龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
浅谈钻孔灌注桩的施工及监理
作者：侯立勋
来源：《城市建设理论研究》2013年第11期
摘要：从施工及监理的角度，阐述了钻孔灌注桩的施工技术及质量监理的要点，并对现阶段设计中存在的问题提出了个人意见。 关键词：桩基础 现场施工 施工监理
中图分类号：U415文献标识码： A 文章编号： 一．施工监理与工程管理
按照国家现行有关规范施工并不存在什么困难，然而施工质量却常常达不到要求，如施工单位在施工中能对最薄弱的环节予以关注，予以加强，就能收到事半功倍的效果。下面对钻孔灌注桩施工中影响承载力及施工监理的要点作一剖析。 1.1施工监理要点 1.1.1.孔的垂直度
钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一环，目前绝大多数的施工现场不检查垂直度，有的单位没有检查设备或根本不知道如何检测，有的单位则因测孔斜费时费力不愿多此一举。斜率超标，桩的受力状态被改变，桩头偏位，影响上部结构质量，严重影响钢筋笼的安置；在砂土类地层中孔壁极易塌孔，沉渣不宜清除。 1.1.2孔深
对于孔深的量测应是监理工作的重点，实际操作中应注意下列问题：
(l)测量有误达不到设计深度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩现象，有的收缩量可达 lcm～lm左右，测50m的孔就会产生0.5m左右的误差。(2)钻孔入岩深度达不到设计要求，更多的是由于地层分布不均匀，如岩层分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。因此入岩深度的控制应引起设计、施工和质检部门的共同重视。入岩深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。 1.1.3孔径
在塘、沟、地段有沉积粘性土和粉士中钻孔容易出现缩孔现象。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
(l)由于孔径小于规范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了桩的安全系数。 (2)软弱土层一般都在地层上部，缩颈现象也发生在此段，而桩的内力也是上段大，容易造成桩身抗压强度不够而破坏。
(3)由于孔径达不到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的抗压弯能力削弱或丧失。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制，提高泥浆质量，增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直径应适当加大，也可采用处理孔斜的导正器法，在导正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程中起扫孔作用。此外在易于产生缩孔的土层中施工，减少空孔时间也是非常重要和有效的措施。 1.1.4 泥浆
在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是相当重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥浆质量和泥浆管理的重视，泥浆质量差，其后果是：
(1)形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌壁，在流塑状粘土层则易于缩孔。
(2)泥浆稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大降低桩的侧摩阻力。
(3)稠浆在钢筋笼钢筋上沉积粘附，导数钢筋与砼握裹力降低。 1.1.5沉渣与沉淤
一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积物统称沉渣，实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士，主要是砂、砾石和碎岩硝等，而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层，能导致端承力丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少空孔时间。沉渣的清除采用反循环成孔工艺能达到较好的效果速度能达到2~3m／s．是正循环的40倍以上，故携渣能力强。 1.1.6砼灌注
砼灌注是最后一道也是最关键的一道工序。首先必须严格按设计强度配制砼。许多施工单位都是现场搅拌砼，其常见问题是：1)砂石的含泥量偏大；2)配料的计量不准确；3)水泥保管不善受潮。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
水下砼灌注由于阻力大不易流畅灌入，于是施工单位常随意加大水灰比，增大塌落度便于砼灌注，结果砼的强度等级严重降低。质检和设计人员应加强现场质量监理，决不能轻易相信试块的试验结果。
在保证砼质量合格的前提下，导管法水下灌注砼质量难以控制的主要原因是：1)不能象上部结构施工那样逐层振捣；2)由于导管埋在泥浆和砼中，砼的灌入阻力是相当大的， 灌入阻力可按下式估算：
R=π(D2—d2)(l1rw+l2rh)/4 (l)式中， D为桩直径；d为导管直径； rww为泥浆重度；rh为砼重度；
要克服很大的灌入阻力保证砼桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越大，完成每一斗砼灌注的时间越短，砼桩身越均匀。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒径则摩擦系数不一样，因此仅靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，则易造成砼粗骨料在桩芯堆积，随半径增大而递减。桩身不匀，则影响桩的抗压强度。 1.3、工程管理
钻孔灌注桩质量控制按地面作业和隐蔽作业两部分划分。 隐蔽作业的质量控制关键是检测的准确性和检测与施工作业配合的适时性。可编制由成桩过程的不同时段表示的动态控制表，无论对进度还是质量的动态控制都十分有效。 二、技术问题 2.1嵌岩深度 2.1.1岩石力学性状
在确定嵌岩深度之前，应对岩石的力学性状有所了解，尤其是抗压强度。微风化软质岩如粘土岩，其饱和单轴极限抗压强度一般在10~12MPa之间， 当于 C15~C20砼。硬质岩如微风化砂岩，其饱和单轴极限抗压强度一般在50~60Mpa之间。高于C60砼。这是根据钻探取芯试验的结果得来的，实际上未扰动岩层的抗压强度比这还要高。 2.1.2施工工艺水平
加大桩的嵌岩深度，主要目的是增加侧摩阻力。要使入岩段桩的侧摩阻力能充分发挥，必须使砼与岩石孔壁很密实地结合为一体，这就需要清除泥皮，目前国内施工水平还解决不了这个问题，因此片面强调增加嵌岩深度有时效果适得其反。 2.1.3上覆土层力学性状
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
上覆土层能提供的侧摩阻力qs越大，桩尾段承载力发挥的比例就越小，增加入岩深度也就更无意义。总之，增加嵌岩深度并不能保证承载力提高，有时适得其反。桩的承载力与成桩用时关系极大，空孔时间长，孔壁浸泡时间就长，不但泥皮增厚，孔壁一定范围的土质也会泡得松软，无疑降低了摩阻力，使质量事故的发生率提高。 2.2极限承载力
按目前的取值标准，对承载力量级大的大直径中长桩偏于保守且不够经济。 如对 φ1000mm，长55m的桩。当 Q=15000kN时，砼桩身的弹性压缩就达20mm以上；如按s=40mm或s=60mm取值则桩土之间的相对位移就更加微小，桩的承载力尤其是桩下部和端部的承载力就得不到充分发挥，结果是安全系数增大，经济效益降低。在确定桩的极限承载力时，大直径中长桩Q-s曲线常常是缓变形，这时的取值以变形控制为主。 三、结语
综上所述，为了不断提高建设工程钻孔灌注桩的质量，监理单位应从以下几个方面进行严格控制并不断进行研究、改进和提高：
(l)对施工单位钻孔设备钻头的切削性能、泥浆的处理设备等与施工效率和质量有关的机具、仪器等都应进行检查。
(2)不同的施工方法其效率和质量有很大差异，监理应从施工方法着手进行预先控制。 (3)认真研究质量检测设备的准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全度，留下工程隐患。
(4)提高和完善管理水平，应以工序控制和事前控制为主，建立系统化的动态管理制度和方法。 参考文献：
1、《铁路桥涵地基和基础设计规范》 2005-06-14. 2、《铁路桥涵工程施工质量验收标准》 2004-01-01. 3、《铁路建设工程监理规范》 2007-07-01.
