摘要：钻孔灌注桩基础具有承载力大，抗冲刷以及无噪音、无振动，对环境影响小，工艺成熟，设备、机具简单，施工方便，造价低廉等特点，因而被广泛地应用于城市建设。而钻孔灌注桩属于隐蔽工程，成桩过程中间环节多, 影响成桩质量的因素多, 如地质因素、钻孔工艺、混凝土的配制、灌注等，为了确保成桩质量，最大程度防止坍孔、断桩等质量事故的发生。现结合青奥村风情街工程桩基施工实践对施工质量控制与事故预防进行分析及论述。
关键词：青奥村风情街；钻孔灌注桩；质量；事故预防
Abstract: Bored Pile Foundation has characteristics of large carrying capacity, anti-erosion, and no noise, no vibration, environmental impact, mature technology, equipment, machinery, construction convenient, low cost, that is why it been widely used in urban construction. Bored piles are hidden works, pile process intermediate links, the impact of pile quality factors such as geological factors, the drilling process, concrete preparation, perfusion to prevent hole collapse, in order to ensure that the pile quality and the greatest degree the broken pile and quality accidents. Now combined with the Youth Olympic Village style street works Pile Foundation Construction practice for construction quality control and accident prevention analyzed and discussed.
Key Words: style of the Youth Olympic Village Street; bored pile; quality; accident prevention
中图分类号TU942 文献标识码：A文章编号：
1工程简介
本工程钻孔灌注桩主要用基坑支护工程。支护桩桩径1100mm，有效桩长22.25m，混凝土强度等级为C35。灌注桩挡土，深层搅拌桩止水，坑内设钢筋混凝土支撑。
2钻孔灌注桩的施工质量控制
2.1钻孔质量控制
根据桩的设计参数，如桩径、桩长、垂直度要求等；地质条件：桩施工时穿越的地层、地下水位、持力层特征等；施工条件：施工场地、施工环境、制桩材料的供应条件等；各类灌注桩设备的适用条件，选择打桩设备。常用的桩机型号有GPS-18,GPS-20。GPS-18机架轻巧，钻杆较细，移动方便，成孔速度快，但运转时晃动幅度，不利于成孔质量。因为本工程支护均为1100mm，所以采用了GPS-20型钻孔桩机，其运行虽慢，但平稳，且钻杆粗壮，节头是用法兰连接，不宜发生钻杆弯曲和接头脱落等现象。
2.2桩位放设
本工程采用全站仪放设桩位，此方法简易，而且宜于复核。由于护筒的埋设方法是挖坑法，因此，放桩位时先在原地面放设一次，待护筒埋好后再复核。在准确放样的前提下钻机就位，其必须保持平稳,不发生倾斜、位移。稳定机架及增加运转时的平稳性，可以采取扩大桩机支承面积使桩机稳固。钻机就位后将水平尺放在磨盘上，相互垂直摆放两次，看气泡是否对中，用以检查钻机垂直度合格与否。此项工作直接影响到成孔质量，钢筋笼及导管是否能顺利沉放，因此尤为重要。
为准确控制钻孔深度，尽量选用长度一致的钻杆，量出每节长度，根据设计孔深算出钻杆数量，并在机架上做出控制的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
2.3钻孔施工
成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分，其质量如控制得不好，则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等，还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。本文以支护桩为论述主体，本项目采取以下几项措施。
2.3.1 采取隔孔施工程序（支护桩）
成桩初始，桩身混凝土的强度很低，且混凝土灌注桩的成孔是依靠泥浆来平衡的，故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
2.3.2确保桩身成孔垂直精度
采取扩大桩机支承面积使桩机稳固，经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。
2.3.3桩顶标高和成孔深度
严格控制护筒中心与桩位中心线偏差≯50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化，为准确地控制钻孔深度，在桩架就位后及时复核磨盘的水平和钻杆的总长度并作好记录，以便在钻孔时控制孔深。成孔后虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔时泥浆比重控制不当，或在提钻具时碰撞了孔壁，就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象，这将给第二次清 孔带来很大的困难，有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此，在提出钻具后用测绳复核成孔深度，如测绳的测深比钻杆的钻探小，就要重新下钻杆复钻并清孔。同时还要考虑在施工中常用的测绳遇水后缩水的问题，因其最大收缩率达1．2％，为提高测绳的测量精度，在使用前要预湿后重新标定，并在使用中经常复核。
为有效地防止塌孔、缩径及桩孔偏斜等现象，除了在复核钻具长度时注意检查钻杆是否弯曲外，还根据不同土层情况对比地质资料，随时调整钻进速度，在软粘土钻进最快0.2m／min左右。钻头直径的大小将直接影响孔径的大小，在施工过程中要经常复核钻头直径，如发现其磨损超过10mm时，就要及时调换钻头。发现如塌孔、进尺异常等情况时,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采取相应的补救措施。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。
2.4泥浆护壁技术
泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术关键之一。泥浆的作用是护壁、携砂、冷却钻头和润滑,其中护壁和携砂是主要的。本项目采用的是正循环，也就是泥浆从钻杆内注入孔中，通过泥浆从孔中溢出将沉渣带出桩孔。注入干净泥浆的比重应控制在1.1左右,泥浆稠度过大会影响钻进速度,而泥浆过稀则不利于护壁和排渣。排出泥浆的比重应控制在1.2～1.4左右;当穿过砂夹卵石层或容易塌孔的土层时排出泥浆的比重可增大至1.3～1.5。泥浆除控制比重外,还应定期测定它的粘度。在不同的土层中钻孔,泥浆粘度要求是不同的,在混有砂土的淤泥层中,合适的泥浆粘度为20～23 Pa•s；在砂土中为23～45 Pa•s；在沙砾层中＞45 Pa•s。泥浆护壁的好坏直接关系到钻孔灌注桩的质量。泥浆护壁按土层的性质可以用原土造浆,即钻孔时直接注入清水使之与原位的粘土混合成护壁泥浆,也可用人工制备的泥浆。在砂层、砂夹层等易塌孔的土层中钻孔，应采用人工制备的特殊泥浆。根据本项目地质勘探报告，该处主要为砂层，因此采用了人工制备泥浆。先把粘土（用膨润土、工业碱、聚丙烯酰胺、木纤维素按适当比例配制而成）尽量打碎，使其在搅拌中容易成浆，缩短成浆时间，提高泥浆质量。制浆时，可将打碎的粘土直接投入套管内，使用冲击锥冲击制浆，待粘土已冲搅成泥浆时，泥浆的配比经实验确定，满足性能指标要求，即可进行钻孔。多余的泥浆用管子导入钻孔外泥浆池贮存，以便随时补充孔内泥浆。
清孔施工。孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一，清孔的主要目的是清除孔底沉渣。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣尽量排除干净。清孔方法主要有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射和砂浆置换等。本工程采用换浆法。在清孔时保持液面高度，防止坍孔。一清时，也就是灌注桩成孔至设计标高，应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔，直到孔口返浆比重持续＜1.10～1.20，清孔后孔底残留的沉渣厚度。对于支承桩≯l00mm，摩擦桩≯300mm，在一清完后，待钢筋笼、导管安放完毕后再清一次孔，即二清。第二次清孔后耽搁时间不宜过长，应马上进行水下混凝土的灌注工作。
严禁采用加深孔底深度的方法代替清孔，这将会极大地降低桩尖处基底的极限承载力,也可能因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。
钢筋制作、吊放及浇注混凝土质量控制。按设计尺寸、规格提前制作钢筋笼,以保证在清孔之后,半小时内下钢筋笼。本工程采用桩机自下钢筋笼。首先起吊钢筋笼,对准桩位，吊直扶稳，缓慢垂直下落钢筋笼，确认到达设计位置时，应立即固定，防止上浮。钢筋笼下落过程中严禁撞击孔壁。
水下混凝土浇筑。二次清孔完毕完后，应立即浇筑混凝土。本项目采用商品混凝土，在通知混凝土土厂家发货时必须告知其是水下混凝土，因为水下混凝土的强度比同标号的混凝土土高一等级。如本工程是C35混凝土，其强度因是C40。
灌注首批混凝土时，应计算好首灌量，保正能顺利将隔水栓从管内排出。导管下口至孔底的距离一般在10cm为宜，并保证首批混凝土浇筑后，导管埋入混凝土中的深度≮2m。灌注开始后要连续进行浇筑,并尽可能缩短拆除导管的间隔时间。混凝土从孔底往上返出，同时提动导管振捣混凝土，导管提升时，不得挂住钢筋笼，导管底应埋入混凝土内2～6m。在灌注过程中,要经常探测孔内混凝土面位置,及时地调整导管埋深,严禁提出混凝土面。
3出现质量事故的几点及预防措施
3.1钻孔偏斜
产生钻孔偏斜的原因: 钻机的垂直度偏差较大，运时晃动幅度大，或是钻杆弯曲。另外钻进时遇到孤石或坚硬物，使得钻头偏离原钻进方向。
先将场地夯实平整，走管宜均匀着地，必要时可扩大受力面保持其平稳运行。安装完毕后利用水平尺检查钻机磨盘的水平。及时检查钻杆是否弯曲。在钻进过程中，通过钻进速度和钻机有无摆动来判断是否遇到障碍。如果进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,应采用慢速档钻进。如有必要，钻进时钻具配有扶正器，钻进时压力均匀，以防钻孔倾斜（图1）。
若仍无法钻透，可用小钻头引钻，穿透障碍后再换钻头正常开钻。
3.2 孔径达不到设计要求(扩大部分)及缩径
缩径原因一是钻头在钻进过程中严重磨损，焊补不及时；另一种是由于地层中有软塑土(俗称橡皮土)，或沙层较厚，且泥浆比重不符合要求。
为防止缩孔，前者要及时修补磨损的钻头。后者要使用失水率小的优质泥浆护壁并必须快转慢进，并复钻二三次；或者使用卷扬机吊住钻头上下、左右反复扫孔，易缩径段要分段扫孔以扩大孔径，直至使发生缩孔部位达到设计孔径为止。
3.3钻头、钻杆脱落
掉钻的原因有卡钻时强提强扭，操作不当，使钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂；钻头杆接头不良或滑丝；电动机接线错误，钻机反向旋转，钻杆松脱。
本工程钻杆采用了法兰连接，避免了滑丝或钻机反向旋转而引起的钻杆，钻头脱落。如有脱落，打捞工具有以下几种: 打捞叉、螺旋取物器和卡板取杆器、打捞钩、偏沟或钻锥平钩以及打捞钳等。
3.4孔底沉渣超标
主要原因有清孔时间不够,泥浆性能差；二清结束至灌注开始间隔时间长；孔深人为加大。
预防措施：采用二次清孔，清孔时间要充分，直至符合要求。清孔时要净化泥浆，降低泥浆粘度、密度并保持孔壁 稳定性。二清结束至灌注开始间隔时间在30min内。严禁用加深孔底深度的方法代替清孔。
3.5堵管、卡管
形成卡管的原因：初灌时，隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续；在导管中停留时间过长而堵管；导管进水造成混凝土离析等。
防治措施：使用的隔水栓直径应与导管内径相配，同时具有良好的隔水性能，保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，为改善混凝土的和易性和缓凝，水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性，导管使用前应做水密试验，进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力，本工程水密试验的水压采用孔内水深的1.5倍。
3.6断桩
由于导管底端距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体；此外,在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。
4总 结
钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重，工序多为隐蔽工程，在出现质量问题后很难整改。因此，在施工中应加强管理，采取科学的施工方案和切实可行的备用方案。如出现问题，必须与业主，监理，设计沟通，采用合理的方案解决。
参考文献
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作者简历：马连勇（1982―），男，助理工程师，二级建造师。毕业于东南大学土木工程专业，现江苏建科建设监理公司主要从事土建监理工作。