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摘要：本文主要从钻孔灌注桩施工工艺及监理验收要点开展讨论本文主题，旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：钻孔灌注桩 工艺 验收 监理
引言：灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。
一、施工工艺
（一）泥浆护壁施工法
冲击钻孔，冲抓钻孔和回转钻削成孔等均可采用泥浆护壁施工法。该施工法的过程是：
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→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。
施工顺序：
(1)施工准备
施工准备包括：选择钻机、钻具、场地布置等。
钻机是钻孔灌注桩施工的主要设备，可根据地质情况和各种钻孔机的应用条件来选择。
(2)钻孔机的安装与定位
安装钻孔机的基础如果不稳定，施工中易产生钻孔机倾斜、桩倾斜和桩偏心等不良影响，因此要求安装地基稳固。对地层较软和有坡度的地基，可用推土机推平，再垫上钢板或枕木加固。
为防止桩位不准，施工中很重要的是定好中心位置和正确的安装钻孔机，对有钻塔的钻孔机，先利用钻机的动力与附近的地笼配合，将钻杆移动大致定位，再用千斤顶将机架顶起，准确定位，使起重滑轮、钻头或固定钻杆的卡孔与护筒中心在一垂线上，以保证钻机的垂直度。钻机位置的偏差不大于2cm。对准桩位后，用枕木垫平钻机横梁，并在塔顶对称于钻机轴线上拉上缆风绳。
(3)埋设护筒
钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时，在地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌、甚至发生流砂现象。钻孔内若能保持比地下水位高的水头，增加孔内静水压力，能为孔壁平衡孔外地下水压力或者加大孔内向水力、防止坍孔。护筒除起到这个作用外，同时还有隔离地表水、保护孔口地面、固定桩孔位置和钻头导向作用等。
制作护筒的材料有木、钢、钢筋混凝土三种。护筒要求坚固耐用，不漏水，其内径应比钻孔直径大（旋转钻约大20cm，潜水钻、冲击或冲抓锥约大40cm），每节长度约2~3m。一般常用钢护筒。
(4)泥浆制备
钻孔泥浆由水、粘土(膨润土)和添加剂组成。具有浮悬钻渣、冷却钻头、润滑钻具，增大静水压力，并在孔壁形成泥皮，隔断孔内外渗流，防止坍孔的作用。调制的钻孔泥浆及经过循环净化的泥浆，应根据钻孔方法和地层情况来确定泥浆稠度，泥浆稠度应视地层变化或操作要求机动掌握，泥浆太稀，排渣能力小、护壁效果差；泥浆太稠会削弱钻头冲击功能，降低钻进速度。
(5)钻孔
钻孔是一道关键工序，在施工中必须严格按照操作要求进行，才能保证成孔质量，首先要注意开孔质量，为此必须对好中线及垂直度，并压好护筒。在施工中要注意不断添加泥浆和抽渣(冲击式用)，还要随时检查成孔是否有偏斜现象。采用冲击式或冲抓式钻机施工时，附近土层因受到震动而影响邻孔的稳固。所以钻好的孔应及时清孔，下放钢筋笼和灌注水下混凝土。钻孔的顺序也应该事先规划好，既要保证下一个桩孔的施工不影响上一个桩孔，又要使钻机的移动距离不要过远和相互干扰。
(6)清孔
钻孔的深度、直径、位置和孔形直接关系到成桩质量与桩身曲直。为此，除了钻孔过程中密切观测监督外，在钻孔达到设计要求深度后，应对孔深、孔位、孔形、孔径等进行检查。在终孔检查完全符合设计要求时，应立即进行孔底清理，避免隔时过长以致泥浆沉淀，引起钻孔坍塌。对于摩擦桩当孔壁容易坍塌时，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；当孔壁不易坍塌时，不大于20cm。对于柱桩，要求在射水或射风前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的钻机不同而灵活应用。通常可采用正循环旋转钻机、反循环旋转机真空吸泥机以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥机清孔，所需设备不多，操作方便，清孔也较彻底，但在不稳定土层中应慎重使用。其原理就是用压缩机产生的高压空气吹入吸泥机管道内将泥渣吹出。
(7)灌注水下混凝土
清完孔之后，就可将预制的钢筋笼垂直吊放到孔内，定位后要加以固定，然后用导管灌注混凝土，灌注时混凝土不要中断，否则易出现断桩现象。
（二）全套管施工法
全套管施工法的施工顺序。其一般的施工过程是：平场地、铺设工作平台、安装钻机、压套管、钻进成孔、安放钢筋笼、放导管、浇注混凝土、拉拔套管、检查成桩质量。
全套管施工法的主要施工步骤除不需泥浆及清孔外，其它的与泥浆护壁法都类同。压入套管的垂直度，取决于挖掘开始阶段的5~6m深时的垂直度。因此应该随时用水准仪及铅垂校核其垂直度。
二、钻孔灌注桩质量验收
2 钻孔灌注桩质量验收和检测
随着桩基础在工程建设中广泛使用和对工程质量要求的提高，基桩检测技术将发挥越来越重要的作用。本章从成孔质量的监理验收，成桩过程的监理验收，成桩后检测方法及监理要点，监理对不合格桩的处理，共 4 个方面阐述。
（1）成孔质量的监理验收
在桩的施工中，成孔质量的好坏直接影响到混凝土灌注后的成桩质量。例如桩孔的孔径偏小则使整桩的承载能力降低；桩孔上部扩径将导致成桩上部侧阻力增大，而下部侧阻力不能完全发挥；桩孔偏斜则会削弱了基桩承载力的有效发挥；桩底沉渣过厚使得有效桩长减少，也使得桩基产生过大沉降，降低承载力，不均匀沉降可能导致结构物倾斜，危机安全。因此，成孔质量验收检测对于桩基的成桩质量尤为重要。验收内容包括：孔位、孔型、孔径、孔深、入岩深度、承载力、垂直度、沉渣厚度等。
（2）成桩过程的监理验收
监理在对成孔质量验收后，从钢筋笼入孔，到灌注水下混凝土，到成桩的整个过程，需要检查验收的内容包括原材料、商品混凝土、钢筋笼加工、钢筋笼入孔、泥浆指标、水下混凝土灌注。
（3）成桩质量检测
成桩质量的检测，由业主委托的第三方检测机构实施。此阶段监理的主要工作，一是对检测过程进行旁站记录；二是根据检测报告，判断桩基的承载力及桩体缺陷的检测结果是否符合设计和相关规范要求；三是在怀疑或发现不合格桩时，能够独立、科学、合理、果断地处理，使桩基质量始终处于受控状态。成桩质量检测目的是检测桩身的承载力、抗压强度、缺陷性和完整性。缺陷性系指桩身断裂、裂缝、缩颈、夹泥、离析、蜂窝、松散。完整性系指桩身长度、截面尺寸、密实性。
成桩质量检测方法包括抗压强度试验、小应变动测试验、大应变动测试验、超声波检测、静载试验、钻芯取样共6 种方法。
(a)抗压强度检测。灌桩过程中，监理在现场对每根桩混凝土见证取样，留取混凝土试块 2～4组，经过标准养护和同条件养护后，在试验室进行抗压强度检测。
(b)小应变动测试验。检测桩的长度，桩的缺陷和完整性，预估基桩承载力。使用特点：利用手提检测仪器，简单，普遍使用。特别适用于混凝土预制桩和灌注桩。
(c)大应变动测试验。主要检测桩身承载力，也检测桩身缺陷和完整性。使用特点：利用锤击设备或打桩机械等。此试验可以替代单桩竖向抗压静载试验方法和低应变法。但可操作性劣于静载荷试验法和低应变动测法等方法，故不常用。
(d)静载试验。检测桩身承载力，包括基桩竖向抗压、抗拔(例如抵抗地下室上浮)和水平承载力检测。工程中多用到竖向静载荷试验，需要安装反力架。对于单桩水平静载试验，不常用。
目前比较先进的检测方法是“荷载箱自平衡法”，不需要安装反力架，也不需要堆载荷载，检测时间短，一般 2 d 时间即可完成承载力检测。其原理是将荷载箱在混凝土浇筑之前和钢筋笼一起埋入桩内的相应位置，检测时用液压泵在地面向荷载箱加压加载，通过对加载力和位移的测试和分析，获得桩基承载力。
(e)超声波检测。检测桩身质量，判断桩身缺陷和完整性。在钢筋笼制作安装时，预先在钢筋笼上安装测试管道。
(f)钻芯取样检测。当设计有规定、怀疑有断桩、或桩身强度有问题时使用，需要钻深直桩底 0.5 m 以下。检测目的：桩长、桩身强度、桩底沉渣厚度(对施工过程尤为重要)；鉴别桩端岩土性状、判定桩身完整性类别等。
(4)监理对检测试验不合格桩的处理
(a)不合格桩系指桩身完整性、抗压强度、承载力三类。
其中桩身完整性分类见表 1。
桩身完整性检测结论为一类桩和二类桩不需要处理；三类桩要经过设计单位出方案，加固处理后才能使用；四类桩是废桩，不能使用，需要通过设计单位出方案补桩。
(b)不合格桩处理的监理工作程序。先调查研究，再签发监理工程师通知单，报告业主和联系设计单位，及时召开质量专题会，研究施工单位的处理方案，视实际检测数据小于设计要求的幅度，或加倍抽检，或通过设计单位采取加固措施和补桩措施。之后监理监督施工单位按照处理方案进行处理，经过检测合格后才能进行下道工序。最后，收集整理不合格桩处理的书面资料和图像资料存档。
结束语：综上所述， 钻孔灌注桩的监理是一项复杂的技术
管理工作， 要求监理除了具有一定的理论知识外， 还要求有丰富的施工经验和及时纠正不正确施工方法的能力， 防范于未然， 才能确保工程质量。
参考文献：
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[4] JTJ/F50—2011，公路桥涵施工技术规范[S].
论文作者:吴纪旋
论文发表刊物:《基层建设》2016年30期
论文发表时间:2017/1/11
标签：钻孔论文; 泥浆论文; 钻机论文; 承载力论文; 混凝土论文; 钻孔机论文; 质量论文; 《基层建设》2016年30期论文;