水利工程钻孔灌注桩施工监理控制措施

◎ 李国辉 佛山市科诚工程监理有限公司

钻孔灌注桩作为水利工程的基础支撑结构，在维护工程整体稳定性、安全性方面发挥着重要作用。施工期间需要运用成熟的工艺保证灌注桩具有良好的承载性能，但由于施工全程在水下作业，不利因素多、隐蔽工程多，导致成桩质量控制难度大。鉴于以上情况，为预防质量问题与安全问题，应加大监理控制力度，严格把控每道工序，科学进行常见问题的预防与处理。

1.水利工程钻孔灌注桩不同施工阶段监理控制要点

1.1 施工前控制

施工前监理控制主要围绕施工准备工作展开，监理与指导施工单位按照要求做好资源配置、编制施工组织设计等，主要的控制手段则是审查、复核、检查等，及时发现问题、及时采取控制措施。具体来讲，在钻孔灌注桩施工前需要对施工单位的资质以及针对施工全程制定的质量保证体系进行审查，确保质量保证体系的全面性、科学性、层次性；审查施工组织设计、施工规范、标准采用、工艺方法等内容，判断有无错误，按照国家标规、行业技术规范等文件的要求进行纠正；审查施工现场平面布置情况，重点对泥浆池位置、泥浆循环系统安装位置的合理性进行分析，保证施工现场规划合理，避免对相邻桩施工造成影响；审查施工资源配置情况，包括人力资源是否充足、机械设备是否充足，以满足施工进度计划、现场施工强度为标准，并审查机械设备的型号、质量，采用钢尺对钻头直径、锥角角度、钻头与导杆长度进行检查，均需符合设计要求；检查施工所需材料质量情况，如水泥、钢筋、骨料等，对材料的外观品质以及试验报告、质保资料进行详细分析，严禁不符合质量标准的材料进入施工现场；分析施工工艺流程，确定监理控制中的关键工序，制定监理控制流程。

1.2 施工中控制

1.2.1 护筒埋设检验

先对护筒的尺寸规格进行检验，按照技术规范要求护筒内直径应大于钻头直径，20cm最为适宜。再对护筒埋设位置、顶端、埋设深度进行检验，按照设计要求，护筒应稳定埋设，中心线与位置偏差均需控制在50mm；无特殊要求情况下，复核顶端是否高出地面30cm，复核护筒埋设深度是否达到设计要求。

1.2.2 泥浆护壁与排渣施工控制

在泥浆护壁与排渣施工中，监理人员应结合现场地质条件，综合考虑施工经济性与施工质量，减少原材料消耗；并提高孔内取样频率，加强孔中泥浆比重控制。为粘土、壤土时，成孔环节可以注入清水，直接利用原土造浆护壁，排渣泥浆比重应控制在1.1～1.2；为砂土、夹砂土层时，成孔期间孔中泥浆比重应控制在1.1～1.3[1]。同时，严格检查泥浆质量，要求采用塑性指数（Ip）≥17的黏土配制泥浆，泥浆含砂率应控制在4%～8%内、粘度为18～22s、胶体率≥95%。

1.2.3 钻机位置检验

跟踪钻机安置全程，判断安置位置是否平稳，监督有无沉陷与位移现象产生；安置结束后通过吊垂线、拉十字线方式对钻机后滑轮轮槽外沿、桩孔中心、转盘中心进行复核，三者须处于相同直线上。

1.2.4 成孔质量控制

成孔环节，监理人员需要加强现场巡视，分析钻机运行状态，并抽样检查泥浆粘性、比重、土体颗粒，发现与设计要求不符时，要求施工单位协助调整。钻进过程中，需要指派监理人员跟进，注意钻进期间土层的变化，并详细记录钻进过程；准确复核钻余，判断成孔深度是否达到要求。

1.2.5 清孔质量控制

钻孔灌注桩施工期间需要完成两次清孔，一次清孔结束后，实测沉渣厚度，判断清孔是否充分，减轻二次清孔时孔内压力；二次清孔应控制施工单位过度冲刷现象，使导管口与孔底保持50cm左右的距离，避免因冲刷过度导致的超深问题。两次清孔结束后均需要对泥浆比重进行检测，原土造浆的泥浆比重应控制在1.1；发现孔壁土质较差时，要求施工单位通过泥浆循环清孔，泥浆比重控制在1.15～1.25，含砂率控制在8%以下[2]。清孔施工中监理人员需要持续监测浆面变化情况，控制其保持稳定状态，并比较两次清孔后成孔深度，计算沉渣厚度，判断是否在规定范围内。

1.2.6 钢筋笼制作与安放控制

在钢筋笼制作环节，测量钢筋笼长度是否符合设计要求。若为分段制作，应提前组织施工单位进行预拼接，并做好标记，待钢筋笼放入孔内后，进行对称施焊，以便控制钢筋笼垂度。同时，测量钢筋笼外径、加强筋、螺旋筋之间的距离，均符合设计要求允许施工单位进行施焊作业。焊接过程中，相同截面上搭接焊应控制在50%以内，单面焊与双面焊焊接长度分别为＞12d、＞6d；采用梅花点焊方式处理螺旋筋与主筋；并要求施工人员分层将保护层环形垫块穿在加强箍筋上，检查是否将加强箍筋焊接在主筋上。具体控制标准见表1。

表1 钢筋笼制作控制指标

在安放环节，控制吊装设备平稳、垂直下放钢筋笼，并要求施工人员分层加设保护层垫块；其间禁止使用未进行长度计算的吊筋，否则容易出现钢筋笼定位不准情况；安放至要求位置后，固定钢筋骨架顶端，避免灌注混凝土时出现上浮。

1.2.7 水下混凝土灌注施工控制

灌注施工前对导管进行检查，要求每节长度为2m，但最下端一节长度为4m，不得在底口处设置法兰盘，且为方便施工控制，要求施工单位安装调节用的短管。检查导管密封性，要求施工单位进行压水试验，禁止出现遗漏，试验后按照编号排列，通过试验的导管按照编号顺序连接，并在此期间控制导管表面污垢以及缺损情况。

控制灌注混凝土质量，要求配制中必须应用具有专业资质试验室出具的配比单，并监督施工人员称量，要求每盘拌合物用量必须与配合比要求一致。但拌和前，需要再次对原材料质量情况进行复核，其中水泥初凝时间应在2.5h以上；粗骨料最大粒径≤40mm，但不应超过导管内径的1/6且不应超过钢筋最小间距的1/3；水灰比宜控制在0.6以内、砂率宜控制在40%～45%内、坍落度宜控制在180～220mm内。

灌注期间检查储料斗内容量是否满足初灌量需求，导管是否与标定一致，导管内有无隔水塞；复核导管深度，宜控制在2～5m内，导管下口应与孔底相距30～50cm。当混凝土进入钢筋笼下端时，要求施工人员将导管深埋，并降低灌注施工速度；对导管的提升与拆卸进行监督，禁止灌注期间出现导管提高至混凝土顶面以上，预防断桩夹泥事故[3]。随时掌握灌注施工情况，判断成桩质量，且要求终灌时，桩顶灌注高度增加50cm；最终根据混凝土浇灌量以及终浇高度进行充盈系数计算，对成孔质量进行分析。隔水塞位置与首盘混凝土灌注时导管埋深要求如图1所示。

图1 隔水塞位置与首盘混凝土灌注导管埋深位置示意图

1.3 施工后控制

钻孔灌注桩施工结束后，监理人员需要按照技术规范与设计要求对桩位偏差进行检测；并针对钻孔灌注桩展开一系列的质量检测。其中需要根据混凝土试块强度检测结果判断混凝土质量，完成数理统计；也需要组织技术部门或第三方检测单位采用超声波、静测、动测等方式对桩身、桩基质量进行检测。以上检测过程中需要详细记录，形成内容完整的技术资料。

2.水利工程钻孔灌注桩施工监理中常见问题及控制措施

2.1 塌孔控制措施

钻孔灌注桩施工期间钻孔周围土质疏松、钻进速度过快、泥浆护壁质量差均会导致塌孔。面对该情况监理人员需要从泥浆配制环节展开严格的控制，要求施工单位结合地质条件、技术要求确定泥浆配比，并适当提高泥浆比重，保证护壁具有良好效果；加强其他施工环节质量控制，避免对孔壁造成破坏，如吊放钢筋笼环节，应确保对准孔位，预防钢筋笼碰撞孔壁。

2.2 卡钻控制措施

钻进期间钻头遇到阻碍物，如孤石、硬物时，无法继续钻进，为预防钻头折断，要求施工人员在钻进明显遇阻时慢放速度，缓慢钻进、打穿阻碍物或缓慢将钻头摆动至孔周。

2.3 钻孔倾斜控制措施

钻孔倾斜由多方面因素造成，如钻机安置不稳定、周围土质差致使钻机位移等。监理人员应监督施工单位在安放钻机前做好基础处理，将平台夯实，并在安放结束后反复检验钻机是否牢固，钻机使用过程中也需及时检测位置，确保钻机转盘中心与钻架起吊滑轮始终处于相同轴线上。当发现钻孔出现倾斜时，要求施工人员立即将钻头提起，反复上下扫钻，从而将硬土削去。但若纠正无效，立即向倾斜钻孔中回填黏土，重新进行钻进施工。

2.4 钢筋笼上浮控制措施

安放钢筋笼后顶管固定不牢固或灌注速度过快、时间过长，会使钢筋笼因受到混凝土的较强冲击而出现上浮。监理人员应加强现场旁站，控制混凝土灌注速度，避免出现过度冲击问题。并重视钢筋笼上浮造成的一系列质量问题，在灌注之前做好预防工作，所要采取的预防性控制措施有：准确计算钢筋笼底端与孔底之间的距离，避免距离过小；灌注施工中当混凝土面到达钢筋笼底端时，要求施工人员加大导管埋深，保证钢筋笼底端与导管底口之间相距2m以上距离，可以预防混凝土产生向上冲击力过大问题；当混凝土面进入钢筋笼且达到一定深度后，可以拆除一部分导管，使导管底口进入到距离钢筋笼底端1.5m以上位置，再加以速度控制措施，可以有效预防钢筋笼上浮[4]。

2.5 堵管控制措施

堵管通常发生在刚开始灌注时或灌注过程中，在灌注初期，为了预防堵管监理人员需要做好导管检测工作，保证垂直度符合要求；如若施工条件复杂，导管安装期间出现异常情况，应通过过球试验确定导管通畅性；在首灌环节，严格检测混凝土和易性，并要求施工人员洒水湿润灌注料斗，保证混凝土下落顺利。在灌注期间，为预防堵管问题需要监理人员严格控制灌注时间、灌注速度，保证灌注持续进行，但禁止出现混凝土离析与泌水问题；灌注时间过长、灌注量过大时，可以利用外加剂改善混凝土性能，控制混凝土塌落度始终处于要求范围内；灌注期间监理人员组织测量人员频繁进行现场量测，并要求施工人员勤拆管。当发生堵管问题后，组织施工队伍利用长杆冲捣，并辅助利用大锤敲击导管四周；也可以利用卷扬机提起灌注斗，通过振动使混凝土下落；以上措施无效时，立即将导管提出，将堵塞段混凝土清除，并查明堵管原因，重新组织施工。

2.6 断桩控制措施

断桩是钻孔灌注桩成桩施工中发生较为频繁、负面影响严重的质量问题，断桩发生后泥浆会进入混凝土中形成夹层，导致桩体完整性与承载力受损。为预防断桩问题，在成桩过程中需要监理人员全程跟进，做好旁站监理工作。

断桩的发生也由多种因素造成，从材料方面讲，混凝土坍落度过大、骨料粒径过大、混凝土离析等会造成断桩；从工艺角度来讲，灌注中所用导管直径过小、导管长度不足、盲目提管、提管过量、钢筋笼卡住导管且混凝土初凝前未处理、导管接口渗漏、导管埋深过大均会造成断桩。为有效预防与可靠处理断桩，降低断桩造成的影响，应采取以下控制措施：要求施工人员在发现断桩后立即将钢筋笼提出至孔外，清除孔内混凝土，重新进行钻孔、灌注；因严重堵管而断桩时，组织施工人员进行接桩施工，在混凝土初凝之前完成导管疏通，并利用测锤进行灌注混凝土顶面测量，对导管容积、漏斗容积进行计算，再将导管下放置已灌注混凝土顶面，与之相距10cm左右，加设球胆，再继续灌注；灌注期间需要观察，漏斗内混凝土顶面下落并将导管填满时需要立即将导管压入至已灌注混凝土顶面以下位置，从而完成接桩[5]。

3.结束语

综上所述，水利工程钻孔灌注桩施工期间，质量隐患、隐蔽工程较多，监理人员需要及时掌握施工情况，跟进施工现场，在每个施工阶段充分发挥作用，做好预防与控制工作。并掌握施工常见问题，组织并指导施工单位科学处理，加强质量把控，提高成桩质量。