(中铁六局呼和浩特铁建公司，内蒙古 呼和浩特 010050)
摘 要：文章针对桩基工程施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖检查，给质量控制带来一定难度的问题，提出了灌注桩质量控制的措施。
关键词：灌注桩；质量；控制
中图分类号：TU473.1+4 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)02—0101—02
灌注桩(端承桩，简称桩)质量控制从验收规范看十分简单，无非是地基承载力的鉴定、钢筋笼的检查与桩混凝土质量的判定，但由于地下工程不可见的因素很多，因此判定起来较难准确把握。从以下三个方面分析混凝土灌注桩的质量控制：①从桩的承载机理分析其质量控制；②从桩的缺陷分析其控制措施；③成孔质量的控制。
1 从灌注桩承载机理分析桩质量控制
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。
当桩身强度>地基承载力，桩的承载力＝地基承载力；反之，桩身强度<地基承载力，桩的承载力＝桩身强度。此公式在孔底无沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣还是问题，沉渣量过大，
桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。
1.1 桩质量控制关键之一：地基承载力的鉴定
从桩的施工程序来讲，在质量控制中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。
地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。
1.2 桩质量控制关键之二：桩身强度的控制
地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量控制的另一关键。
桩身质量控制主要在于控制混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。钢筋笼的制作检查简单明了；而影响混凝土质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量的监督主要在于监督混凝土的质量。
混凝土的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起的，因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格控制，否则，起不到质量控制效果，工程验收时，对工程质量如果没有把握，检测出现的问题亦无从分析。
钻孔桩混凝土质量不仅与浇注工艺有关，还与成孔工艺有很大关系。要确保桩孔成孔质量与灌注工艺的合理性，操作得当。钻孔桩成孔质量在于：桩径不小于设计桩径，护壁可靠；关系到混凝土质量的灌注工艺主要是：①控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管、埋管，引起断桩事故；②控制导管埋深2～4m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。
1.3 桩质量控制关键之三：沉渣量的检查
对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大；而对于钻孔端承桩，如果沉渣量过大，势必造成受荷时发生大量沉降，同样使桩的承载力失效。
2 混凝土灌注桩缺陷及控制措施
2.1 桩底地基承载力不足
原因：桩端没有支承在持力层上面。
控制措施：这种情况一般出现在复杂地层，一般最好取芯检验，如不能孔孔取芯，要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时，钻头不蹩钻，主动钻杆振动不很厉害，钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。
2.2 缩径(孔径小于设计孔径)
原因：塑性土膨胀。
控制措施：成孔时，应加大泵量，加快成孔速度，快速通过，在成孔一段时间，孔壁形成泥皮，孔壁不会渗水，亦不会引起膨胀；如出现缩径，采用上下反复扫孔的办法，以扩大孔径。
2.3 桩底沉渣量过大
原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。
控制措施：①认真检查，采用正确的测绳与测锤；②一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行，准备一个清孔接头，一头可接导管，一头接胶管，在导管下完后，提离孔底0.4m，在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点：及时有效保证桩底干净。
2.4 钢筋笼上浮
原因：①当混凝土灌注至钢筋笼下，若此时提升导管，导管底端距钢筋笼仅1m左右距离时，由于浇注的混凝土自导管流出后冲击力较大，推动了钢筋笼上浮；②由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时，其上层混凝土因浇注时间较长，已近初凝，表面形成硬壳，混凝土与钢筋笼有一定握裹力，如果此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上移。
控制措施：①灌注混凝土过程中，应随时掌握混凝土浇注标高及导管埋深，当混凝土埋过钢筋笼底端2～3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上；②当发现钢筋笼开始上浮时，应立即停止浇注，并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消除。
2.5 断桩与夹泥层
原因：①泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，有时甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层；②灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：①当导管堵塞时，一般采用上下振击法，使混凝土强行流出，但如此时导管埋深很少，极易提漏。②因泥浆过稠，如果估算或测混凝土困难，在测量导管埋深时，对混凝土浇注高度判断错误，而在卸管时多提，使导管提离混凝土面，也就产生提漏，引起断桩。③灌注时间过长，而上部混凝土已接近初凝，形成硬壳，而且随时间增长，泥浆中残渣将不断沉淀，从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注极为困难，造成堵管与导管拔不上来，引发断桩事故。④导管埋得太深，拔出时底部已接近初凝，导管拔上后混凝土不能及时充填，造成泥浆填入。
控制方法：认真做好清孔，防止孔壁坍塌；尽可能提高混凝土浇注速度：①开始浇混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。②快速连续浇注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞。③提升导管要准确可靠，灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，并严格遵守操作规程。④灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。
3 成孔质量的控制
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。因此，在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作。
3.1 采取隔孔施工程序
钻孔混凝土灌注桩和打入桩不同，打入桩是将周围土体挤开，桩身具有很高的强度，土体对桩产生被动土压力。钻孔混凝土灌注桩则是先成孔，然后在孔内成桩，周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始，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。
3.2 确保桩身成孔垂直精度
这是灌注桩顺利施工的一个重要条件，否则钢筋笼和导管将无法沉放。为了保证成孔垂直精度满足设计要求，应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，并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。
3.3 确保桩位、桩顶标高和成孔深度
在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于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底梁的水平和桩具的总长度并做好记录，以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
3.4 钢筋笼制作质量和吊放
钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料，检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上，这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的，因此，吊环长度是根据底梁标高的变化而改变，所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度，以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中，应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量，对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时，要注意钢筋笼能否顺利下放，沉放时不能碰撞孔壁；当吊放受阻时，不能加压强行下放，因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象，应停止吊放并寻找原因，如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的，应提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，则要求进行复钻纠偏，并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时要加快焊接时间，尽可能缩短沉放时间。
3.5 灌注水下混凝土前泥浆的制备和第二次清孔
清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣则是影响灌注桩承载能力的主要因素之一。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清干净，这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用，我们可以看出，泥浆的制备和清孔是确保钻孔桩工程质量的关键环节。
4 混凝土灌注桩质量判定
比较准确判断桩身混凝土质量的是静载与抽芯，但是由于静载、轴芯为操作性检验，且费用高、时间长，所以常常采用动测法判定桩身混凝土的质量，而动测法具有一定的局限性，动测结果不能作为桩基工程竣工的验收依据，用于普查质量仅供验收参考。
判断混凝土质量还要依施工技术、操作人员的素质，掌握施工过程实际情况与施工记录。主要依据：掌握施工过程情况与施工记录。
①审查专业分包的单位及主要施工人员施工过的工程质量情况；②审查施工工艺是否适合于施工的实际情况，采取了什么质量保证措施。如：挖孔桩水位高、水量大、有没有采用水下混凝土配合比与水下导管法灌注，如没有，依出水量大及浇捣方法，就可推断混凝土严重离析等；钻孔桩钢筋笼如没有设置混凝土保护层垫块，再检查一下灌完桩钢筋笼的位置情况，可推定保护层是否严重不足；③对施工记录进行审查，要求施工时认真做好成孔记录与灌注记录，认真分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等，并进行推断。比如：在成孔记录中没有发现塌孔现象，而桩的充盈系数又大，说明在浇注的过程中有塌孔现象，必然导致桩底沉渣量过多或桩身混凝土夹砂、夹泥，桩体形成“大肚子”；如果在施工过程中曾发生过堵管事故，拔管后进行二次灌注，就会存在断桩或夹泥层。但缺陷的严重程度还要分析其事故具体处理措施而得知。
以上是对混凝土灌注桩质量控制要点的几点分析，总之，由于其施工大部分是在地下进行，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖检查，所以，必须有效保证其在施工过程中质量，才能更好地完成桩基础工程的施工。
［参考文献］
［1］ 建筑施工手册(第四版)［M］，2003，9.
［2］ 建筑桩基技术规范(JGJ94-94)［S］.
［3］ 建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)［S］.
