龙元建设集团股份有限公司 上海 200072
摘要：钢筋混凝土钻孔并灌注桩有较强适应性，现已广泛运用于地面设施建设中。其施工时对邻近地面工程影响较小、抗震性好、施工噪音小、工程设备简单紧凑、操作方便，且能将大部分上部结构动/静载荷传递至地层深处，极大减少了基础沉降和不均匀倾斜。但钻孔灌柱桩施工为隐蔽工序作业。大部分工序在水下进行，过程无法监控，成桩后更不能开挖检验，所以质量控制任务艰巨。影响成桩质量的因素众多，工程质量控制点也多。
关键词：钢筋混凝土；钻孔灌注桩；施工质量；控制措施
钻孔灌注桩（简称钻灌桩）施工是现代施工技术的一种，在国内已有多年的实际应用，其规模不断扩大，已被广泛应用于高速公路，高速铁路，航运码头、高层建筑基础。既加快了工程进度，取得了良好的经济效益，又大大提高了工程质量，把我国的建筑施工技术推上了更高的台阶。但是，这种施工技术还具有施工隐蔽性强和施工技术难度大的特点，而且钻孔灌注桩施工工艺的应用还会受到地质条件的限制，这也是造成钻孔灌注桩施工出现质量事故的另外一个因素。另外，随着工程的迅猛发展，施工单位也越来越多，某些施工单位资质不够，挂靠大型企业或分包大型建筑工程，其管理不善，技术力量不过硬，质量意识淡薄，一味追求经济利润，偷工减料，致使许多工程质量不过关。因而在钻孔灌注桩施工过程中还要严格控制每一道施工工序，从而减少钻孔灌注桩施工质量事故的发生。
1钻孔灌注桩施工技术简要介绍
钻孔灌注桩属于灌注桩系，是一种使用人工或者机械在地基中进行钻孔作业，结合钢筋混凝土结构，在桩孔中形成桩基的施工技术。以桩孔护壁形成方式为分类标准，可以将钻孔灌注桩施工分为泥浆护壁施工和全套管施工两种，两种施工方法具有一定的差异性，但是因钻孔灌注桩施工自身的重要性，无论是哪一种施工方法，都对施质量有着较高的要求，只有确保施工的规范性、专业性，提高钻孔灌注桩施工水准，才能有效避免施工质量隐患问题，使房屋建筑基础具有较强的承载能力。钻孔灌注桩施工技术优点众多。首先，灌注桩具有良好的渗透性和压密性，能够显著提升地基土层的稳定性，可以实现更加理想的地基改造效果。其次，钻孔灌注桩施工技术适用性较强，可以克服复杂施工环境带来的干扰，并且还具有较强的灵活性，可以及时根据实际施工情况作出调整。另外，灌注到桩孔钢筋笼上的混凝土可以与地基土层形成一个整体，配合桩柱的加压作用，可以使桩基的稳定性和承载能力得到显著提升，保证了房屋建筑安全。
2钻孔灌注桩施工工艺和质量要求
钻孔灌注桩施工工艺在不同地质条件下不同，但施工流程基本一致。施工工艺包括:桩位放线，埋设护筒—桩基定位—冲击成孔—孔深测定、清孔—制作安放钢筋笼—下导管—二次清孔、测定沉渣—安放隔水塞、灌注混凝土—成桩(见图1)。
质量控制方面主要有:
(1)设计对桩的要求，设计桩径，桩端持力层岩性，桩尖进入中风化岩石与基岩深度及桩身混凝土强度等级要求。(2)原材料要求，对于水泥、钢材应具备品质证明文件、材质书、质保书并抽样检验。(3)成孔检查，钻孔进入岩石层顶时及时记录进入基岩前深度，钻进300mm左右时开始取岩芯，检验桩端是否进入设计持力层，进入持力层后，记录总钻入深度。停钻后清孔并检查沉渣情况。(4)砼的配置与采样，混凝土的配比严格按试配报告执行并严格计量;搅拌均匀的混凝土要求干灌时塌落度8－10mm，水下灌注时塌落度为10－20mm。泥浆护壁的灌注桩应每10根桩随机取一组试块。(5)钢筋控制偏差:主筋间距±10mm，箍筋间距或螺旋筋间距±20mm，钢筋笼直径10mm，钢筋笼±50mm。
3工程概况
本项目位于深圳市龙岗区坂田坂雪岗大道与永香路交汇东北角新围仔村内，占地面积16702.56余平方米。拟建主体由6栋21～45层和2～3层商业裙楼及幼儿园组成，建筑高度14.70～133.90m，设2层地下室，设计地坪为86.3～86.80m，本工程相对标高±0.000相当于绝对标高（黄海高程）87.30。本分项工程为旋挖灌注桩基础，桩直径从0.8~1.7m不等，塔楼1AB、2AB、2C的桩端持力层为中风化花岗岩；群楼1C、纯地下室的桩端持力层均为强风化花岗岩，结合地勘报告结果，预估有效桩长在22~40m之间，总桩数为554根。该项目工程重要性、场地等级、地基等级均为一级。岩土工程勘察等级为甲级。
4桩基设计情况
本工程桩基工程采用旋挖桩进行施工，共有13种桩型。其中：①本工程设计标高±0.000相当于绝对标高87.300；②本工程采用旋挖钻成孔灌注桩基础，桩身混凝土强度等级为C40、C35，抗渗等级S8，钢筋笼混凝土保护层厚为55mm，桩身混凝土所用水泥为PO52.5MPa，水灰比不大于0.45，水泥用量不小于320kg/m，混凝土中最大氯离子含量为0.1；③桩端持力层为中风化花岗岩或强风化花岗岩，根据桩型的不同桩端入岩深度各异。
5钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程的中的实践应用
5.1施工准备
做好施工准备工作是钻孔灌注桩施工的第一步。施工准备主要是从房屋建筑工程勘测、地面处理、施工技术选择以及施工材料和设备准备四方面进行综合考虑，制定科学、可行的施工方案和施工组织计划。首先，要对施工现场进行全面勘察，准确设置桩基基准点，确定最佳的灌注桩入土深度，并在不同位置的钢筋上做好标记。其次，将施工地面杂物清理干净，如残留的砂浆、油渍等，如果地基的稳定性较差，需要对其进行加固夯实处理。另外，应根据施工需要，确定施工过程中所用到的具体施工技术，规范施工标准和施工流程，加强对施工人员的技术培训。最后，应加强施工材料质量检验，避免劣质材料混入施工现场，并对施工设备进行定期维护，确保施工设备工作性能的良好性。
5.2测量定位
保证桩孔位置的准确性，是房屋建筑工程钻孔灌注桩施工中尤为注意的一点，会对施工质量造成直接影响。在使用钻孔装置进行钻孔作业之前，应该先将地面的杂物清理干净，并对地面进行平整处理，避免对测量定位造成干扰。然后根据房屋建筑工程要求及标准，结合施工环境，参照工程设计图纸，在施工现场准确设定桩孔基点和基线，保证两者之间的一致性。如果在测量定位工程中发现误差现象，要及时找出根本原因并立即加以修正，确保测量定位的准确性。一般情况下，建筑工程中的钻孔灌注桩应该控制在1cm以下，并对固定好的桩孔位置进行二次检查，做好检查数据记录工作，在确认桩基位置准确无误后，才可以使用钻孔机进行钻孔作业。在钻孔过程中还需要时刻检查桩基位置，避免桩基出现偏移或者倾斜现象，确保桩基位置的精准性。
5.3钻孔作业
在完成桩孔测量定位后，便需要开展钻孔作业。钻孔灌注桩施工中所用钻孔作业方式主要有人工和机械两种，在选择钻孔方式的时候，应该结合房屋建筑工程地基类型来确定，如果地基土层属于黏土，则应该优先选择人工方式完成钻孔作业，而其他类型地基土质中，通常使用钻孔机完成钻孔作业。并且，在选择钻孔作业方式的时候，除了依据地基土质类型外，还需要根据房屋建筑工程施工标准及施工规定，比较不同钻孔作业方式所耗费的具体时间，按照合同中规定的时间，选择最为合适的钻孔方式。钻孔之前，要再次核对桩孔位置是否准确，当遇到软土地基时，为了防止钻孔过程中桩孔出现偏移现象，需要先提高地基的稳固性。
5.4钢筋笼制作与放置
钢筋笼制作质量和方式效果，会直接影响到钻孔灌注桩施工质量。钢筋笼的制作应该严格依照设计图纸进行，并对钢筋进行打磨，去除表面铁锈。主筋应优先选择整根钢筋，当主筋长度不满足需求，需要进行焊接处理时，则应严格把控钢筋焊接质量。同时，还不能对钢筋施加过大压力，避免出现弯曲变形现象。在放置钢筋笼的时候，不能出现较长钢筋，并且要使钢筋笼垂直进入桩孔，在下降过程中不能出现摇晃现象，确保钢筋笼的平稳性。
5.5混凝土灌注
将制作好的钢筋笼放置到桩孔之后，便需要灌注混凝土。首先，应该根据房屋建筑工程质量标准要求，确定混凝土强度等级，以此为基准，对混凝土进行科学配置，并控制好搅拌时间。其次，将混凝土灌注管道进行科学连接，打开灌浆装置上的开关，先向灌浆管道中通入压缩空气，将其中的杂质清除干净，避免灌浆过程中管道杂质混入到混凝土中，影响施工质量。钻孔灌注桩施工，需要按照规范的施工顺序，基本施工原则为先上后下，先左后右。灌浆压力的控制是混凝土灌注中的重点，一般情况下，需要保持在0.2—0.4MPa范围内，并且，随着混凝土灌注施工的持续进行，应该缓慢提升灌浆压力。完成混凝土灌注后，对施工效果进行检查，修补灌注不到位的地方。
6施工管理重点和难点问题
6.1做好与周边居民的沟通和协调
由于场地周边环境复杂，两面临路，一面临民房，施工务必会对周边道路及居民生活产生影响，做好与周边居民的沟通协调成为本项目的施工重点。开工前，各方需积极配合，协调解决农民房问题，以保证工程顺利开展。在场地围墙贴上安民告示，严格执行深圳市相关施工标准，做到不扰民。施工时间段：7：00~12：00、14：00~23：00。
6.2场地内泥浆和雨水排放管理
工程桩采用旋挖工艺施工，施工过程中务必会产生泥浆及渣土，且降雨及地下水的影响，场地内的泥浆及雨水排放成为施工管理的重点。工程桩施工高峰期每天产生约300m3渣土，现场及时安排泥头车进行外运，施工现场如道路泥泞，可采用砖渣铺填，厚度大于50cm。施工完成后剩余的泥浆采用泥浆车进行外运。在基坑底沿支护面修筑排水沟和集水井，配置足够的潜水泵进行基坑内积水抽排。并派专人管理，定期巡视上部环基坑排水系统施工通畅。工程桩水下混凝土灌注完成及时进行孔口维护或空桩回填，保证安全。空桩回填拟采用砖渣回填，以方便大型机械安全行走。
6.3桩身垂直度控制和旧基础处理
半数工程桩桩端持力层为中风化岩，且根据地勘报告显示，场地内存在大量孤石和原厂区废旧管桩、灌注桩基础、承台，钻孔时容易造成桩身偏位，且穿透孤石需花费较多时间，保证入岩深度达设计要求及施工时保证桩身的垂直度和旧基础处理是施工的重难点。造成桩成孔倾斜一般有如下几个原因：①设备老化；②地层软硬不一；③设备开孔前未调整。计划进场设备使用年限在2年以内的新设备，以确保不因设备自身原因造成的孔倾斜；如遇见岩层起伏或孤石，成孔时应调低钻速，轻加压，确保成孔的垂直度，从开孔至终孔应随时监测钻杆垂直度。遇旧基础且位于孔桩侧部的提前用炮机破除，炮机不能够到的需外孔内回填碎石再进行旋挖施工，防止不均匀受力造成偏位。
6.4塌孔控制管理
目前场地内基坑底土质主要为中粗砂层，平均厚度4.91m，且入岩及孤石夹层平均厚约4米多，岩石钻进耗时长，钻孔过程中容易造成塌孔。对此，可购置优质冲孔泥浆作为护壁泥浆，严格控制泥浆比重，施工过程中严禁加清水施工。必要时添加化学泥浆粉增加泥浆稠度。埋设长护筒穿越砂层和被地下水久泡的土体，防止松动土体塌孔或造成整体塌陷引发旋挖机侧翻。
6.5确保沉渣不超标
设计要求孔底沉渣不大于50mm，如何保证沉渣不超标是本项目桩基施工的重点。孔底沉渣的控制是桩质量控制的重点也是施工管理的难点。采用沉渣厚度的检测仪检测孔底沉渣厚度，该检测仪沉至桩底时，单向板（正常情况下只能向上滑动）受到沉渣的阻力停止下沉，探针在配重棒的作用下继续向下运动，直至遇到坚硬岩层，通过探针上的刻度尺可读出沉渣厚度的大小，如测出清孔的沉渣厚度不符合要求就可马上安排再次清孔，直至测出的沉渣厚度符合要求。对于此类桩必须采用二次反循环清孔工艺，清孔时间不低于5min，清渣直至达到设计要求。
7结论
钻孔灌注桩施工技术因其众多优点，已经被广泛应用于房屋建筑工程建设中，在提高房屋建筑稳定性和安全性方面发挥着越来越重要的作用。要想实现钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程的中的有效应用，保证施工质量，就需要加强各个施工环节控制力度，规范作业手法和施工流程，充分发挥钻孔灌注桩施工技术在房屋建筑工程中的应用优势，改善传统施工技术中的不足和缺陷，为确保房屋建筑工程质量提供技术保障。
参考文献：
[1]雍智.房屋建筑中钻孔灌注桩施工及其质量控制措施[J].中外建筑,2016,(08):162-164.
[2]郭惠春.钻孔灌注桩施工质量监理控制要点浅析[J].江西建材,2016,(09):80+82.
[3]李育薇.钻孔灌注桩施工质量控制及工程应用[J].住宅与房地产,2016,(12):141.
[4]李磊,李定.钻孔灌注桩施工的质量控制分析[J].四川水泥,2016,(03):188.
[5]郑家全.钻孔灌注桩的施工方法及施工阶段质量控制[J].中国新技术新产品,2016,(04):112.
论文作者:徐林华
论文发表刊物:《防护工程》2017年第3期
论文发表时间:2017/6/27
标签：钻孔论文; 钢筋论文; 沉渣论文; 混凝土论文; 桩基论文; 作业论文; 泥浆论文; 《防护工程》2017年第3期论文;