凝土施工中质量控制。

关键词：钻孔灌注桩；水下混凝土；施工；质量控制

钻孔灌注桩的施工是在水下操作， 无法观察施工全过程，一旦成桩后无法开挖进行验收。在钻孔灌注桩施工过程中无论哪个环节出现问题，都会使整个工程的质量及其进度造成严重的影响，给社会带来很大的经济损失。因此，钻孔灌注桩桩的质量问题是至关重要的。

一、灌注水下混凝土的准备工作

1、混凝土备料

配制混凝土所用的水泥，应采用标号为42.5 号以上的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥。配制混凝土所用的砂，宜采用中粗砂；配制混凝土用的碎(卵)石，宜优先选用卵石,亦可用碎石。混凝土中掺用添加剂时，其质量应符合现行国家标准的要求,其品种与掺入量应根据对混凝土性能的要求、施工及气候条件、所用原材料及配合比等因素经试验确定，或按产品使用说明选用。所用钢筋按工程设计要求确定，材质新鲜无锈蚀。应有出厂质量证明书或试验报告单。按现行国家有关标准的规定抽样复检，合格后，方可使用。

2、 混凝土制备

混凝土施工的配合比,应根据设计的混凝土强度等级、质量检验以及混凝土施工和易性的要求,在开工前到有关质检单位(具有国家认证资格) 进行设计, 根据其配合比设计预先进行试验。水灰比不大于0.6～0.7；水泥用量不小于360kg/m3 ；坍落度宜为16cm～22cm；含砂率宜为40%～45%。并在混凝土拌制和灌注过程中，随机检查其规格和用量，每工作班不少于两次。将按照设计配合比(重量比) 所需的原材料(水泥、砂、碎石、水) 经严格计量运送进搅拌机的上料斗,经搅拌机的按时强制搅拌,配制成质量密度为1950kg/m3～2500kg/m3 的混凝土,以备使用。混凝土生料的上料顺序：水→粗骨料(碎石) →细骨料(黄砂) →水泥。混凝土原材料的称量偏差(%):水泥±2;黄砂、碎石±3；水、外加剂±2。混凝土的最短搅拌时间（自上料入筒始至出料止）： 强制式搅拌机为90s；自落式搅拌机为120s。

二、钻孔的质量控制

1、钻孔的垂直度

确保钻孔的垂直度是保证钢筋混凝土水下灌注桩顺利施工的一个重要条件, 垂直度达不到要求，钢筋笼和浇筑混凝土用的导管将无法顺利沉放。保证垂直度的主要措施：首先必须保证架体安装平稳，采取扩大架体的支承面来保证桩机稳固，钻机安装就位后必须使架身垂直，发现其不垂直应及时采取措施进行调整，在成孔后钢筋笼沉放之前一定要对孔径、孔斜做超声波测试。

2、 钻孔的位置、标高、深度

灌注桩钻孔的护筒定位后，施工技术人员应及时复核护筒的位置，护筒埋设要正确和稳定，护筒与孔壁之间要用黏土填实，护筒中心线与桩孔中心线的偏差不得大于50 mm。护筒位置埋设是否准确是保证成孔位置的首要条件，因此，要求施管人员一定严格把关，确保整个桩的孔体不发生位移, 同时要认真检查孔四周的回填土是否密实，以防在钻孔过程中发生漏浆现象。钻孔施工过程中自然地坪的标高会发生变化，为准确地控制好钻孔的深度，钻机就位后及时复核架体底梁的水平精度及桩具的总长度，做好施工记录，便于钻孔时根据钻杆的留出长度来核对孔体的深度。成孔起钻后，施管人员应用专用测绳测量其孔深，如果测深与钻杆的深度偏差较大不符合设计要求时，就要重新下钻并进行清孔，直至孔体的深度及孔底沉渣厚度符合要求为止。为有效防止坍孔、缩颈及桩孔偏斜等现象，除复核钻具长度外，还应随时检查钻杆在钻孔过程中钻进不同硬度的土质层时，杆件是否发生弯曲、变形，如造成钻杆不垂直， 成孔后易发生偏斜、缩颈，起钻时易发生坍孔；同时还应及时检查架体的稳定性，如果因钻孔外力作用致使架体不稳定，应及时采取措施进行加固，钻机钻进速度要匀速，提钻速度也要匀速平稳，并经常复核钻头的直径，发现其磨损过大( 超过10 mm) 应及时更换钻头。

3、 钢筋笼制作和吊放

钢筋笼制作前首先要检验其钢材的质量是否合格，钢筋的直径、级别、规格、下料长度等是否符合设计要求及施工规范要求，检查合格后再进行制作。钢筋笼制作的要点是钢筋笼吊环焊接的质量及焊接长度和位置，位置准确、长度合适的吊环能够使钢筋笼准确地吊放在设计标高上，钢筋笼吊放是临时固定在钻机底梁上的，因此需要根据底梁的标高逐根复核吊环长度、位置, 使钢筋笼的埋入标高满足设计要求。钢筋笼制作、吊放过程中，要防止笼体变形，逐节验收钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁，当钢筋笼吊放受阻时，不得施加外力强行沉放，否则会造成坍孔及钢筋笼变形等现象，应究其原因，如因钢筋笼吊偏、笼体不垂直、吊放受阻应重新垂直吊放，如果是钻孔偏斜而造成的受阻则应进行复钻纠偏，并复核钻孔垂直度后重新沉放，待钢筋笼沉放完毕，及时定位加固，防止笼体上浮。

4、 泥浆的制备及二次清孔

泥浆制备时, 要选择高塑性黏土或膨润土土质，在施工中必须严格控制土质的粘度、含砂率、胶体率等指标，同时把握好拌制泥浆的配合比，拌制泥浆必须利用钻孔机械施工时穿插进行，并随时注意检查泥浆的密度是否达到规范要求。钻孔灌注桩清孔的原理是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,

使沉渣的岩粒、砂粒处于悬浮状态，再利用泥浆胶体的粘结力使处于悬浮的沉渣随着泥浆的循环流动被逐步带出桩孔，最终使桩孔内沉渣厚度达到要求。钻孔灌注桩的第一次清孔是待孔体达到设计要求时利用钻杆转动并在孔内注水原位进行清孔，当孔口的泛浆比重达标并测得孔底沉渣厚度小于50 mm 时第一次清孔完成，清孔完成后应及时吊放钢筋笼和沉放混凝土导管，导管的连接方式宜采用法兰盘连接并加密封胶圈,在沉放前一定要检查其连接是否牢固、密实, 确保在混凝土浇筑过程中不漏气、不漏浆。在吊放钢筋笼过程中，使处于悬浮状态的遗留沉渣再次沉到孔底，致使沉渣过厚不能被混凝土的冲击力翻起而成为永久性沉渣，影响桩基工程质量，故在混凝土浇筑前，必须利用混凝土导管注水进行第二次清孔，当孔口比重及沉渣厚度符合要求后，应立即进行混凝土的浇筑工作。

三、 水下混凝土的灌注

1、首批混凝土灌注。其灌注量和导管底口与桩尖标高、混凝土面至孔底高度、导管内径及桩径有关，应根据这几个指标，精确计算首批混凝土用量，以使首批混凝土灌注下去后，保证导管的埋管深度。由于混凝土量大，搅拌时间长，因此，可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受到的阻力变大, 常出现导管中堵满混凝土, 甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉导管，若起重能力不足, 则应用卷扬机拉紧漏斗晃动，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入混凝土，进行后续灌注。

2、后续混凝土灌注。在灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后， 应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土。

3、后期混凝土的灌注。后期由于孔内压力较小，往往上部混凝土不如下部密实，这时应稍提漏斗增大落差，以提高其密实度。

4、混凝土灌注速度

在控制混凝土初凝时间的同时，必须合理加快灌注速度，这对提高混凝土的灌注质量十分重要。因此，应做好灌注前的各项准备工作，以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。

只有抓好事先准备，强化施工准备、成孔、清孔、水下混凝土灌注等施工全过程中各环节的质量控制， 采取有效的预防措施，杜绝事故发生，才能达到安全、优质、经济、高效的施工目的。

参考文献：

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