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【摘 要】结合某人行天桥工程施工情况，简要介绍了该工程钻孔灌注桩的施工质量控制过程及其经验。
【关键词】钻孔灌注桩；施工质量；控制
Quality control of bored construction of a overpath footbridge
Zhang Zhong-zhi
(Chongqing Guohao Construction Co.,Ltd Chongqing 400060)
【Abstract】With someone pedestrian bridge construction,this article discusses the construction of bored piles of the project quality control process and experience.
【Key words】Bored pile;cConstruction quality;Control
1. 工程概况
某天桥采用坦矩型预制连续钢箱梁结构，天桥基础为桩基础，共10根，桩径800，桩长根据地质钻探资源取26m～31m不等，桩基砼强度等级C25。本文主要介绍该工程桩基施工质量控制过程。
2. 钻孔灌注桩施工质量控制措施
该工程总工期50天，扣除钢结构吊装、焊接、桥面铺装及附属工程施工时间，实际桩基施工时间约20天，且工程地处市区繁华地段，施工干扰很大，因而如何在这种特定条件下优质地施工钻孔灌注桩是该工程施工考虑的重点。为保证桩基施工质量，该工程按照三个阶段进行施工质量控制，即钻孔阶段质量控制、钢筋笼制作安装质量控制、砼灌注质量控制。
2.1 钻孔阶段质量控制。
2.1.1 桩位放样。
在进行场地整平后组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。
2.1.2 埋设护筒。
2.1.3成孔。
本次成孔采用正循环回转钻进施工技术，用犁式梳齿单腰式双腰带四翼合金钻头钻进，通过地质钻探资料得知，该工程土层有6个层次，自上而下依次为填土层、淤泥层、细砂层、中粗砂层、残积砂质粘性土层、强风化花岗岩层，根据不同层次的土质结构，钻孔作业选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进时，进入强风化花岗岩层后，因土层太硬，会引起钻锥跳动及钻锥偏斜，加大钻杆摆动，因此也选择低档慢速，优质泥浆，大泵量方法钻进。转盘转速参数取值13～40v/min。成孔深度按设计要求进行控制，设计要求为桩孔进入强风花化岗岩层5m。
2.1.4 泥浆护壁。
在钻进过程中，根据地层不同情况，保持一定的静水水头压力，按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，尽量利用地层粘土，自然造浆，泥浆稠度不能满足要求时，应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。（见表1 ）
桩孔施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。
2.1.5 孔内事故预防措施。
（1）选择有经验的、责任心强的施工队伍，保证操作人员的素质。
（2）加强钻具检查，对加工不良的钻具严禁使用。
（3）对孔内水头高度，泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测，发现问题及时解决，尤其在钻孔排渣，提锥除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆性能指标，以防坍孔。
（4）钻孔作业应分班连续进行，经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明土层，然后跟地质剖面图核对，根据土层情况采取相应措施，保证施工质量。
（5）升降钻锥须平稳，钻锥提出井口应防止碰撞护筒、孔壁，防止钩挂护筒底部，拆装钻杆时力求迅速。
2.1.6 清孔。
清孔是孔桩施工，保证成桩质量的重要一环。通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求，因本次采用正循环回转钻进技术，其清孔方法为：桩孔终孔后，将钻具提高20～50cm，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆并维持正循环30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥质，泥浆含砂量小于4%为止。本工程桩孔因有较厚的松散易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。
2.2 钢筋笼制作安装质量控制。
2.2.1 钢筋进场：该工程钢筋采用现场加工制作，进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告，同时进场的钢筋还按现行钢筋检验标准，进行取样试验，对不符合质量要求的钢材严禁使用。
2.2.2 钢筋笼制作：在工程成孔过程中及时组织钢筋的加工及钢筋笼的制作。由于工程地处繁华地段，两侧均有高架电线，同时受公司吊车吊升能力限制，钢筋笼一次性吊装存在一定困难，因而采用分节制作，分节吊装焊接的施工工艺，根据钢筋笼长度及公司吊车吊升能力，钢筋笼制作分为四节进行，制作时主要控制以下几点：
（1）钢筋的数量规格要符合要求，防止偷工减料。
（2）因分节制作，要充分考虑钢筋笼的搭接长度，以保证钢筋笼总体长度。
（3）控制好主筋、箍筋及加强筋的间距。
（4）事先在钢筋笼外侧安装保护层垫块，垫块厚度2cm，每组垫块沿钢筋笼截面周围方向设置4块，组垫块间距2m。
2.2.3 钢筋笼安装，安装时主要注意以下几个事情：
（1）钢筋笼吊装必须保证其垂直度，且钢筋笼中心线与桩孔中心线偏差在规范允许范围内。
（2）钢筋笼吊装过程要慢速、平稳，严禁猛堆猛放。
（3）因钢筋笼分四节制作，则每节钢筋笼之间要进行焊接，焊接时必须保证焊接长度和焊接质量，且要控制焊接时间，用吊线法判断上下节钢筋笼是否在同一直线上。
（4）应控制钢筋笼吊装总时间，按不超过4小时控制。
2.3 砼灌注质量控制。
2.3.1 水泥、砂、石等原材料及砼配合比。
灌注桩所用砼属超塑性，大流动性砼，选择水泥品种时应优先考虑选择保水性较好的水泥，细骨料应选择中砂，粗骨料应控制好其最大粒径和级配。因砼在地下泥浆中浇注，无法振捣只能靠砼自重作用自然密实，因而砼必须保证具有足够的流动性和良好的和易性，通过掺用适量的对水泥具有适应性对钢筋无腐蚀作用的外加剂来予以实现。砼坍落度按18cm～22cm控制。砂率控制在40%～45%之间。
原材料购买时主要选择有质量保证能力的信誉良好的供应厂家或供应商，材料进场严格其检查验收制度，防止进场原材料与试验原材料不一致，不合格原材料不得使用。因该工程砼采用现场搅拌，原材料堆放必须规范化，尤其是水泥堆放必须保证不受潮，不被雨淋。该工程采取下垫30cm碎石上盖防雨布的形式对水泥进行防护。
外加剂采用AF高效减水剂，此减水剂对425#普硅有较好的适应性，对钢筋无腐蚀性。
本工程桩基砼强度等级C25，砼配合比为：
水：水泥：砂：碎石：AF=0.49：1：1.57：2.17：0.7%
砼坍落度按18cm设计，砂率为42%。
2.3.2 砼拌制。
砼拌制关键在于对砼所用原材料的计量控制及砼拌制时间的控制，该工程为保证计量准确进场了一台经过计量检定的台称，拌制前通过换算，确定拌制一料所需的水泥、砂、石、水及外加剂用量，拌制时，由现场技术人员蹲点指导，进行称量。拌制时间按不超过90秒钟控制。
2.3.3 砼灌注。
该工程砼灌注采用导管法进行，导管直径200mm，通过砼数量约10m3/h，每根桩基砼灌注时间约1.5～2.5小时，为保证砼灌注质量，施工时主要按以下几个要求进行控制。
（1）灌注前的检查工作：砼浇灌前首先应对桩孔质量，回淤沉渣厚度，泥浆指标，桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。
（2）导管及隔水塞安置：该工程采用的导管一般每根长4m，并配有2根1m长短管，以便调整高度。导管安装接头处采用密封垫圈予以密封。导管吊入孔内应保持位置居中，防止跑管撞坏钢筋笼，导管放至离孔底30～50cm并在孔口用夹板固定接上漏斗。灌注砼所用隔水塞的规格，必须跟导管尺寸相吻合，以防隔水塞卡管，隔水塞必须安放在管内水面5～10cm处，用铁丝悬挂牢靠。
（3）控制首次砼灌注数量：根据孔径，导管距孔底的间距，导管埋置深度及导管内砼高度等计算首批砼浇灌量，拌制后存于储料斗内。经计算，该工程初灌量1.5m3，可以达到埋管2m。其加料顺序为：首先在漏斗中灌放C30水泥砂浆0.3m3左右，再倒入C25砼1.2m3。剪断隔水塞铁丝后开始正常的灌注作业。
（4）浇灌过程控制：该工程灌注时在导管口悬挂一根长1.5m，直径5cm的胶管，以便倒入砼时，排除导管内空气，避免在导管内形成高压气囊，挤破密封垫圈造成漏水，同时防止大量空气压入砼，增加砼内气体含量，影响砼强度。砼浇灌过程中随时探测孔内砼面高度，计算导管埋深，正确指挥导管的提升和拆除，导管埋深按不小于2m不大于6m控制。当砼面接近钢筋骨架时，放慢浇灌速度，减少砼对钢筋笼的冲击力。砼进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架，在导管下有一定的埋深。
（5）灌注结束前控制：砼浇灌将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管外泥浆稠度增加，比重增大，会出现顶升困难现象，该工程采取往孔内注水稀释泥浆的措施，以降低泥浆对砼的压力，保证砼浇筑顺利进行。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上须加灌一定的高度，以便灌注结束后清除此段砼，露出合格的砼。增加的高度按0.5～1m控制。
3. 质量成果
3.1 砼抗压强度及其评定。
根据国家标准该工程10根桩基共制作10组砼强度试块，经标准养护28天后进行强度试验，其结果如下(单位MPa)：30.5，35.3，34.7，29.6，26.5，27.4，32.9，25，30.2，27.1。
采用统计法进行强度评定，根据GBJ107-87规定应满足：
mfcu-λ1sfcu≥0.9fcu.k
fcu.min≥λ2fcu.k
而mfcu=29.92MPafcu.k=25MPasfcu=3.52MPa
又n=10得λ1=sfcu=23.94MPa＞0.9fcu.k=22.5MPa
fcu.min=25MPa＞λ2fcu.k=22.5MPa
所以砼强度合格
3.2 桩基动测结果。
根据质量监督部门的要求，该工程10根桩基都进行了动测检定，检定结果为：8根Ⅱ类合格桩，2根Ⅰ类优质桩，全部符合要求。
4. 几点体会
4.1 砼钻孔灌注桩钻孔工艺，井孔护壁是关键，要顺利成孔必须严格执行国家标准，选择好泥浆并保持静水压力，防止钻孔过程质量事故发生。
4.2 控制沉淀厚度是保证桩基尤其是端承桩承载力的重要条件，因此砼灌注前需检测回浆沉淀厚度，发现超标应重新清孔。
4.3 桩基砼质量控制关键在于控制好原材料和砼拌制过程，原材料必须符合要求，计量一定要准确。砼浇灌过程重点把握初灌量，并经常测探砼面高度，及时拆除导管。砼浇灌应连续进行。
4.4 人的因素也至关重要，人是管理的主体，人的素质的高低、质量意识的强弱对保证工程质量有着很大影响，因此要选择素质过硬、责任心强的施工技术管理人员，做到各级人员层层把关，使桩基施工有条不紊，工程质量才能得到有效保证。
［文章编号］1006-7619（2011）03-20-234
【关键词】钻孔灌注桩；施工质量；控制
Quality control of bored construction of a overpath footbridge
Zhang Zhong-zhi
(Chongqing Guohao Construction Co.,Ltd Chongqing 400060)
【Abstract】With someone pedestrian bridge construction,this article discusses the construction of bored piles of the project quality control process and experience.
【Key words】Bored pile;cConstruction quality;Control
1. 工程概况
某天桥采用坦矩型预制连续钢箱梁结构，天桥基础为桩基础，共10根，桩径800，桩长根据地质钻探资源取26m～31m不等，桩基砼强度等级C25。本文主要介绍该工程桩基施工质量控制过程。
2. 钻孔灌注桩施工质量控制措施
该工程总工期50天，扣除钢结构吊装、焊接、桥面铺装及附属工程施工时间，实际桩基施工时间约20天，且工程地处市区繁华地段，施工干扰很大，因而如何在这种特定条件下优质地施工钻孔灌注桩是该工程施工考虑的重点。为保证桩基施工质量，该工程按照三个阶段进行施工质量控制，即钻孔阶段质量控制、钢筋笼制作安装质量控制、砼灌注质量控制。
2.1 钻孔阶段质量控制。
2.1.1 桩位放样。
在进行场地整平后组织有资格的测量放样人员，将所有桩位放出，钉好十字保护桩，做好测量复核，并记录放样数据备案。
2.1.2 埋设护筒。
2.1.3成孔。
本次成孔采用正循环回转钻进施工技术，用犁式梳齿单腰式双腰带四翼合金钻头钻进，通过地质钻探资料得知，该工程土层有6个层次，自上而下依次为填土层、淤泥层、细砂层、中粗砂层、残积砂质粘性土层、强风化花岗岩层，根据不同层次的土质结构，钻孔作业选择不同的转盘转速和进尺进行控制。在砂层钻进时，进入强风化花岗岩层后，因土层太硬，会引起钻锥跳动及钻锥偏斜，加大钻杆摆动，因此也选择低档慢速，优质泥浆，大泵量方法钻进。转盘转速参数取值13～40v/min。成孔深度按设计要求进行控制，设计要求为桩孔进入强风花化岗岩层5m。
2.1.4 泥浆护壁。
在钻进过程中，根据地层不同情况，保持一定的静水水头压力，按平衡钻进原理指导泥浆管理工作，尽量利用地层粘土，自然造浆，泥浆稠度不能满足要求时，应选择造浆能力强、粘度大的粘性土进行造浆，以提高泥浆稠度，确保钻进过程不塌孔，不缩孔。（见表1 ）
桩孔施工采用一次性全面不间断作业，施工中根据出渣情况判断土层结构及时合理地调整泥浆性能指标，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和粘度，保持孔内水头高度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。
2.1.5 孔内事故预防措施。
（1）选择有经验的、责任心强的施工队伍，保证操作人员的素质。
（2）加强钻具检查，对加工不良的钻具严禁使用。
（3）对孔内水头高度，泥浆的相对密度和粘度经常观察和检测，发现问题及时解决，尤其在钻孔排渣，提锥除土或因故停钻时，应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆性能指标，以防坍孔。
（4）钻孔作业应分班连续进行，经常注意土层变化，在土层变化处捞取渣样，判明土层，然后跟地质剖面图核对，根据土层情况采取相应措施，保证施工质量。
（5）升降钻锥须平稳，钻锥提出井口应防止碰撞护筒、孔壁，防止钩挂护筒底部，拆装钻杆时力求迅速。
2.1.6 清孔。
清孔是孔桩施工，保证成桩质量的重要一环。通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求，因本次采用正循环回转钻进技术，其清孔方法为：桩孔终孔后，将钻具提高20～50cm，采用大泵量泵入性能指标符合要求的新泥浆并维持正循环30min以上，直到清除孔底沉渣且使孔壁泥质，泥浆含砂量小于4%为止。本工程桩孔因有较厚的松散易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。
2.2 钢筋笼制作安装质量控制。
2.2.1 钢筋进场：该工程钢筋采用现场加工制作，进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告，同时进场的钢筋还按现行钢筋检验标准，进行取样试验，对不符合质量要求的钢材严禁使用。
2.2.2 钢筋笼制作：在工程成孔过程中及时组织钢筋的加工及钢筋笼的制作。由于工程地处繁华地段，两侧均有高架电线，同时受公司吊车吊升能力限制，钢筋笼一次性吊装存在一定困难，因而采用分节制作，分节吊装焊接的施工工艺，根据钢筋笼长度及公司吊车吊升能力，钢筋笼制作分为四节进行，制作时主要控制以下几点：
（1）钢筋的数量规格要符合要求，防止偷工减料。
（2）因分节制作，要充分考虑钢筋笼的搭接长度，以保证钢筋笼总体长度。
（3）控制好主筋、箍筋及加强筋的间距。
（4）事先在钢筋笼外侧安装保护层垫块，垫块厚度2cm，每组垫块沿钢筋笼截面周围方向设置4块，组垫块间距2m。
2.2.3 钢筋笼安装，安装时主要注意以下几个事情：
（1）钢筋笼吊装必须保证其垂直度，且钢筋笼中心线与桩孔中心线偏差在规范允许范围内。
（2）钢筋笼吊装过程要慢速、平稳，严禁猛堆猛放。
（3）因钢筋笼分四节制作，则每节钢筋笼之间要进行焊接，焊接时必须保证焊接长度和焊接质量，且要控制焊接时间，用吊线法判断上下节钢筋笼是否在同一直线上。
（4）应控制钢筋笼吊装总时间，按不超过4小时控制。
2.3 砼灌注质量控制。
2.3.1 水泥、砂、石等原材料及砼配合比。
灌注桩所用砼属超塑性，大流动性砼，选择水泥品种时应优先考虑选择保水性较好的水泥，细骨料应选择中砂，粗骨料应控制好其最大粒径和级配。因砼在地下泥浆中浇注，无法振捣只能靠砼自重作用自然密实，因而砼必须保证具有足够的流动性和良好的和易性，通过掺用适量的对水泥具有适应性对钢筋无腐蚀作用的外加剂来予以实现。砼坍落度按18cm～22cm控制。砂率控制在40%～45%之间。
原材料购买时主要选择有质量保证能力的信誉良好的供应厂家或供应商，材料进场严格其检查验收制度，防止进场原材料与试验原材料不一致，不合格原材料不得使用。因该工程砼采用现场搅拌，原材料堆放必须规范化，尤其是水泥堆放必须保证不受潮，不被雨淋。该工程采取下垫30cm碎石上盖防雨布的形式对水泥进行防护。
外加剂采用AF高效减水剂，此减水剂对425#普硅有较好的适应性，对钢筋无腐蚀性。
本工程桩基砼强度等级C25，砼配合比为：
水：水泥：砂：碎石：AF=0.49：1：1.57：2.17：0.7%
砼坍落度按18cm设计，砂率为42%。
2.3.2 砼拌制。
砼拌制关键在于对砼所用原材料的计量控制及砼拌制时间的控制，该工程为保证计量准确进场了一台经过计量检定的台称，拌制前通过换算，确定拌制一料所需的水泥、砂、石、水及外加剂用量，拌制时，由现场技术人员蹲点指导，进行称量。拌制时间按不超过90秒钟控制。
2.3.3 砼灌注。
该工程砼灌注采用导管法进行，导管直径200mm，通过砼数量约10m3/h，每根桩基砼灌注时间约1.5～2.5小时，为保证砼灌注质量，施工时主要按以下几个要求进行控制。
（1）灌注前的检查工作：砼浇灌前首先应对桩孔质量，回淤沉渣厚度，泥浆指标，桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。
（2）导管及隔水塞安置：该工程采用的导管一般每根长4m，并配有2根1m长短管，以便调整高度。导管安装接头处采用密封垫圈予以密封。导管吊入孔内应保持位置居中，防止跑管撞坏钢筋笼，导管放至离孔底30～50cm并在孔口用夹板固定接上漏斗。灌注砼所用隔水塞的规格，必须跟导管尺寸相吻合，以防隔水塞卡管，隔水塞必须安放在管内水面5～10cm处，用铁丝悬挂牢靠。
（3）控制首次砼灌注数量：根据孔径，导管距孔底的间距，导管埋置深度及导管内砼高度等计算首批砼浇灌量，拌制后存于储料斗内。经计算，该工程初灌量1.5m3，可以达到埋管2m。其加料顺序为：首先在漏斗中灌放C30水泥砂浆0.3m3左右，再倒入C25砼1.2m3。剪断隔水塞铁丝后开始正常的灌注作业。
（4）浇灌过程控制：该工程灌注时在导管口悬挂一根长1.5m，直径5cm的胶管，以便倒入砼时，排除导管内空气，避免在导管内形成高压气囊，挤破密封垫圈造成漏水，同时防止大量空气压入砼，增加砼内气体含量，影响砼强度。砼浇灌过程中随时探测孔内砼面高度，计算导管埋深，正确指挥导管的提升和拆除，导管埋深按不小于2m不大于6m控制。当砼面接近钢筋骨架时，放慢浇灌速度，减少砼对钢筋笼的冲击力。砼进入钢筋骨架一定深度后，适当提升导管，使钢筋骨架，在导管下有一定的埋深。
（5）灌注结束前控制：砼浇灌将近结束时，由于导管内砼柱高度减小，超压力降低，而导管外泥浆稠度增加，比重增大，会出现顶升困难现象，该工程采取往孔内注水稀释泥浆的措施，以降低泥浆对砼的压力，保证砼浇筑顺利进行。为确保桩顶质量，在桩顶设计标高以上须加灌一定的高度，以便灌注结束后清除此段砼，露出合格的砼。增加的高度按0.5～1m控制。
3. 质量成果
3.1 砼抗压强度及其评定。
根据国家标准该工程10根桩基共制作10组砼强度试块，经标准养护28天后进行强度试验，其结果如下(单位MPa)：30.5，35.3，34.7，29.6，26.5，27.4，32.9，25，30.2，27.1。
采用统计法进行强度评定，根据GBJ107-87规定应满足：
mfcu-λ1sfcu≥0.9fcu.k
fcu.min≥λ2fcu.k
而mfcu=29.92MPafcu.k=25MPasfcu=3.52MPa
又n=10得λ1=sfcu=23.94MPa＞0.9fcu.k=22.5MPa
fcu.min=25MPa＞λ2fcu.k=22.5MPa
所以砼强度合格
3.2 桩基动测结果。
根据质量监督部门的要求，该工程10根桩基都进行了动测检定，检定结果为：8根Ⅱ类合格桩，2根Ⅰ类优质桩，全部符合要求。
4. 几点体会
4.1 砼钻孔灌注桩钻孔工艺，井孔护壁是关键，要顺利成孔必须严格执行国家标准，选择好泥浆并保持静水压力，防止钻孔过程质量事故发生。
4.2 控制沉淀厚度是保证桩基尤其是端承桩承载力的重要条件，因此砼灌注前需检测回浆沉淀厚度，发现超标应重新清孔。
4.3 桩基砼质量控制关键在于控制好原材料和砼拌制过程，原材料必须符合要求，计量一定要准确。砼浇灌过程重点把握初灌量，并经常测探砼面高度，及时拆除导管。砼浇灌应连续进行。
4.4 人的因素也至关重要，人是管理的主体，人的素质的高低、质量意识的强弱对保证工程质量有着很大影响，因此要选择素质过硬、责任心强的施工技术管理人员，做到各级人员层层把关，使桩基施工有条不紊，工程质量才能得到有效保证。
［文章编号］1006-7619（2011）03-20-234