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摘要：许多工程中大量采用了钻孔灌注桩基础，但其施工技术及施工质量控制也相对复杂，因此，加强钻孔灌注桩施工监理控制显得尤为重要。文章针对钻孔灌注桩施工过程中容易出现的问题及原因，提出了相关的施工监理质量控制措施，可为类似工程的监理提供参考。
关键词：钻孔灌注桩；施工工程；监理；质量控制要点；施工质量
钻孔灌注桩作为一种基础形式，因为诸多优点被广泛地应用于建筑工程施工领域。由于其施工技术复杂、工艺流程相互衔接紧密，施工质量较难控制，很容易出现各种质量缺陷，影响桩身的完整性和单桩的承载能力。然而，监理工作的进行能够对钻孔灌注桩技术作为保证，因此，必须加强施工监理。基于此，笔者结合多年桩基施工的监理实践，总结并分析了钻孔灌注桩监理的质量控制要点，以期能够提高钻孔灌注桩监理工作的水平，进而保障整体工程施工质量，可供参考。
1 钻孔灌注桩钻孔的深度和沉渣的厚度控制
钻孔灌注桩由于成桩的桩长小于设计要求，或沉渣的厚度大于规范要求就进行下道工序——浇筑混凝土施工，会减少桩端承载力。因此，监理应重视钻孔的实际深度和沉渣厚度的准确测量，以确保桩的承载力满足设计要求。
现场钻孔的深度和沉渣的厚度，一般用测绳测量；也有用检测孔的深度和沉渣的厚度设备检测。钻孔到设计深度后，即停钻洗孔，循环泥浆进行清理沉渣；尔后起钻，用测绳测量所钻孔的深度，即孔深。钢筋笼下到孔内设计位置后，下导管进行二次清孔；清孔后测量沉渣的厚度。可用公式
H3=H1－H2 …（式1）表示。
式中，H1—实钻孔的深度，即孔深（m）；
H2—二次清孔后的所测孔的深度（m）；
H3—沉渣厚度（m）。
现场用测绳测得所钻孔深，除了误差较大之外，还容易在测量的绳上作假。个别的施工单位是清包，混凝土的用量多少与他们无关；为的是掩盖真实的沉渣厚度，钻的孔深都比设计的深度深1m以上。测孔深时钻屑已下沉，测绳所测孔深已不是实钻的深度。如何监控所钻的孔深和沉渣的厚度？怎样测量孔的深度和沉渣的厚度才较准确？我们可借助钻具长度可算出所钻孔的深度，即可用公式
H1＝H杆＋H机＋H头－h1－h2 …（式2）表示。
式中，H杆—钻杆的总长度（m）；
H机—潜水钻机的长度（m），如用转盘带动钻头则无此长度：
H头—钻头的长度（m），一般按钻头高度的2/3计算；
h1—钻台面到地面的距离（m）；
h2—钻台面以上的钻杆的长度（m）。
进场施工前，监理应同施工单位一起，将使用的钻杆单根长度、潜水钻机半杆长度、钻头的长度（钻头的长度为钻头高度的2/3）及钻台至地面的高度进行丈量，将以上数据做好记录。根据以上各部分的长度，组合成适合不同深度的钻孔工具。
理通过丈量钻台面以上钻杆的长度，用（式2）可较准确计算出钻孔的深度。另外，用钻杆的总长度减去没沾泥浆的钻杆长度，也可算出钻孔的深度。
钻孔到设计深度后，要进行一次清孔。清孔完停泵起钻，没带上来的钻屑会往下沉淀到孔底，就有沉渣存在，绳测所测得的孔深要小于实钻的孔深。测绳测量的沉渣厚度也不准。因此，可按下到孔底导管总长度计算深度（导管的长度固定为每根1.5m或2m长）。可用公式
H4=h导－h导余 …（式3）
计算二次清孔前的孔深。
式中，H4—二次清孔前的孔深（m）；
h导—下到孔内的导管总长度（m）；
h导余—地面以上的导管的长度（m），即钻台面以上和钻台面以下到地面的距离。
二次清孔结束，可用测绳在导管内测量清孔后的深度；也可根据二次清孔后导管下到孔内的总长度，来计算清孔后孔的深度。通过清孔前后导管下到孔内的长度变化，算出沉渣的厚度以决定是否再次清孔。监理应以实钻的孔深为依据，确定沉渣的厚度。一定要注意：沉渣厚度绝不会为零。对于持力层为粉土或砂层，二次清孔测得沉渣的厚度超过规范10mm左右的，如果再进行清渣洗孔，很可能在停泵后测得的沉渣厚度会比先前的更厚。一般遇到这类情况，只能采取首次浇筑放入导管内的混凝土要连续快放，将孔底的沉渣砸起，由混凝土将沉渣顶起并带到地面。
2 二次清孔
二次清孔会遇到两个错误的认识：一是不分持力层的岩性和孔深情况，认为用密度为1.0的清水清理沉渣，效果好；二是认为二次清孔的时间越长，沉渣清的也越干净。实际清孔的时间长短同持力层的岩性、泵泥浆的排量、泥浆的密度和粘度、沉渣的厚度等因素有关，绝不是用清水清孔或清孔的时间越长沉渣清越干净。
二次清孔时只注意泥浆的密度控制在1.2以下，但对泥浆的粘度就不够重视。泥浆的粘度起到悬浮钻屑的作用。如果用清水（清水的粘度为15s）进行二次清孔，在粉土层、细砂层、砂层中，极易发生塌孔；还会发生停泵后钻屑很快下沉，在浇筑混凝土前卸下灌浆管时，导管内会往外倒反泥浆的情况。所以二次清孔最好用打钻时在黏土层的自造浆进行清孔，且泥浆的粘度控制在25s；粘度达不到可加处理剂，使其达到好的悬浮和携带钻屑效果。泵的排量大小也影响清孔的效果。排量小，虽清孔的时间长，但钻屑的携带效果不好，泥浆的排量应满足清孔携带沉渣的需要；对不同持力层和孔深清孔的时间应有所区别，绝不是二次清孔的时间越长越好。循环泥浆的时间视沉渣清理的情况而定，还与所钻的孔深、沉渣清除情况、导管外与孔径环形间隙的大小等因素有关。监理应控制浇注混凝土前泥浆密度要小于1.2；且沉渣厚度符合设计或规范的要求后，才可进行混凝土的浇注施工。
3 监理要观察浇注混凝土隔离塞（球胆）的返出地面情况
一般比较注意浇注混凝土时是否使用隔离塞（球胆），但是往往忽视浇注混凝土过程中球胆是否返到地面的情况。球胆打气后的直径要小于导管的内径，但不能小于导管内径的1/3，过小会影响隔离泥浆和混凝土的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在浇注混凝土前将球胆放入导管后，在进行混凝土浇注，这样可防止混凝土与泥浆相混影响混凝土的质量。球胆未返出地面是什么原因？导管的内壁不光滑将球胆划破；球胆随混凝土上返时被钢筋笼子挂住或挂破。球胆破后横向或竖向混在混凝土中时，检测多为有缺欠的桩。监理在日志中必须记录每根桩浇注时混凝土球胆返出地面情况。球胆是否返出地面是检测桩身的完整性的重点，目的是确保钻孔灌注桩的质量。
用球胆作为混凝土与泥浆隔离塞的方法，有待进行改进。可尝试用其他物品替代球胆，从而避免球胆未返出地面，混在混凝土内出现桩的质量问题。
4 钻头外径的控制
监理要控制钻头的尺寸，确保桩径符合设计要求。钻头围绕着自身的轴线转动为自转，此时钻头所钻的孔稍大于钻头的外径。钻头不围绕着自身的轴线转动而围绕着孔的轴线转动即公转。潜水钻机的转速越高，产生的离心力越大，成孔的桩径就越大。对于转盘钻机，钻杆是转动的，当转数高时，产生的离心力大，成孔的桩径也越大。钻头的外径一般控制在哪个范围内呢？一般比设计的桩径小10mm～20mm；根据地层硬软情况及桩的长短、桩径的大小不同，施工用的钻头直径控制尺寸有所不同。桩径D径<800mm时，桩长H<20m，钻头的直径控制在D头≥D径－10mm；桩径D径≥800mm时，桩长H>30m，钻头的直径控制在D头>D径－20mm。
用钢卷尺不好测量钻头的尺寸。可用木板做一个测量钻头外径的大卡尺，每次起钻时测量钻头的直径；也可检查钻头箍圈外焊的钢筋磨损情况。例如钻头箍圈外焊的钢筋为φ20，起出后检查所焊的钢筋直径已磨损近一半，必须重新加焊。只要钻头外径小于要求，监理就应监督施工单位及时更换或修补钻头，以确保成孔的桩径满足设计要求。现场也可做一个测孔径的工具，其形状为一短的钢筋笼子，主筋焊在箍筋内，其底部钢筋焊成园锥形，其外径比桩的直径小10mm，短的钢筋笼子长2000mm，其底部的园锥形高500mm。使用吊车垂直放入孔内，顺利下到孔底，说明孔径达到设计要求且孔的斜度小。如在某段发生下放困难，可能孔的斜度大，或桩径小，或有塌孔段。分析确定原因后进行下钻扫孔，处理以上孔段。现场配有测径仪，起钻后测量的孔径就准确多了。
5 如何计算充盈系数
施工单位计算混凝土充盈系数：将一根桩浇注混凝土总量（Q总）即累加罐车运来混凝土的总量，除以一根桩理论的混凝土量（Q理）。这种计算充盈系数的方法不正确。因为，现场浇筑混凝土总量包括：设计的桩长实际使用混凝土量（包括桩顶超灌0.5m的混凝土量）；超灌的混凝土量（桩顶超灌大于0.5m以上的混凝土量）；最后罐车内余下的混凝土量，计算充盈系数的混凝土量不应包括后两部分，否则计算充盈系数肯定要大。
充盈系数与成孔的直径有关，只有孔径大于设计的桩径时充盈系数才会大于1；否则充盈系数不会大于1。设计一般要求充盈系数大于等于1.1，可用公式
C充=Q实/Q理≥1.1；Q实≥1.1Q理 …（式4）表示。
式中，C充—充盈系数≥1.1；
Q实—实际使用的混凝土量（m3）；
Q理—按设计的理论混凝土量（m3）。
施工单位是大包，混凝土的用量与他们利益有关，会在现场浇筑混凝土总量作假。监理应对每根桩的浇筑混凝土总量和充盈系数应进行核算，同时检查施工单位填写浇注混凝土的相关资料的真实和准确。
6 浇注混凝土的初灌量和导管外混凝土埋深的控制
二次清孔满足浇筑混凝土的要求后，卸掉灌浆管，即进行浇筑混凝土。首次混 凝土的最小浇筑量可根据公式
V初=π/4D2（h底+h埋）n …（式5）来计算。
式中，V初—混凝土的初灌量（m3）；
D—孔径（桩径）（m）；
h底—导管底口到桩底端的距离（m），一般为0.5m；
h埋—假设导管外混凝土埋管高度与导管内混凝土的高度相同（m），一般按4m计算；
n—浇筑混凝土量的系数，考虑实际桩径大于理论桩径，一般取1.05～1.1。
浇筑混凝土时，为防止导管提出混凝土面，人们往往错误地认为，浇注混凝土时导管外混凝土埋的越深越好，这样不会发生断桩。其实，浇注混凝土时导管外的混凝土一般埋的长度6m左右，起出的导管一般要卸下3m后再多提1m，这样卸导管时混凝土埋管的深度为2m。这样导管不会提出混凝土面。如果混凝土埋导管的长度是3m，导管卸下也是3m长，就会将导管提出混凝土面，造成泥浆与混凝土相混。浇筑混凝土过程中要上下掂管，主要起振捣混凝土的作用，使浇筑混凝土密实。如果导管外混凝土埋的长度超过9m以上，浇筑的混凝土在导管外环形空间上返的阻力增大，极易导致导管被堵。因此，导管外混凝土埋的长度控制在6m左右，而不是越长越好。现场可根据公式
H=1m3/S …（式6）
计算出浇筑1m3混凝土在孔内的高度，以确定浇筑多少混凝土能保证孔内混凝土埋住导管长度在4m～6m；卸掉多长的导管，保证导管不会提出混凝土面。
式中，H—混凝土在孔内的理论高度（m）；
S—孔的理论截面积（m2）。
计算出浇筑1m3混凝土在孔内的高度为确定导管外混凝土的埋深，通过测绳测导管外混凝土面到地面的深度及孔内导管的长度，就可确定导管外的混凝土埋管的高度。监理应控制每次卸导管长度，确保导管不提出混凝土面。浇筑混凝土结束，最后提出的导管长度不应大于5m。提出的导管过长，加之上下活动导管少，会使桩顶混凝土不密实。为防止桩顶超灌混凝土过多，可用长的钢筋下探混凝土上返的位置，确定是否再向导管内浇灌混凝土。
7 浇筑混凝土时发生导管被堵
浇筑过程中发生混凝土堵导管，提出导管解堵后，不应不采取任何措施就重新下导管继续浇筑混凝土。导管堵塞后，应将导管全部提出（尽量别把导管内的混凝土掉进孔内），将堵在导管内的混凝土出清，测出已浇混凝土的位置，把导管下至混凝土面以下1m左右，导管内放入球胆，将1m3左右水泥砂浆（起接桩作用）灌入导管后，开始浇筑混凝土，同时上下活动导管，加强混凝土排出时的推挤作用，使原混凝土和新混凝土接茬处结合好。井口返泥浆后，按正常的浇筑混凝土施工。导管解堵后，不允许施工单位不做接桩处理就下导管浇筑混凝土，使桩身原混凝土和新混凝土接茬处夹泥甚至断桩。监理应在日志上记下桩号和堵管时已浇筑混凝土量、堵管的位置。检测桩身质量时，应选取此桩，以验证此桩的质量。
8 结论：
综上所述，钻孔灌注桩的施工过程都是隐蔽工作，是一项复杂的系统工程，要做好其施工监理工作，需要参建各方应紧密配合，相互合作，共同负责，重视钻孔混凝土灌注桩施工中的每个细节，严格控制每一道施工程序，及时纠正不正确的施工方法，防范于未然，确保钻孔灌注桩的施工质量。
参考文献：
[1]黄启伦.论建筑监理工作在钻孔灌注桩施工中要注意的问题[J].江西建材.2015（09）
[2]刘永权.关于钻孔灌注桩施工中监理工作的要点分析[J].城市建设理论研究（电子版）.2015（26）
论文作者:周晓光
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/13
标签：混凝土论文; 导管论文; 沉渣论文; 钻孔论文; 钻头论文; 球胆论文; 泥浆论文; 《基层建设》2016年1期论文;