2016年12月08 159

浅析大直径超长钻孔灌注桩的施工质量控制

贺 维

重庆巨能建设（集团）有限公司项目管理分公司，重庆 401120

摘要：重庆木洞苏家浩大桥P3、P4主桥墩采用直径为Φ2.5m 、桩长为62.51m 的群桩基础，属于大直径超长钻孔灌注桩。本文主要基于工程实例，分别从钻孔灌注桩成孔、钢筋笼制安、水下混凝土浇筑、施工问题和质量事故分析处理四个方面对大

直径超长钻孔灌注桩的施工质量控制进行全面总结分析，为以后类似钻孔灌注桩施工提供了宝贵经验。[1]

关键词：大直径超长；钻孔灌注桩；成孔质量；钢筋笼；水下混凝土；质量事故 中图分类号：U445.551 文献标识码：A 文章编号：1671-5659(2016)12-0159-02

随着桥梁不断向跨江跨海领域发展，大直径超长钻孔灌注桩在大型桥梁中的应用越来越广泛，但在施工过程中，大直径超长钻孔灌注桩质量事故频繁发生，严重影响整座桥的施工工期，并给施工单位造成大量的经济损失。因此，加强大直径超长钻孔灌注桩的施工质量控制显得尤为重要，不但可以保证工期，还可以提高经济效益。

1 工程概况

重庆木洞苏家浩大桥起于茶涪路，与茶涪路平交，横跨长江河汊，止于桃花岛。主桥桥跨布置为4×80m+87m ，采用上承式钢筋混凝土连续箱型拱桥，引桥采用36.4m 钢筋混凝土实心板拱桥，桥梁总长469m ，全宽23m 。P3、P4主桥墩采用直径为Φ2.5m 、桩长为62.51m 的群桩基础，属于大直径超长钻孔灌注桩。整座桥共有16根大直径超长钻孔灌注桩，采用冲击钻成孔，利用导管法灌注C30水下混凝土。钢筋笼直径为Φ2.36m ，单根钢筋笼重达25t ，长为63.91m=3×18m+9.91m ，采用25t 汽车吊吊装至平板车上，运输到桩基位置，利用75t 履带吊吊装下放。

2 施工工艺流程

平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→第一次清孔并检查成孔质量→钢筋笼制安→第二次清孔→下放导管→灌注水下混凝土→

拔出护筒→破除桩头→桩基检测。[2]

3 钻孔灌注桩成孔的质量控制

3.1 钻孔灌注桩的施工方法及要求

因地质环境较为复杂，从上至下依次为江底沉渣、3.5米旧钢筋混凝土承台、泥岩、强风化砂岩及弱风化砂岩，故采用冲击钻成孔，选用JK-6型冲击钻机，且配置重量不低于8t 的钻头。因钻进过程中钻渣沉在孔底会严重影响钻进效果，所以采用泥浆循环、空压机吸渣将钻渣排除孔外。冲

击钻孔操作要点[3]

见下表：

灌注桩的成孔质量控制是桩基施工中的一个重要环节，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜

及沉渣厚度超标等，将直接影响桩身质量和降低桩基承载力。因此，严格控制钻孔灌注桩的成孔质量应做好以下几方面：

3.2.1 采取隔孔施工防止塌孔、缩径

钻孔灌注桩是先成孔，然后在孔内灌注混凝土成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适宜的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥

的技术措施。[4]

3.2.2 确保桩身成孔垂直精度

这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法顺利下放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应保证施工场地平整，钻机安装平稳，机架垂直，并注意在成孔过程中定时检查和校正。对已偏斜的钻孔，应控制钻速，

慢速提升、下降往复扫孔纠偏。[5]

3.2.3 确保桩位、孔径、成孔深度

在护筒定位后及时复核护筒位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于5cm 。为确保成孔孔径，在钻进过程中，经常复核钻头直径，采取钻头加保护块的措施，以防止缩径现象的发生。灌注桩钻进成孔以后，先采用比钢筋笼直径大10cm 的笼式检孔器检查孔径，以确保钢筋笼能够顺利下放。成孔深度的检查，采用气举反循环的原理，空压机吸渣换浆，将沉渣清理干净以后，用测绳下缠测针的方法检查成孔深度。

3.2.4 沉渣厚度的控制

冲击成孔以后，应及时进行第一次清孔。清孔以后，沉渣厚度采用测绳下设测针的刻度减去测绳下设测盘的刻度得到。在钢筋笼安放到位以后，应进行沉渣厚度检测，如沉渣厚度超标，应进行第二次清孔。沉渣厚度必须控制在5cm 以内，否则，将继续清孔直到符合要求为止。

4 钢筋笼制安的质量控制

4.1 钢筋笼预制的质量控制

由于钢筋笼较重，重达25t ，为了便于钢筋笼的正常下放，钢筋笼按照分节预制，底笼一段为18m ，标笼二段均为18m ，最后一段为9.91m 。预制钢筋笼前，先对钢筋原材进行检查验收。验收合格后，根据钢筋笼施工图纸，埋设胎膜进行分节预制，其连接采用直螺纹套筒连接。钢筋笼吊点设置成U 型，两侧对称布置，采用Φ32的圆钢按照不少于5d 的长度双面焊接，焊缝须饱满均匀。钢筋笼预制完以后，应对钢筋笼的质量进行严格检查，严禁将质量不合格的钢筋笼用于灌注桩中。

4.2 钢筋笼吊装下放的施工方法

分节预制好的钢筋笼，采用25t 汽车吊吊至平板车上，将钢筋笼逐节运至指定地点。预先在钻孔平台两侧贝雷梁上安置好井字架，采用1台75t 履带吊，下设扁担梁将钢筋笼

施工技术

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提起下放。底笼下放到指定高度以后，将钢筋笼利用4根直径为Φ24.5mm 的钢丝绳悬挂于井字架上。然后，将标笼运输到位，利用同样的方法下放。下放到与底笼接触时，旋转钢筋笼对齐，采用套筒冷挤压的方法进行钢筋笼连接。预制的钢筋笼逐节连接好后下放，下放过程中应加强声测管的保护，直到底部悬空预留保护层厚度即可。在钢筋笼顶口，绑扎测绳，对后续钢筋笼的情况进行监测。钢筋笼到位以后，应读取初始值，在后续施工中应加强监测观察，若与初始值出现变化较大，应及时进行检查分析，以防止钢筋笼坍塌等现象发生。

4.3 钢筋笼安装的注意事项

钢筋笼在安装下放的整个过程中，应严格控制下放速度。起吊钢筋笼时，速度不应太快，不得在高空停留过久，严禁猛升猛降，以防钢筋笼脱落；吊索要保持垂直，不得超出起重机回转半径斜向拖拉，以免超负荷和钢丝绳滑脱或拉断绳索而使起重机失稳。起吊钢筋笼离开地面10～20cm 后应暂停提升，仔细检查吊点、卡环等情况及吊挂是否牢靠，确认安全后方可继续提升。

5 水下混凝土浇筑的质量控制

5.1 水下混凝土原材料的质量控制

本工程采用的是商品混凝土，混凝土罐车进场以后，应立即派试验员对混凝土的性能进行检测，如坍落度、和易性、流动性等。严禁将不合格的混凝土应用于灌注桩施工之中。由于天气较为炎热，为了防止混凝土在运输过程中凝固，采用的是超缓凝C30水下混凝土。

5.2 水下混凝土浇筑的注意事项

水下混凝土浇筑前，应根据规范要求计算出混凝土首盘量。浇筑导管在使用之前，应进行试压及水密性试验。第二次清孔以后，应立即下放浇筑导管，同时，根据混凝土运输时间确定混凝土的发料时间，以保证第二次清孔以后混凝土能够及时浇筑。在浇筑过程中，应做好浇筑记录，严格控制埋管深度在2-6m 范围内，应避免因埋管过深导致堵管等现象发生。整个灌注桩浇筑过程中，应保证混凝土浇筑的连续性，以及混凝土质量的稳定。防止使用不合格混凝土，如混凝土离析、坍落度过小，则极易导致堵管现象发生。

6 施工问题和质量事故分析处理

6.1 桩头混凝土松散、强度不足 6.1.1 原因分析

灌注桩成桩检测时，大部分桩头在0.3m-2m 范围内出现了桩头松散，强度不足的现象。其主要原因：①桩基过大过长，施工方案考虑桩头超灌深度不够；②混凝土浇筑完成以后，提拔最后一节导管时速度过快，导致水渗入，影响混凝土强度；③由于受到桩基泥浆护壁的影响，浇筑砼的过程中，使得泥浆与混凝土浮浆混合悬浮于表面。

6.1.2 处理措施

对于桩头强度不足，采用水磨钻处理凿除强度不足部分桩头。然后干浇同型号C30混凝土，浇至设计标高。处理后经检测，桩头强度均满足设计要求。

6.2 浇筑过程中出现堵管 6.2.1 原因分析

桩基P3-2初次浇筑堵管，造成堵管的原因：①混凝土离析导致堵管；②混凝土供应不连续，间隔时间过长；③导管埋置过深，底部混凝土初凝。

6.2.2 处理措施

立即二次开盘，紧接着连续浇筑C30水下混凝土。经处理后声测结果显示P3-2为Ⅰ类桩。

6.3 废桩

6.3.1 原因分析

桩基P3-8、P4-6在破桩头时，未找到钢筋笼，造成废桩的直接原因是钢筋笼坍塌。经分析钢筋笼坍塌的原因是：①履带吊下放钢筋笼速度过快，在下放过程中钢筋笼与孔壁擦挂变形坍塌；②在钢筋笼下放完成以后，进行第二次清孔时，吸渣管的冲撞导致钢筋笼损坏坍塌；③内护筒不居中，钢筋笼下放时受到阻碍，导致钢筋笼变形受损；④泥浆护壁坍塌，砸伤钢筋笼。

6.3.2 处理措施

当桩头混凝土凿完未发现钢筋时，首先采用继续往下挖寻找钢筋，挖至2-3m ，仍未发现钢筋；然后又采用雷达扫描探测钢筋，均未找到钢筋；最终判定为废桩，采用返工，重新冲击成孔灌注。经处理后声测结果显示P3-8和P4-6均为Ⅰ类桩。

6.4 漏浆、灌注混凝土渗漏现象 6.4.1 原因分析

由于钢护筒未能完全置于旧钢筋混凝土承台上，与旧钢筋混凝土承台之间存在0.5-2m 的夹层，导致施工过程中出现钻孔漏浆、灌注混凝土渗漏现象。

6.4.2 处理措施

钻孔漏浆的处理措施：①采用黏土、片石、水泥混合堵塞，针对部分桩基有用；②采用浇筑水下混凝土堵漏，效果不佳；③采用潜水员预埋内护筒，内护筒采用锥形（上大下小），上口缠棉絮，然后浇筑C30水下混凝土堵漏。为防止内护筒不居中，内护筒下放到位以后，必须进行试钻；若不居中，应进行校正或重新下放内护筒。经处理后不再漏浆。

灌注混凝土渗漏的处理措施：在冲击成孔以后，先下放内护筒，然后下放钢筋笼，准确计算出夹层位置，在钢筋笼上缠5X5mm 铁丝网。

下放时速度要慢，防止铁丝网与内护筒之间擦挂。经处理后，灌注过程中没有混凝土渗漏现象发生。

7 结语

该工程钻孔灌注桩在施工过程中，虽然存在一些施工问题和质量事故，但通过及时采取有效的补救处理措施，保证了桩基施工成型质量，将经济损失降到最低。通过该工程的实践经验，为以后类似大直径超长钻孔灌注桩施工质量控制提供了参考。

参考文献

[1]梅子广，黄生根，郝世龙.超长大直径钻孔灌注桩施工质量控制[J].施工技术，2013，42(01):54-58

[2]刘万英，林春伟.基于钻孔灌注桩施工方法[J].黑龙江水利科技，2012，40(3):373-374

[3]中国建筑科学研究院.建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008 [M]. 建筑工业出版社, 2008.

[4]丁洋.浅谈钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J].城市建设理论研究:电子版，2012(11):79

[5]韩庆全.钻孔灌注桩的施工质量控制[J].交通世界:建养机械，2013(1):232-233

作者简介：贺维（1993.01-），技术员，重庆交通大学下载本文