钻孔桩质量控制

　钻孔桩重点质量控 制

　[ [ 摘要 ] 钻孔桩工艺简单，成孔成桩过程并不复杂，但最终能否符合标准，成为检测结果优良的桩基还是有点难度。许多桥梁工地单桥桩基优良率不到 95％，甚至不到 90％，其中严重的桩基做报废处理。针对这些实际问题，应该从过程中抓住重点环节的质量控制，是提高桩基整体质量的唯一办法。

　[ [ 关键词] ]

　钻孔桩

　质量

　过程控制

　前言：

　随着我国交通建设的快速发展，各种桥梁基础普遍采用桩基础，桩基础施工难度小，质量效果好，检测手段准确、简单，已经完全取代了其他基础形式。桩基础又分为机械钻孔和人工挖孔两种，钻孔桩相对挖孔桩来讲具有施工效率高，安全性高，使用范围较为普遍。钻孔桩施工工艺很多，不同的地层有不同的钻孔工艺。钻孔工艺主要有旋挖式、回旋式、冲击式三种。本文根据笔者多年基础施工的经验对三种成孔工艺，重点质量控制做一介绍。

　1、 旋挖钻重点质量控制 旋挖钻机是一种大型钻机，他是利用钻头钻进封口打开，将桩身泥土吃入钻具内，回旋封口封死，而将泥土挖出，采用泥浆护壁。适用于软弱地层的桩基成孔，如卵石层、砂层、土层等地层，适用于场地宽阔、运输方便的区域，如平原地带，立交桥、特大桥等桩基集中的地方。旋挖钻成孔快，操作简单，一般正常情况下每小时可进尺 10-15m。施工速度惊人，是其他钻孔机械无法做到的。在旋挖钻施工时应重点注意以下几个方面。

　1、1 对泥浆控制 旋挖钻成孔基本上都采用人工制造泥浆，除了一些粘土层，自身稳定性好，易在水中分解形成泥浆护壁，其它一些亚粘土层、卵石层、砂层必须选择用优质泥浆护壁，才能保证顺利成孔。制造泥浆的方法很多，但是用最经济、最简单的方法制造出高效的泥浆却很少，我们一般常用的有膨润土配浆法。在钻孔施工中用膨润土造浆已成为施工人员首选的方法，但是怎样用膨润土造浆发挥好的护壁作用，还存在许多误区。

　误区（1）许多人认为膨润土越多越好，没有按科学的掺和比例施工。膨润土有优质土和一般性土，优质土的含砂量很低，为 0.5%以下，而一般膨润土可达 2-3%。选择土一定要优质土，不可图省钱用一般性土。膨润土一到工地，现场技术人员应试配一盘泥浆。配比用水﹕膨润土﹕火碱﹕纤维素=100﹕15﹕1.8﹕0.8 来拌制，拌好后做泥浆的五大指标，既相对密度、稠度、含砂量、胶体率、矢水量和泥皮厚度。

　 指标项目 相对密度 稠度 含砂率 胶体率 泥皮厚度 标准 1.12-1.15 16-22s ＜0.5％ ＞95％ 1-2 ㎜ 不同的地层有不同的泥浆配比，以上数据仅供砂层钻孔参考。膨润土用量太多，泥皮就太厚，影响钻孔质量，也造成极大的浪费，要决定造浆配比必须通过现场实验再根据地层情况来决定。

　误区（2）随造随用无储备池。施工现场都有场地狭窄的问题，所以很少有旋挖钻机在施工时特意准备 50M3 大小的储备池，施工时造浆人员边造边用，旋挖钻成孔速度很快，快则两个多小时就挖成 25M 左右的桩基，多则 5-6 小时，但膨润土混合泥浆有个很重要的问题，膨润土、纤维素和火碱含有化学成分，他们之间混合一起有一定的化学反应过程，也就是混合泥浆逐渐成熟的过程。一般这个过程需要 6-8 个小时，泥浆各种成分反应越彻底，泥浆越成熟，这样混合泥浆才可以发挥出最大的作用，如果边造浆边使用不但影响钻进速度，而且起到的作用很小。所以钻孔泥浆应该提前拌制好，在储备池中放 8 小时后再使用。

　这两个误区也是比较简单而容易被人们忽视，我们应该从小问题出发，真正提高施工工艺的工

　作效率和施工质量。

　钻孔泥浆问题我们应该应用先进的技术，比如用胶体化学泥浆，此种泥浆充分利用了物质的化学反应和物理特性，让颗粒凝结、快速沉淀，但泥浆本身相对密度、稠度不会发生太大的变化，此种化学泥浆价格虽然昂贵，但是对成孔质量大有好处。

　1、2

　清孔控制。

　旋挖钻不同与其他钻机，在钻进中无清孔过程，所以孔深超过 25M 的桩宜采用反循环清孔，含砂量一定小于 2%后才可以灌注。很多桩基成桩检测的都为Ⅱ类和Ⅲ类，分析其原因就是因为清孔不彻底而导致沙粒成团被砼包裹于其中。清孔不易太过，比重太小易使护壁坍塌，轻者括孔率增大，重者引起塌孔事故。根据经验易坍地层，如砂层和软塑层，泥浆比重不应小于 1.10g/㎝³，特殊地层如流塑层不易小于 1.15 g/㎝³，其他地层按施工规范灵活控制。

　2、回旋钻机重点质量控制

　回旋钻形式多种多样，但万变不离其踪，他主要是通过钻头转动，把地层物质松动，利用泥浆把成颗粒状的物质运输至泥浆池。回旋钻按钻孔方式分为刮刀式和滚刀式。刮刀式使用于各种软弱地层，如土层，砂层，砾石层。滚刀钻适用于硬地层施工，如各种风化岩地层，但现在施工中选择滚刀钻机的较少，而利用刮刀式钻孔的相当多，在回旋钻孔中我们应该重点重视以下几个问题。

　2、1

　垂直度控制

　回旋钻头利用 3M 长的钻杆连接往下延深，很容易发生偏孔现象，偏孔时不易发现，所以在钻进时严密注意钻架晃动程度，在换杆起钻时注意主杆和卡盘间隙是否均匀，如果钻架晃动厉害或者主杆与卡盘一侧紧靠，证明有偏孔现象，要及时进行校正。

　 2、2

　正反循环的选择

　不同的地层选择不同的工艺，如果是易坍地层，选择反循环进尺，势必增大括孔率，成桩时浪费很多混凝土，使充盈系数增大。这个问题在许多工地很少会引起重视，正循环钻进虽然速度慢，但可以保证括孔率，成孔护壁较稳定，不易塌孔，当然在不易坍塌地层如土层，亚粘土，胶泥层等稳定性好的完全可以使用反循环，这就要施工人员根据实际情况决定。特别是砂层，采用钻头直径 D-2 ㎝（D 为孔径），如果充盈系数超过 12%时，必须要对泥浆进行改良，坚决不用反循环，改良泥浆就是加大泥浆的比重，提高粘度，增强护壁效果。

　用回旋钻成孔清孔达到规范要求后，各地层充盈系数如下表（经验值）

　 钻头直径 D-2 ㎝（D 为孔径）

　地层 工艺 粘土层 亚粘土层 沙土层 沙砾、卵石、沙 正循环 ＜1％ ＜3％ ＜8％ ＜10％ 反循环 ＜3％ ＜5％ ＜12％ ＜16％ 降低充盈系数只有提高泥浆比重，增加护壁效果，但回旋钻施工不同旋挖钻，不会投入高成本人工造浆，所以很难从过程中去控制它，但是也应该从施工中引起重视。

　3、 冲击钻质量控制要点

　冲击钻是基础施工最常见的成孔机械，他的适用范围很广，主要适合硬地层施工，如：弱风化岩、微风华岩等。多数施工于嵌岩桩和支撑桩。冲击钻施工应主要注意以下几点：

　3、1

　偏孔控制

　 冲击钻偏孔在施工中很常见，特别是岩体表面倾斜是导致偏孔的主要因素。这就要求施工人员及时掌握地质勘探资料，提前做好准备，在接近斜面时放锤要稳，一旦偏孔后，及时回填片石高出原地 0.5 米以上，并对边牙进行补焊。冲击钻机性能比较落后，人工操作性很大，所以操作手的技术是成孔好坏的关键。

　3、2

　清孔控制

　 冲击钻机一般施工端面受力桩，清孔要求高，通常要求沉渣厚度不大于 5 ㎝，有些地方甚至设计为零沉淀，为我们的施工增加了难度。但是抓好以下几个方面，做到零沉淀也并非难事。首先在冲孔过程中泥浆比重不易过大，控制在 1.25～1.3 g/㎝³即可。其次在冲击到设计标高后，锤头行

　程不大于 50 ㎝进行冲渣，边冲边用正循环清孔，充分利用沉淀池的作用，将含沙率降到 2％以下才可交孔安置钢筋笼。安置好钢筋笼和导管后进行二次清孔，二次清孔用反循环或加压正循环清孔，反循环是功率 30～55 千瓦的地面砂石泵用导管将泥浆从孔底抽出，经沉淀池再流入孔内。加压正循环是两台泥浆泵或 3～5m³空压机配合一台泥浆泵把泥浆池内泥浆经导管注入孔底，再返出流入泥浆池中。每隔 30min 测量泥浆指标和沉渣厚度，沉渣厚度可用 2～3 公斤的测锤试探，如果孔底无沉淀，测锤落在岩面的声音很清脆，提起测锤时无吸附力，当测锤提出后，观察测锤底面无任何泥污。

　4、水下砼灌注

　 在成孔后对桩基进行灌注时，首先控制混凝土。无可非议混凝土是成桩的关键，如果混凝土质量不过关，前面的工作一切都等于零。

　混凝土的配合比要通过严密、规范的试验得来，必须结合当地材料的特点，不允许有丝毫的随意性。水下砼灌注重点控制以下几点。

　4、1 为了保证混凝土有较好的流动性，粗集料不宜采用碎石，应该选用卵石，而且粗集料要有良好的级配，每一级集料都应有适当的比例，组成具有平滑凸形的筛分曲线。

　 粗集料较好级配范围 级配 粒级 mm 按质量计累计筛余（％）

　2.5 5 10 20 40 60 单粒粒级 5～20

　 95～100 85～100 0～15 0

　 20～40

　 95～100 80～100 0～10 0

　二级配粗集料比例一般控制在 5～20 为 40％和 20～40 为 60％为宜。砂率应控制在 40％最佳。

　4、2

　砼运输到施工现场后对其进行试验，塌落度控制在 18～22 ㎝之间。如果有钢筋笼上浮现象，塌落度宜控制在上限 21～22 ㎝之间，减小混凝土浮力来防止钢筋笼上浮。

　4、3

　在灌注水下砼时，施工要连续，不得中断。要做好各个方面的施工准备，避免客观原因使施工中断，而导致事故桩。

　5、成孔转序控制

　 钻孔桩施工工艺简单，容易被施工人员理解，但是在许多细节问题很少有人重视它，存在转序不规范，检测不完善的问题。钻孔桩在成孔后，技术人员严格按规范要求来检测各项指标，如果检测结果不合格，坚决不进行下道工序。在许多工地因工期紧或施工人员怕麻烦，对有些项目不检测，如成孔后垂直度和孔径检测要往孔内下检孔器，此项内容看似多余，其实相当重要，特别是超过 40m或有软硬交接层的桩基，绝对要进行此项检查。一旦发生斜孔、缩孔后所造成的后果很严重。

　 每一道检测项目不合格都会对孔桩的质量有所影响，我们就无法做出合格的桩基产品，所以在

　施工过程中一定要有规范的转序程序和完善的检测方法。

　 6、结束语

　不注重施工过程控制，是造成钻孔桩施工质量不合格的原因，我们因该从细节出发，从关键环节着手，本着科学的态度对待钻孔桩施工。

　清

　 孔 安置钢筋笼 沉渣厚度合格 泥浆指标合格 下放导管 二次清孔 灌

　注 中心、高程定位 沉渣合格 控制悬空 0.3～0.5m 钻孔到位 孔径、垂直度合格 测量深度合格