混凝土钻孔灌注桩施工质量控制与检测试验

混凝土钻孔灌注桩是基础建筑工程的重要组成部分，施工过程的质量控制工作包括前期准备工作，施工材料的质量控制，钻孔检测，浇筑水下混凝土、截桩头及混凝土的清除，钻孔灌注桩检测以及芯样检测等，以充分保证灌注水下混凝土的施工质量。

钻孔灌注桩指的是在施工过程中采用机械钻孔的方法，使地基留下桩孔，并将钢筋笼以及混凝土灌注桩置入其中。在实施混凝土钻孔灌注桩工程时，需要做好工程前期工作，钻孔后实施清孔、成孔检测的工作，注意对钢筋笼、截桩头以及混凝土进行施工，最后利用取芯样、试桩、超声波无损检测等方法严格进行施工质量检测。本文针对混凝土钻孔灌注桩施工过程实施质量控制及检测，质量控制实施步骤为：施工前对材料进行控制，对成孔进行清理及检测，浇筑水下混凝土，桩体清理工作以及取芯样、超声波法等检测工作。

1、混凝土钻孔灌注桩施工的前期工作

混凝土钻孔灌注桩工程施工前期工作内容主要有对原材料的质量检测、制定施工方案以及施工现场的工作。 混凝土钻孔灌注桩工程所需原材料包括水泥、骨料、掺加剂及钢筋等，确保参与施工的材料质量符合相关混凝土钻孔灌注桩的标准，且符合七点要求：

第一，粗型骨料以卵石为佳，若使用碎石，则需将砂率提升3%左右，以保证混凝土的和易性，骨料应当选择连续级配 较好的材料；

第二，细骨料需要使用级配型中砂集料；

第三，选择骨料时，要保证骨料粒径不超过40mm，小于导管直径的1/8及钢筋间距的1/4；

第四，慎重选择缓凝添加剂，保证其质量；

第五，成品混凝土的坍落度要在 160～200mm之间，水下混凝土应在180～220mm之间；

第六，保证原材料的水灰比小于0.6；

第七，钢筋的选择需要满足施工设计及技术标准的要求，特别是焊接加工件的要求要严格按照设计执行。

施工设计方案的制定需要具备以下内容：

第一，施工工程的平面设计图；

第二，严格保 证施工各个环节中施工工艺的质量，避免出现导致桩基工程损伤的因素，具有可实施的技术性文件做保障；

第三，明确钻孔灌注桩工程施工技术人员及管理人员的基本信息，标明施工所需机械设备信息；

第四，合理的施工进度规划；

第五，检测工程施工安全及工程质量的技术。

2、混凝土钻孔灌注桩施工标准及要求

混凝土钻孔灌注桩需要具有规范化的施工标准，包括对钻孔方法、钻孔深度、混凝土配比、施工进度、成孔检测方法等内容。同时在实施钻孔时，需要安排具有施工经验的员工对施工现场进行监督，主要工作内容包括：

第一，施工人员充分了解施工现场的地质条件及水文条件，保证钻孔机械设备的正常运作，并对施工 过程进行全程记录；

第二，若钻孔施工现场的地质水文状况与设计图纸不符时，施工现场管理人员需要立即上 报并及时处理；

第三，选择厚实、防水的护筒，护筒进入土层后，利用振动、锤击等方式加深护筒入土深度， 确保护筒入土端口无凸出物。

混凝土钻孔灌注桩施工完成后，钢护筒及钢筋护筒需要予以拆除的应立即拆除，避免影响后续工程施工进程。同时，护筒内径需大于桩径，护筒顶端高于水位1.5～2.0m，采用长度及强度合理的护筒，避免施工时出现坍塌的情况，将护筒与地面水进行分离，保证钻孔内的泥浆水位对钻孔施工的引导作用。护筒入土要大于2m，保证护筒水平位置偏差小于 4cm，护筒倾斜度与设计要求误差不超过1%，护筒入水后，利用导向设备使护筒保持垂直方向。 钻孔内泥浆对钻孔施工具有极大的影响，因此施工人员需要对钻孔泥浆进行合理处理，使其具备以下要求：

第一，保证除地表层土质外的所有地层土具有良好的膨胀土用于调配钻孔泥浆；

第二，护筒内的泥浆表面需要超出护筒外地下水位1.0m以上；

第三，利用黏土调制泥浆时，保证土质塑性指数高于15；

第四，对泥浆进行严格试验，保证泥浆质量符合设计要求。

在实施混凝土钻孔灌注桩工程前，需要对钻机等机械设备进行严格检查，保证机械设备的正常运作，利用线锤或水平尺对导杆进行检测，保证导杆的竖直，避免钻机钻头出现偏差的情况。钻机导杆与桩基位置对齐后，在钻杆运作到地面上时，及时开启钻杆，避免钻孔出现偏差。同时保证整个钻孔过程的连续性，若遇障碍物使钻杆出现摇晃、偏移等情况时，需要立即对障碍物进行移除处理，保证钻孔施工的顺利进行。此外，实施钻孔灌注桩施工时，需要在距离灌注桩5m范围内的混凝 土浇筑完成后24h再实施钻孔施工，避免出现影响周围混 凝土灌注桩的情况发生。

3、混凝土灌注桩中成孔检查及清孔

第一，利用相应仪器设备 对成孔的孔深、孔径、成孔位置以及成孔斜度进行检测，使其符合施工设计图纸的规定，经过严格的检查程序后方可安置钢筋笼、灌注混凝土；

第二，灌注桩钻孔 与设计的偏差要在规定范围内，【详见表1】；

第三，若发现成孔有缺陷及异常情况，需要立即采取合理的补救措施；

第四，对成孔进行检查后，需要根据钻孔实际情况对钻孔进行清理，清理钻孔的过程中保持钻孔内水位高于孔外地下水位1.5～2.0m，沉渣厚度不得高于5cm；

第五，进行严格的成孔检测及清孔程序后，详细填写终孔检查单，再实施后续的浇筑混凝土的工作。

表1 桩孔允许偏差范围规定

4、混凝土钻孔灌注桩中浇筑水下混凝土

对混凝土钻孔灌注桩实施浇筑水下混凝土之前，需要做到以下五点：

第一，合理设计钢筋笼，保证钢筋笼质量符合要求；

第二，钢筋笼强度须符合设计要求，对钢筋笼固定位置进行准确定位，利用垫块等形成钢筋笼的保护措施；

第三，密切观察钢筋笼的位置，避免出现偏差位移的现象；

第四，钢筋笼的制作及安置需要在允许的偏差范围内；

第五，钢筋笼置放到位后，及时浇筑水下混凝土。

浇筑水下混凝土需要注意以下五点：

第一，混凝土混合料需要保证均匀且坍落度合理，必要时采取二次拌和的方法保证混凝土混合料的配比质量；

第二，安置好钢筋笼骨架后，及时浇筑混凝土，保证施工过程的连续性；

第三，浇筑混凝土的导管需要具有严密的防水性能；

第四，浇筑导管需要避免出现气泡的情况，杜绝空气和水的混入，出料口需要高于浇筑的混凝土2m以上且不 超过6m；

第五，在浇筑完成后，详细填写水下混凝土灌注记录表，并对混凝土浇筑各方面情况进行详细记载。

5、混凝土钻孔灌注桩中截桩头及清除混凝土

在进行混凝土浇筑工程后，对桩顶的混凝土进行清除处理，浇筑混凝土灌注高度要超过设计图纸50cm以上，且截掉的桩头至少为50cm以上，保证截面高度之下的混凝土的质量。桩体顶部的混凝土在基坑开挖后可进行移除，避免损坏桩体的情况发生。在钻孔灌注桩工程 完成后，上交桩质报告，对每根桩体的施工过程进行完整记录，以便后续补救措施的实施。

6、混凝土钻孔灌注桩中截桩头及清除混凝土

混凝土钻孔灌注桩施工完成后，需要使用静载试验法对单桩承载力进行检测，使用小应变对桩身质量进行检测，使用静载实验法检测的试桩数量超过总桩体数量的1%，试桩数量不得低于3根，利用动载试验法检测的试桩数量占总桩数比例15%以上，试桩数量不得低于15根。采取取芯样进行检测的桩体，钻取芯样直径为70～110mm 范围之内，且芯样至少高于桩底50cm以上。取芯样检测试验结束后，利用高压注入纯水泥浆对桩体进行填补。 若质量测试结果显示桩体质量不合格，需要至少增设 1～2根桩进行替换，并对新桩体的尺寸、位置以及承受力进行重新设计，再进行钻孔施工处理。另外，在如今的基桩检测中，超声波跨孔透射法检测基桩完整性成为了无损检测的代表性方法，具有检测方便、精确度高、定位清楚的特点。此方法是在桩内预埋若干平行于桩纵轴的声测管道，检测时将声测管内灌满清水作为耦合剂，然后放入超声换能器，一只发射高 频弹性脉冲波，经由桩身混凝土被另外的换能器接收， 转换为电信号传至终端，由接收的超声脉冲升学参数， 如声速C、频率F、振幅A的变化及波形来分析桩身混凝土的连续性及断层、夹砂、夹泥、蜂窝等缺陷和缺陷的大小、位置。在进行超声检测时，要注意四个要点，排除此类因素对检测结果产生的影响：

第一，声测管内必须保持清洁，没有堵塞，否则必须经行冲洗洁净，保证清水耦 合剂的均匀性，以免将接收到的脉冲信号削弱；

第二，接收脉冲的换能器必须保持高度一致，位置不得上下不一；

第三，安设声测管以及浇筑混凝土期间，要保护好声测管，避免管斜；

第四，检测速率控制得当，特别是桩底及桩顶部位，对桩身完整性影响较大的部位，要检测清楚。一般来讲，检测频率应当为100%，

图1 超声波检测桩身完整性示意图

结语

随着我国建筑行业的不断发展，钻孔灌注桩施工工艺被广泛应用于我国各项建筑桩基工程中，并发挥着巨大的作用。由于钻孔灌注桩施工工艺较为复杂，在施工过程中较易产生钻孔质量的问题，因此施工方必须严格制定施工方案，根据施工设计方案合理实施钻孔施工工程， 保证施工各项环节的有序进行，在试验检测中要充分考虑 多种方法的补充性，确保基桩的质量得到清楚验证。