摘要：钻孔灌注桩是一种常见的基础型式之一，凭借独特的优势而被广泛应用于桩基施工中，其施工质量的好坏会直接影响成桩质量及拟建建筑物的地基承载力。在这种背景之下，本文对钻孔灌注桩施工技术质量控制和质量检验要求进行了探讨，可为类似桩基工程提供经验借鉴。
关键词：钻孔灌注桩施工；质量控制；检测
近年来我国的高层建筑迅猛发展，对地基承载力的要求越来越高。钻孔灌注桩地基处理工艺在高层建筑建设工程中广泛使用，但钻孔灌注桩施工具有隐蔽性和不可预见性，施工工艺复杂，极易出现施工质量问题，施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量和进度，甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。为了保障钻孔灌注桩的施工质量，提高建筑结构的安全性、可靠性的目的，我们有必要对钻孔灌注桩的施工过程进行严格的控制：
1 超前钻勘察
超前钻勘察实质是工程勘察的延伸和重要组成部分。桩基施工前，在工程桩位置钻孔取芯，采用地质钻钻取1个或多个超前钻钻孔，根据取芯样本判断基岩位置并确定每根桩的岩面标高，加上设计要求的嵌岩深度，得到工程桩的长度，即桩的成孔深度。查明桩端下有无溶洞、溶沟等不良地质条件，确保每根桩准确嵌入稳定基岩层，为确定桩底标高提供依据。
大量工程经验和教训证明，超前钻勘察的必要性和重要性，尤其是在岩溶地区等地质复杂的建筑地基。
GB50007-2011《建筑地基基础设计规范规定》，嵌岩桩桩底须保证有3D并不小于5m的完整稳定岩层（D为桩径），因此超前钻探的深度为从接触到完整稳定基岩往下3D（且不小于5m）加上桩的入岩深度。若超前钻勘察发现桩底持力层有溶洞等情况，应及时与设计单位沟通进行处理。
2 桩基嵌岩深度控制
嵌岩灌注桩是否全断面嵌入完整稳定的基岩是决定桩基工程质量的关键，由于工程地质条件复杂多变，超前钻孔口径较小，依据超前钻资料进行计算的入岩位置只能作为初判标准。
每根桩施工时，均应综合分析成孔过程中进尺速度的变化及循环泥浆中带出的岩屑岩片特征，进行入岩判断。岩土层不同及岩石风化程度不同，钻孔过程中产生的岩屑含量、粒径、颜色及岩样坚硬状态均会有所变化，根据从泥浆带出的岩屑状况，对比勘察报告，可判断岩土层特征，推断是否入岩。桩机成孔进尺的速度也可从侧面反映桩孔的入岩情况。
根据超前钻勘察资料，进入预计基岩面前，应通知监理到现场进行入岩判断，共同确认入岩起始标高、测量入岩时的成孔深度。确定入岩后继续成孔，至满足设计要求的入岩深度时测量孔深，通知监理进行终孔验收。
3 孔底沉渣厚度控制
3.1 沉渣过厚的原因分析
采用泥浆护壁的钻孔灌注桩，成孔过程中产生的松散岩土碎屑未被循环泥浆全部带出，清孔不彻底，最终沉淀于孔底，形成孔底沉渣，桩底的沉渣过多，多因未进行二次清孔或清孔不彻底造成。
钻孔清渣以泥浆作排渣媒介，不可能将沉渣完全排出，清孔后留下的少许残余沉渣可在灌注混凝土过程中加以处理。混凝土下落时以其重力势能产生的巨大冲击力“挟持”沉渣向上返流，从而清除孔底残余沉渣，但这一过程要求有足够的混凝土首灌量，否则难以使残余沉渣返流，易导致桩底沉渣超标。
3.2 确保清孔质量
（1）钻孔灌注桩的泥浆一方面起护壁作用，另一方面起排渣媒介作用。泥浆悬浮粘渣的能力与泥浆的相对密度、含砂率、粘度和胶体率紧密相关，其中最重要的是泥浆的相对密度。泥浆的各项指标均应根据土层情况、施工机械及工艺进行设计，并通过试验确认其性能满足要求后方可使用。
（2）终孔后应利用钻杆或送浆管在原位进行第一次清孔，将孔内的石屑石渣、颗粒状物排出孔外，。应确保充足的清孔时间。
（3）吊放钢筋笼、沉放导管期间，悬浮在泥浆中的泥、砂砾和石屑会沉入孔底；钢筋笼、导管吊放过程中，也难免有泥沙落入孔中，因此灌注混凝土前须利用导管进行二次清孔。浇筑首批水下混凝土前，应再次检测孔内泥浆指标和孔底沉渣厚度，满足规范要求后方可浇筑。
3.3 孔口孔壁的保护
提钻、吊放钢筋笼、沉放导管时，应注意尽量避免擦碰孔壁。施工过程中应加强对护筒的保护，防止振动对孔口和孔壁的破坏，尽可能减少泥沙落入孔内。
3.4 缩短工序间隔时间
加强工序衔接，提高工作效率，钻具拆卸、钢筋笼吊装安放、导管安装等均应快速完成，尽量缩短时间间隔。二次清孔完毕，各项指标符合要求后应在尽可能短的时间内浇筑混凝土。否则须重新清孔检测。
3.5 确保混凝土首灌量
开始灌注混凝土时，导管底部至孔底的距离宜为300～500mm，最小首灌量应在施工前计算确定，在条件许可的情况下首灌量尽可能多，现场应配置大容量的初灌斗和运料斗，初灌后导管埋入混凝土灌注面以下不应少于O.8m。待储备足量的混凝土后，方可打开储料斗阀门，让混凝土迅速通过导管注入桩孔内。
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4 施工过程质量检验
每根桩的施工关键点控制及施工过程检验，均应形成相应书面记录，并由项目技术负责人、监理工程师签字确认，其中试桩及重要工程或复杂地质的工程桩入岩判断及终孔确认还应有勘察设计代表签署认可。
4.1 成孔质量检验
成孔结束后应检查成孔质量，主要内容包括成孔直径、成孔深度、入岩深度、桩位偏差、桩径偏差、垂直度偏差等，上述指标须符合设计规范要求。
4.2 泥浆性能检验
成孔质量达到设计和规范要求后，立即进行清孔。清孔后的泥浆相对密度、含砂量、粘度等指标须符合设计和规范要求。浇混凝土前，孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25（宜控制在1.15～1.20范围内），含砂率不得大于8％，粘度不得大于28S。
4.3 孔底沉渣厚度检验
按规范口规定，端承桩桩端沉渣厚度不大于50mm。清孔后应进行孔底沉渣厚度检验，孔底沉渣厚度合格后方可进行下道工序施工。
沉渣厚度检测按规范规定用沉渣仪或重锤测量。由于沉渣仪价格较贵，实践中应用广泛的是重锤测量法，使用该法检测孔底沉渣层厚度直观方便，只要采取合理的测量方法，认真操作，也能满足质量管理的需要。
测锤采用不小于1kg的重锤，测绳应采用遇水不缩的标准水文测绳，使用前及使用过程中应经常校核。应由专人负责用专一重锤，以减少人为因素影响。为准确测量，同一桩宜采用2根测绳同时测量。
5 桩端嵌岩质量检测方法的探讨
桩基检测包括单桩承载力检测和桩身完整性检测。前者包括低应变法、声波透射法、钻芯法，在制定检测方案时，不仅应考虑检测桩自身的完整性，还要考虑检测桩端嵌岩质量。
5.1 声波透射法无法检测灌注桩嵌岩质量
声波透射法检测范围可覆盖全桩长的各个截面，检测全面细致、信息量丰富、可靠性高，已成为混凝土灌注桩完整性检测的重要手段。但该法检测范围被限制在预埋管深度范围内，故不能判断桩底与持力层的结合情况及桩端持力层岩士陛状。
5.2 低应变检测灌注桩嵌岩质量
采用低应变法检测嵌岩灌注桩时，可能出现以下几种情况：（1）桩底出现反向反射信号，可初步判定桩底嵌岩情况较好；（2）桩底出现同向反射信号，可初步判定桩底嵌固情况较差，有可能沉渣较厚、未全截面嵌岩、桩端持力层薄弱等；（3）无桩底反射波。
因低应变法很难区分以下情况：（1）桩自身完整，桩底有沉渣，但在允许范围之内；（2）桩自身完整，但桩底沉渣过厚；（3）桩身底部有缺陷；（4）桩身未嵌岩或未完全嵌岩；（5）桩身嵌岩，但持力层不是完整的基岩等；且嵌岩桩桩底为单一反射波且与锤击脉冲信号同向，故应采取其他检测方法核验桩端嵌岩情况。
因桩端部分桩身阻抗与持力层阻抗十分接近，故嵌岩桩检测不能获得桩底反射波；但桩底无反射波也有可能为其他原因所致，出现这种可能也需通过采用其他检测方法进一步检测。
在检测灌注桩桩端嵌岩质量方面，低应变法可根据实测信号中的桩底反射信号对桩端嵌固情况做出初步判断，用来发现质量可疑的桩，但不能准确判断桩底嵌岩质量。一旦发现可疑桩，有必要采用其他方法进一步检测和验证。考虑到低应变法具有检测轻便、快速、经济的特点，先用其进行大面积普查，是较好的检测方案。
5.3 钻芯法检测灌注桩嵌岩质量
5.3.1 钻芯法检测桩端质量
钻芯法是一种微破损检测方法，直观科学，不仅可检测灌注桩桩身完整性和强度，还可检测桩底沉渣厚度、混凝土与持力层的接触情况及持力层岩土性状等。对嵌岩灌注桩的桩端质量判断，该法是最好的选择。当然，采用钻芯法检测桩身完整性有其自身的局限性，如钻芯法往往带有“一孔之见”，不能反映整个断面的情况，一般无法发现缩径、水平裂缝等缺陷，且检测成本较高，难具备普查性。
对灌注桩工程较好的检测方案是先用低应变法对桩身质量进行普查，部分桩用声波透射法进行桩身完整陛检测，对其中有疑问的桩应再用钻芯法验证。
JGJ1O6—2003《建筑基桩检测技术规范》第3.3.3条第3款规定：“大直径嵌岩灌注桩或设计等级为甲级的大直径灌注桩，应在本条第1、2款规定的检测桩数范围内，按不少于总桩数的10％的比例采用声波透射法或钻芯法检测”。考虑到嵌岩质量的重要性及低应变法、声波透射法检测的局限性，建议在上述规定的基础上，嵌岩灌注桩应确保一定比例的桩（如不少于总桩数的5％）采用钻芯法检测。
5.3.2 钻芯法检测桩入岩深度
采用桩身钻芯法可判断桩是否入岩，但对其入岩深度仍无法判断，若验收需要检验桩的入岩深度，可在桩的侧部增加钻孔，通过对桩身钻芯结果与桩侧钻孔结果进行比较，判断桩的入岩深度。
5.4 静载试验确认桩基承载力
钻孔灌注桩嵌岩质量控制最终体现在桩的承载力上。工程桩施工前应先打试桩，综合确定桩的施工工艺、桩长等各项施工参数，重要工程还应通过试桩静载试验结果予以验证确认。工程桩施工完毕后，应进行桩基静载试验进行验收检测。
6 结束语
总之，随着用地日益紧张，高层建筑越来越多，钻孔灌注桩的一系列优点使得它作为桩基础被越来越多的采用。但钻孔灌注桩嵌岩施工本身存在较大的难度，因此，我们必须要在施工过程中从其施工难点、重点进行探讨，严把质量关，做好各项质量控制以及检测工作，进而有效地保障工程的整体质量，获得较高的社会效益和经济效益。
参考文献：
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[3]刘帅浩.钻孔灌注桩施工控制技术[J].商品与质量·理论研究.2014（02）
论文作者:罗晓玲
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：沉渣论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 质量论文; 混凝土论文; 桩基论文; 深度论文; 《基层建设》2015年29期论文;