浙江建筑，第２５卷，第１２期，２００８年１２月 Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，Ｖｏ１．２５，Ｎｏ．１２，Ｄｅｃ．２００８ 钻孑Ｌ灌注桩的施工监理 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｂｏｒｅｄ Ｐｉｌｅｓ 张忠元 ＺＨＡＮＧ Ｚｈｏｎｇ—ｙｕａｎ （杭州市余杭区建筑工程质量监督站，浙江杭州３１１１００） 摘要：着重从工程监理的角度出发，对钻孔灌注桩施工过程中容易发生的钻孔垂直度超标、孔深控制不当、缩孔塌孔、泥浆 比重控制不当、沉渣沉瘀过厚、混凝土的配料和设计强度偏低以及灌注不当等主要问题进行了分析，进而提出了钻孔灌注桩的施 工监理控制要点。 关键词：钻孔灌注桩；施工管理；垂直度；沉渣；监理 中图分类号：ＴＵ７１２ ．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８—３７０７（２００８）１２—００４２—０３ 近几年，随着大批高层建筑及高等级公路建设 的发展，钻孔灌注桩得到了广泛应用。但在施工过 程中因工艺落后、地下施工情况难以控制等原因仍 存在较多问题，本文着重从监理的角度，对钻孔灌注 桩施工中的主要问题进行探讨。 在不均匀地层中钻孔时，钻机自重大、钻杆刚度大较 为有利。进入不均匀硬层、斜状岩层和碰到孤石时， 钻速要打慢档。处理大孤石和坚硬岩石，采用自重 大的复合式牙轮钻或换用冲击钻都是有效的方法。 导正装置也是防止孑Ｌ斜的简单有效的方法。终孑Ｌ后 再发现孔斜纠正起来费时费力，且修孔常使桩的充 盈系数增大，最大达１．６以上。 施工监理与工程管理按照国家现行有关规范施 工并不存在什么困难，然而施工质量却常常达不到 要求，如果施工单位在施工中能对最薄弱的环节予 以关注，予以加强，就能收到事半功倍的效果。下面 ２ 孔 深 在严重的桩基工程事故中，孔深不到位的例子 很多，对于孔深的量测应是监理工作的重点，实际操 对钻孔灌注桩的施工监理的要点作出分析和总结。 ｌ钻孔垂直度 钻孔灌注桩的垂直度是保证承载能力的重要一 环，目前绝大多数的施工现场不检查垂直度，有的单 作中应注意的问题有：（１）测量有误未达到设计深 度。一般施工队常用的测绳一经水泡就会出现收缩 现象，有的收缩量可达１ ｃｍ／１ ｍ左右，测５０ ｍ的孔 就会产生０．５ ｍ左右的误差。更大的测量误差是由 于测绳易断引起的，断了以后不知道的人仍以断处 为起点继续使用，往往可差数米。采用细钢丝测绳 要当心数标松动错位。彻底避免误测的办法是在施 工现场或附近地面上设置长度标记作为准绳，每次 位没有检查设备或根本不知道如何检测，有的单位 则因测孔斜费时费力不愿做。因此，斜率超标，桩的 受力状态被改变，桩头偏位，严重影响钢筋笼的安 置。为避免钻孑Ｌ倾斜，在钻机就位和钻孔过程中，要 随时注意校核钻杆的垂直度，发现倾斜及时纠正。 对于地基不均匀、土层呈斜状分布和土层中夹有大 终孑Ｌ一定把测绳拿去核实。（２）钻孑Ｌ人岩深度达不 到设计要求，更多的是由于地层分布不均匀，如岩层 的孤石或其它硬物的情形，施工前必须做好预案。 收稿日期：２００８一Ｏ７—２３ 作者简介 张忠元（１９６６一），男，浙江杭州人，工程师，从事建筑工程质量监督工作。 第１２期 张忠元：钻孔灌注桩的施工监理 ４３ 分布成倾斜状或起伏变化剧烈导致判断失误。入岩 深度的控制因钻孔工艺不同而有所区别。反循环工 桩的侧摩阻力也难以发挥。有的工程计算承载力为 １４ ０００ ｋＮ以上，而静载试验不到５ ０００ ｋＮ就破坏， 艺和冲击钻成孔的桩，可采用岩样鉴别法。此外，还 需注意每个桩的入岩和终孔的岩样最好留样备案， 其中就有泥浆的影响。在空气中坍落度为２１ ｃｍ、 扩散直径为３８ ｃｍ的混凝土，在水中坍落度下降为 １６．５ ｃｍ、扩散直径为３０．５ ｃｍ，而在比重为１．２的泥 浆中，坍落度则为１４ ｃｍ，扩散直径只有２７ ｅｍ。因 此，对泥浆质量的管理决不是个小问题，监理一定要 直至工程使用正常，沉降稳定。正循环工艺成孔的 桩由于取不到完整岩样确定嵌岩深度很困难。较可 靠的办法是认真分析钻探资料，根据各钻孔土层分 布情况综合评判场地地质概况，然后做出岩层分布 严格要求施工单位按规范要求严格控制。 的等高线图，按等高线图确定成孔深度。因本法有 一定的随机性，应适当加大安全系数，有时尚需适当 补充钻探孔，并可用取芯钻头直接取岩芯判定。 ３ 孔・径 在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段新近沉积的黏性土 和粉土中钻孔容易出现缩孔现象。尤其要重视液性 指数ＩＬ＞０．７５呈软塑状态和流塑状态的黏性土，而在 ＩＬ＞１．０呈流塑状态的软土层中成孔缩孔现象更不可 避免。与孔径有关的质量问题有：①由于孔径小于规 范要求，桩的截面缩小，承载能力降低，实际上降低了 桩的安全系数。②软弱土层一般都在地层上部，缩径 易造成桩身抗压强度不够而破坏。③由于孔径达不 到要求，导致钢筋笼无保护层，桩的长期承载力受到 影响。防治的主要措施是加强对孔径的检测与控制， 提高泥浆质量，增大泥浆比重和粘性及稠度。钻头直 径应适当加大，也可采用处理孔斜的导正器法，在导 正器上焊一定数量的合金刀片，在钻进或起钻的过程 中起扫孔作用。此外在易于产生缩孔的土层中施工， 减少空孑Ｌ时间也是非常重要和有效的措施。 ４ 泥 浆 在钻孔灌注桩的施工中，无论对于成孔质量还 是最终对桩的承载能力的发挥，泥浆质量都是相当 重要的因素。目前桩基施工队伍绝大多数缺乏对泥 浆质量和泥浆管理的重视，泥浆质量差，其后果是： （１）形成不了护壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易 于脱落，导致孔壁稳定性差，在砂性土地层易于塌 壁，在流塑状黏土层则易于缩孑Ｌ。（２）泥浆稠度大、 比重大，含砂率高，形成的泥皮质量差、厚度大，大大 降低了桩的侧摩阻力。（３）稠浆在钢筋笼钢筋上沉 积粘附，导致钢筋与混凝土握裹力降低。（４）泥浆 比重过大，使得混凝土水下灌注阻力增大，降低混凝 土的流动半径，使混凝土骨料大部分堆积在桩芯部 位，而钢筋笼外几乎无骨料，不仅桩身质量不好而且 ５沉渣与沉淤 一般把沉渣与沉淤混为一谈，凡是孔底的沉积 物统称沉渣，实际上是有区别的。沉渣是钻孔过程 中钻机切削和孔壁塌落的岩土，主要是砂、砾石和碎 岩屑等，而沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于 空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物，沉淤的厚 度往往大于沉渣，沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔 层，能导致端承力减小甚至丧失殆尽。沉淤的控制 主要是提高泥浆质量和减少空孑Ｌ时间。沉渣的清除 采用反循环成孔工艺能达到较好的效果。为此，可 采用正循环成孔，气举反循环清孔的工艺。此法现 场只需增加一台６ ｍ 的空压机即可，费用不大，简 便易行，效果良好。采用该法的关键是控制好孑Ｌ内 泥浆面的落降，落降快、落差大则易塌孔，因此补浆 要跟上，而且抽渣时间要短。实践证明，应用得当， 桩的承载力能大幅度提高。无论采用反循环还是正 循环成孔工艺，都应重视混凝土灌注前的清孔。灌 注前抽吸２ ｍｉｎ左右，一方面抽出一定的沉渣，另一 方面泥浆的抽吸作用导致一部分沉渣、沉淤上浮，而 且短时间内不会沉淀。此时灌注混凝土，混凝土坠 落的巨大冲击力还能溅除最后残余的部分沉渣与沉 淤，可基本上将孔底沉渣清除干净。 ６混凝土灌注 混凝土灌注是最后一道也是最关键的一道工 序。首先必须严格按设计强度配制混凝土。许多施 工单位都是现场搅拌混凝土，其常见问题是：（１）砂 石的含泥量偏大；（２）配料的计量不准确；（３）水泥 保管不善受潮。水下混凝土灌注由于阻力大不易流 畅灌入，于是施工单位常随意加大水灰比，增大塌落 度便于混凝土灌注，结果混凝土的强度等级严重降 低。质检和设计人员应加强现场质量监理，决不能 轻易相信试块的试验结果。 在保证混凝土质量合格的前提下，导管法水下 ４４ 浙 江建筑 ２００８年第２５卷 灌注混凝土质量难以控制的主要原因是：（１）不能 管，容易造成混凝土离析和堵管。（３）吊臂上下移 象上部结构施工那样逐层振捣；（２）由于导管埋在 动速度慢，产生不了大的加速度，因此混凝土料的下 泥浆和混凝土中，混凝土的灌人阻力是相当大的，灌 落没有足够的超压，造成混凝土料在导管附近堆积 入阻力可按下式估算： 成钟形断面。由于不能将隔层水平顶升，在钟形断 Ｒ＝１Ｔ（Ｄ 一ｄ ）（１１ ｒ ＋１２ｒ ）／４ （１） 面塌落时容易裹人泥浆，造成夹泥芯。 式中，Ｄ为桩直径；ｄ为导管直径；ｒ 为泥浆重 度；ｒ 为混凝土重度；要克服很大的灌入阻力保证混 ７ 结 语 凝土桩身质量，必须有相当大的冲击力，冲击力越 综上所述，为了保证钻孔灌注桩的桩身质量，监 大，完成每一斗混凝土灌注的时间越短，混凝土桩身 理单位应做到：（１）对施工单位钻孔设备钻头的切 越均匀。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合 削性能、泥浆的处理设备以及与施工效率和质量有 料，不同材料、不同粒径的摩擦系数不一样，因此仅 关的机具、仪器等都应进行检查。（２）不同的施工 靠静力平衡产生的超压力缓慢流淌，易造成混凝土 方法其效率和质量有很大差异，监理应从施工方法 粗骨料在桩芯堆积，其含量随半径增大而递减。桩 着手进行预先控制。（３）认真研究质量检测设备的 身不匀，影响桩的抗压强度。 准确性和可靠性，如大小应变动测的适用范围等。 目前最常见的水下混凝土灌注法的缺点是： 检测结果不准确易引起纠纷，处理不当会降低安全 （１）在向大斗投料过程中，混凝土的绝大多数势能 度，留下工程隐患。（４）提高和完善管理水平，应以 在撞击大斗壁的碰撞中损耗掉，混凝土料落入导管 工序控制和事前控制为主，建立系统化的动态管理 中不连续，形不成较大的冲击能量，使混凝土没有足 制度和方法。（５）桩的施工过程中既要做到严格监 够的力量向四周挤压、扩散。此外，还容易使桩身不 理、关键工序进行旁站，又要热情服务，把质量隐患 均匀。（２）绝大多数混凝土料要经过反弹再落入导 消除在萌芽中。 （上接第３９页） （７）另外，也可采用“小径打、大径扩”的措施成 使渣石能尽可能地吸出，在遇３０ ｍｍ漂石无法破 孑Ｌ。在圆砾层钻进时，一旦出现憋车、钻具跳动、进 碎，不能吸出孔时采用捞渣筒打捞后再进行钻进。 尺缓慢等现象，立即下入小径筒状钻头钻过该层，再 应立即更换滚刀钻头，同样通过增加钻压，宜超过 换大径刮刀钻头扩孔。粒径小于５ ｅｍ的圆砾可由 ７０ ｋＮ，当发现钻机抖动厉害时，应立即提钻检查牙 大比重、高粘度泥浆携带出口，粒径大于５ ｅｍ的圆 轮是否掉离，同时密切注意泥浆面，防止坍孔。 砾采用带钢丝网的筒状钻捞出。 ３．４解决漂石层钻进难题 ４ 结 语 从地质勘探现场了解到，卵石层⑥埋深７～ 混凝土钻孔灌注桩在卵石层中施工较难，但只 １７ ｍ之间存在粒径超过３０ ｅｍ漂石，此时漏浆情况 要掌握好一定的施工方法，准备好必要的材料及工 严重，根据施工经验，常规的翼状合金钻头难以钻 具，在此层钻进应该较顺利。当然，不同的工程地质 进，主要是因为该钻头无法对大的漂石进行破碎，如 条件有很大的差异，施工方法不可能相同，在施工中 果加大钻头回转力，可能造成偏孔、扭断钻杆、毁钻 应及时总结经验教训，逐步积累在此类地层的施工 头等事故发生。所以当钻至这层时，应减压慢钻进， 经验。
