超深钻孔灌注桩施工质量监督要点研究

超深钻孔灌注桩施工质量监督要点研究

卢春峰

上海市虹口区建筑业管理中心    200082

摘要：当前上海新建商办楼多为超高层建筑，超深钻孔灌注桩施工技术应用更加广泛。本文以上海某项目作为工程案例，介绍该项目中围护结构中深钻孔灌注桩工艺技术运用，探讨其在施工过程中质量行为和质量实体的监督要点，从而减少或避免超深钻孔灌注桩施工质量问题，以供参考。

关键词：超深钻孔；灌注桩；施工质量；监督要点

0 前言

近些年，随着国内建筑行业不断发展，尤其在上海、北京等超一线城市中，新建建筑多为超高层建筑且处于市中心。超深钻孔灌注桩技术由于其有无振动、对周围环境影响小的特点，在超高层建筑施工中得到普遍应用。本文结合上海本地实际在建项目，对围护结构中超深钻孔灌注桩施工质量监督要点进行研究总结。

1 工程概况

1.1围护工程概况

本工程围护结构采用地下连续墙，地连墙内外侧采用三轴槽壁加固形式。本项目塔楼区域位于地铁保护范围内，基坑最近距离约14米，区间隧道埋深浅，施工过程中主体结构的沉降将会产生拖带效应，造成周边土体及地下结构的变形。因此在本地块与既有地铁隧道间布置超深隔离桩将基坑与地铁隧道隔离，以达到隔断拖带效应保护地铁的目的。

1.2工程地质概况

拟建场地位于古河道沉积区，自地表以下 180.24m 深度范围内的地基土属第四纪中更新世 Q2 至全新世 Q4 滨海～河口相、滨海～浅海相、滨海、沼泽相、溺谷相、河口～滨海相、河口～湖泽相、湖泊相沉积层，主要由饱和粘性土、粉性土、砂土组成，具水平层理，其中第⑤、⑦、⑧、⑨层可划分若干亚层及次亚层，第⑤3层、第⑨层以及第⑫层中有透镜体分布。

2 施工要求

2.1 成孔

成孔设备：孔径1200mm隔离桩，深度113m，成孔垂直度要求不大于1/300，采用SQ45型全液压循环钻机进行成孔钻进施工。该设备具有扭矩更强、转速更快、单根钻杆长度加倍等明显优势，能够有效的提升钻进速度。同时SQ45钻杆成孔能够确保隔离桩垂直度1/300的要求。

2.2 泥浆清孔

清孔应分两次进行，第一次清孔在成孔完毕后进行，第二次清孔在钢筋笼和导管安放完毕后进行。为有效清除孔底淤砂，一清和二清均采用气举反循环进行。

2.3钢筋笼制作

在一次清孔验收合格后进行钢筋笼下放、安装。

113m隔离桩主筋φ28，采用机械连接，按照24m一节分节起吊安装。

2.4水下混凝土灌注

采用导管法进行水下混凝土浇筑，导管直径300mm，导管采用丝扣连接。初灌前须安放好隔水球和隔水板，导管底口离孔底30~50cm，然后在料斗中放满砼，拉起隔水板的铁丝，料斗中的砼开始下灌并保持连续浇灌。始灌时间与成孔时间间隔≤12小时，与第二次清孔时间间隔≤0.5小时。

3 质量监督要点

本项目隔离桩有效桩长113m，成孔深度深，桩底位于⑨2-2粉砂层，成孔过程中孔底沉渣厚，造成清孔难度大，为了有效清除孔底沉渣，项目在一清及二清过程中均采用气举反循环进行清孔作业，同时安排成孔检测对孔底沉渣厚度进行判断。

3.1 清孔方式

清孔采用气举反循环形式，气举反循环的气压压力可微调、吸渣能力强，沉渣少。

1. 一次清孔

在钻孔达设计标高时，首先由现场质量员进行孔底标高、孔底沉渣自检。自检确认合格后进行一次清孔，一清时应将钻头提离孔底 0.5～0.8 m，清孔时，输入孔内的泥浆量不应小于泥浆泵排量，保证补量充足，同时应合理控制泵量，避免吸塌孔壁。

2. 二次清孔

二次清孔在钢筋笼、导管下放完毕后，利用导管进行，同样采取气举反循环清孔方法。

气举反循环清孔是利用空压机的压缩空气，通过在混凝土导管内的安装风管将空气送至桩孔内，让高压气与泥浆混合在导管内形成一种密度小于泥浆的浆气混合物，浆气混合物因其比重小而上升把泥浆挤出导管，同时在导管内混合器底端形成负压将导管下面的泥浆引入导管内。在气压动量的联合作用下，加上孔口不断补浆，将孔底的沉渣排出导管口。

3.2 清孔前后孔底沉渣检测

一清、二清清孔前需分别使用测绳对孔深进行测量记录，通过两次气举反循环清孔对比出清孔前后的沉渣效果。

3.3 桩端后注浆

1. 注浆管安装

按照设计图纸，需对超深隔离桩进行桩端注浆。注浆管的安装工艺要求如下：

（1）声测管、注浆管采用铸铁钢管，将导管丝扣连接，检查确认无误后，方可进入下一道工序。

（2）注浆管采用铅丝绑扎在钢筋笼上。桩端注浆管底部应超出桩底500mm。安装时，3根桩端注浆管对称绑扎于加劲箍内侧，与钢筋笼主筋靠紧绑扎固定，每道加劲箍处设绑扎点。

（3）声测管采用直径50mm，壁厚3.0mm，螺纹接头管。底节管采用铁丝绑紧防止滑动，上节笼可滑动。

2. 清水开塞

下钢筋笼时必须缓慢下放，严禁强力冲击，在每节钢筋笼下放结束时，必须在压浆管内注入清水检查管子的密封性能。对露在孔口的压浆管必须用堵头拧紧，防止杂物及泥浆掉入压浆管内，确保管路畅通。在桩身砼浇灌后7-8小时内应采用清水进行开塞。

3. 压浆施工

（1）本工程压浆泵选用泵压不低于7Mpa的高压注浆泵。地面输浆软管采用耐压值不低于10Mpa的双层钢丝纺织胶管。胶管内径为Φ25mm。

（2）对桩身砼强度达70%（成桩10天后）的桩的桩号及完工日期进行统计列表，按顺序进行压浆施工。

在正式压浆施工前，应认真检查每根压浆管是否畅通，并对四周8-10米范围有钻孔桩施工的桩，不得进行压浆施工。

（3）水泥浆配制要求

水泥采用P42.5级普通硅酸盐水泥，同时要求水泥新鲜、不结块。

水灰比采用0.6，搅拌时间不小于2分钟。搅拌好的水泥浆液用孔径不大于3×3mm的滤网进行过滤。

（4）压浆按照自下面上的原则控制，压浆时须控制渗入，确保慢速、低压、低流量，以让水泥浆自然渗入土层。本工程压力控制在2Mpa以内，一般情况下取0.6～0.8Mpa，流速控制在50升/分钟以内，每根桩分两次进行注浆第一次注浆水泥用量为70%，第二次注浆量为30%，第二次注浆在第一次注浆完成2~3小时后进行。

压浆控制采用双控标准：当压浆量达到设计注浆量时停止压浆；当泵压值达到2Mpa（大直径超长灌注桩达到3Mpa）并持荷3min，且压浆量达到设计注浆量的80%时停止压浆。在桩底压浆时，如若有一根注浆管发生堵塞，可将全部的水泥浆量通过其它畅通导管一次压入桩端。

4. 注浆过程记录

每完成一根桩的压浆工作，现场质量员做好有关施工记录，要求做到及时、真实、准确。

 3.4成桩顺序

为了减少隔离桩群桩施工中产生的土体扰动对南侧12号线区间隧道造成影响，采取间隔成桩的施工顺序，已完成浇筑混凝土的桩与邻桩间距确保大于4倍桩径，或者间隔施工时间大于36小时，降低对土体的连续影响。

3.5钢筋笼制作情况

113m超深隔离桩主筋设计直径28mm，采用机械连接，按照24m一节分节起吊安装。

钢筋笼下放、安装前先在钢筋加工区域加工钢筋笼，钢筋连接均采用直螺纹套筒连接。钢筋笼主筋接头应互相错开，错开距离≥35d（一般为1.2米）。保证同一截面内的接头数目不多于主筋总根数的50%。

钢筋笼制作的一般要求如下：

1）钢筋笼制作外形尺寸要符合设计要求，其结构尺寸、材质、偏差等必须满足设计要求和有关规程规范要求；

2）主筋在使用前对弯曲主筋进行基本调直，清除钢筋表面的污垢、锈蚀等，按钢筋笼翻样图长度下料。另根据骨架长度，按尽量减少断头废料的原则断料。

3）钢筋笼主筋采用钢筋接驳器连接，孔口对接的钢筋上下接驳器各加长2丝以提高钢筋连接强度。

4）在加强筋位置需焊接十字撑，使其具有足够的刚度与稳定性，保证在运送、吊装和浇筑砼时不致松散、移位与变形。

5）每焊完一层之后，应检查主焊缝与定位焊缝的结合情况。焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑，不得有凹陷或焊瘤；焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。焊接接头区域不得有肉眼看见的裂纹；咬边深度、气孔、夹渣等缺陷不得出现。

8）钢筋笼主筋混凝土保护层允许偏差为±20mm。钢筋笼上应采用扁钢定位环作为保护层垫块；每节钢筋笼不少于2组，每组均匀布置不少于3块；20m以上的钢筋笼不少于3组。

9）雨天不宜在现场进行施焊；必须施焊时，应采取有效遮蔽措施。焊后未冷却接头不得碰到雨水。

3.6注浆管及注浆阀

本工程注浆管采用直径50mm，壁厚3.0mm，螺纹接头管。底节管采用铁丝绑紧防止滑动，上节笼可滑动。注浆器长度40～45cm，采用直径25mm长度70mm镀锌钢管，中心位置设置四个孔，每个孔直径8mm，在开孔的位置上采用有具有弹性耐压的两层橡胶保护，孔与橡胶之间由一寸无缝钢管，壁厚5mm进行保护。

本工程注浆器为单向注浆阀，注浆时通过压力打开橡胶，从孔内流出浆液，停止注浆时，则压力释放，橡胶收缩，注浆完成。

3.7材料检测

为确保超深钻孔桩的质量满足设计要求，需要对组成桩体的钢筋、混凝土、水泥进行材料检测。

1. 钢筋检测

（1）原材检测

钢筋加工前应按照要求进行检测，检测合格后按批次分类分规格堆放。现场使用钢筋必须具有质保书、生产许可证，并经现场抽样检测后方可使用，钢筋以每一批号、每种规格、每60t抽检一组，不足60t也按一组抽检。

（2）钢筋连接件检验

每300个搭接焊接接头取1组试验。每500个接驳器接头取1组试验。钢筋机械连接单位需提交有效的形式检验报告，各种类型和形式接头都应先进行工艺检验，检测合格后方可按最终确认的工艺参数进行接头批量加工。

2. 混凝土检测

本工程混凝土为商品砼，商品砼试块留置前需检查水泥出厂证明书及砼级配单。砼试件完成后现场养护1天后拆模置入现场标准养护室养护，主要测试内容如下：

（1）砼坍落度测试每根桩不少于一次；

（2）试块按每灌注50m³取1组，不足50m³取1组；每组3个试件。

（3）混凝土抗渗，经设计交底确认后，按每 500m3 取一组试件

3. 水泥检测

散装水泥按批次每500吨取样试验。水泥送检前，出厂厂家需提供3天、28天的出厂检测合格证明。

4 结语

本工程超深钻孔桩虽然施工难度大，但通过在施工前仔细分析，提前预判可能出现的技术难题，提前考虑应对措施进行了有效避免；施工中各工序做到保质保量，工序验收严格对待，确保了超深桩的施工连续、顺利；超深钻孔桩全部完成后，对施工全过程进行了积极分析，总结做的好的地方，剖析施工不到位的地方，吸取施工经验，在以后的类似工程中能够起到减少或避免超深钻孔灌注桩施工质量问题。