时间：2013-11-29 分类：工业设计
摘 要: 钻孔灌注桩是一种在国内和结构工程中被广泛应用的基础形式,它的质量是控制工程基础安全的关键因素,本论文主要论述了钻孔灌注桩的施工工艺、施工中特殊情况的处理及质量事故的预防措施,这将对类似的工程提供一个很好的参考。
关键词: 钻孔灌注桩;施工;质量控制;
钻孔灌注桩是目前高层在建设工程中使用比较广泛的一种桩基，具有适应性强、施工操作简单、设备投入小等优点。但是由于钻孔灌注桩的施工大部分是在地面以下进行，其施工过程无法直接观察，成桩后也不能进行直接开挖验收，它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。正确地选用科学合理的施工工艺，分析钻孔灌注桩在施工过程中可能发生的事故，进行必要的防范是保证钻孔灌注桩成桩质量的重要措施。
一、钻孔灌注桩施工的工艺要点
1、施工前的准备和钻机的安装定位
施工准备包括选择桩机、钻具、场地及进行试桩等。然后精确测量放线，放出桩中心点，埋设好十字桩，在孔口布置高程控制点，做好钻孔的各项准备工作。
钻机的位置和正确的安装钻机在施工中式相当重要的，钻机的基础如果不稳定会造成桩的倾斜和偏心等不良影响。钻机就位前，对钻机的各项准备工作进行检查，包括场地布置与钻机座落处的平整和加固，主要机具的检查与安装，配套设备的就位及水电供应的接通等。桩的成孔，在中距5m内的任何砼灌注桩完成24小时后才能开始，以避免干扰邻桩砼的凝固。钻孔连续进行，不中断。
2、钻孔及打桩顺序
首先，将钻机用水准仪找平，使成孔中心与桩中心一致，紧接着埋设第一、第二节套管，在套管压入过程中用测锤不断校核竖直度，确保套管竖直，进行冲抓钻孔，依次向下施工，当到卵石层时可先进行一定限度冲抓超挖，然后再压套管，再冲抓成孔。
打桩顺序一般分为：由一侧向单一方面打;自中间向两个方面对称打;自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此应结合地基土壤的挤压情况，桩距的大小，桩机的性能，工程特点及工期要求，经综合考虑予以确定，以确保桩基质量。
3、灌注水下混凝土
砼灌注操作分为首批砼灌注、后续砼灌注、后期灌注三个过程。在前一过程中，砼灌注量与泥浆至砼面高度，砼面至孔底高度，泥浆的密度，导管内径及桩直径有关。孔径越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批砼在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满砼，甚至漏斗内还有部分砼，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，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，这样能使砼顺利下滑至孔底，下满后，继续向漏斗加入砼，进行后续灌注。在后续灌注中，当出现非连续性灌注时，漏斗中的砼下落后，应当牵动导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入砼。牵动导管的作用有两点：
①、有利于后续砼的顺利下落，否则砼在导管中存留时间稍长，其流动性能变差，与导管间摩擦阻力随之增强，造成水泥浆缓缓流坠，而骨料都滞留在导管中，使砼与管壁摩擦阻力增强，灌注砼下落困难，导致断桩。同时，由于粗骨料间有大量空隙，后续砼加入后形成的高压气囊，会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水，有时还会形成蜂窝状砼，严重影响成桩质量。
②、牵动导管增强砼向四周边扩散，加强桩身与周边地层的有效结合，增大桩体摩擦力，同时加大砼与钢筋笼的结合力，从而提高桩基承载力。
二、容易出现的质量事故和防范措施
1、施工中孔壁坍塌及对策
钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。根据对此类问题的分析，发现造成施工事故的原因主要在于：
①护筒的长度不够，护筒变形或形状不合适;
②保持的水头压力不够;
③地下水位有较高的承压力;
④在砾石层等处有渗流水或者没水，孔中出现跑水现象;
⑤泥浆的容重及浓度不足;
⑥成孔速度太快，在孔壁中来不及形成泥膜;
⑦用造孔机械在护筒底部造孔时触动了孔周围的土壤;
⑧沉放钢筋时，碰撞了孔壁，破坏了泥膜及孔壁;
⑨造孔机械的机械力过大，致使护筒与土层之间的粘着力减弱;
针对这种问题，应采取的相应处理措施为：
施工现场在埋设灌注桩的护筒时，坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实，必须注意保持护筒安装垂直，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。
为避免此类问题的发生，在施工中，要求施工人员要严格按施工规范进行施工，深入理解设计意图是确保成功施工的关键因素，塌孔的桩孔应及时回填，当地层呈现稳定状态后，应适当的停置3~5天后再度施工为宜。
2、缩颈
缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩径缩小，截面不符合要求。缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题，其原因有：在含水量大的粘性土中沉管时，土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。桩管拔出后，这种压力便作用到新灌注的砼桩上，使桩身发生不同程度的颈缩现象，拔管过快，砼量少或和易性差，使砼出管时扩散差。针对这种情况，应采用优质泥浆，降低失水量。成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段时间内，孔壁形成泥皮，则孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片，在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外，可采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。#p#分页标题#e#
3、钢筋笼上浮
用全套管法成孔后，在浇筑混凝土时，有时钢筋笼会发生上浮，其原因及相应对策如下：
①套管底部内壁黏附砂浆或土粒，由于管的变形，使内壁产生凹凸不平，在拔出套管时，将钢筋笼带上来。此时，应注意在成孔前，必须首先检查最下部的套管内壁，当堆积大量粘着物时，一定要及时清理。如确认有变形，必须进行修补，待成孔结束时，可用张大锤式抓斗，使其反复升降几次，以敲掉残余在管内壁上的土砂，确保孔底水平。
②当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小，有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时，会发生钢筋上浮现象，出现这种问题处理的方法是，使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
③钢筋笼自身弯曲，钢筋笼之间的接点不好、弯曲，箍筋变形脱落，套管倾斜等，使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时，也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时，应注意提高钢筋笼加工、组装的精度，防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度等，不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中，不得敲打钢筋笼的顶部。
④由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。
⑤钢筋笼放置初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，混凝土接近笼时，控制导管埋深在1.5-2.0m。
4、桩底沉渣量过多
清孔是灌注桩施工中保证成桩质量的重要环节，通过清孔应尽可能的使桩孔中的沉渣全部清除，使混凝土与岩基结合完好，提高桩基的承载力。施工中发生桩底沉渣的主要原因及处理的措施如下：
①桩底的沉渣过多主要由于施工中违犯操作规定，清孔不干净或未进行二次清孔造成的;施工中应保证灌注桩成孔后，钻头提高孔底10-20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟，然后将锤式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。
②当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时，桩底的沉渣浮起困难，沉渣将堆积在桩底，影响桩与地基的结合。工程中需采用性能较好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不能用清水进行置换。
③钢筋笼吊放过程中，如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位，将会发生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土会坍落在桩底;因此，钢筋笼吊放时，务使钢筋笼的中心与桩中心保持一致，避免碰撞孔壁。在钢筋笼的加工工艺上，可选用冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度，减少空孔时间，从而减少沉渣。这种方法是用已有的空吸泵、空压机，在导管上备有承接管，它无需特殊设备，在任何施工方法中均可采用。
④清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为30-40mm，应有足够的混凝土储备量，使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣，达到清除孔底沉渣的目的。
