淺談陸地鉆孔樁施工質(zhì)量控制

馬衛(wèi)東

（太原鐵建天和工程公司，山西 太原 030001）

鉆孔樁是在泥漿護(hù)壁條件下，利用機(jī)械鉆進(jìn)形成樁孔，采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔樁基礎(chǔ)施工簡便、操作方法易撐控、設(shè)備投入不是很大，因而無論是在鐵路、公路、水利水電等大型建設(shè)，還是在各類房屋及民用建筑中都得到了廣泛應(yīng)用。在鐵路方面，為適應(yīng)大規(guī)模高標(biāo)準(zhǔn)鐵路建設(shè)需要，全面落實(shí)質(zhì)量、安全、工期、投資效益、環(huán)境保護(hù)、技術(shù)創(chuàng)新“六位一體”建設(shè)管理要求，施工技術(shù)人員必須熟悉鉆孔樁施工工藝，熟悉鉆孔樁易發(fā)生質(zhì)量問題的各個環(huán)節(jié)并嚴(yán)加控制，杜絕質(zhì)量弊病的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)問題應(yīng)認(rèn)真分析，采取切實(shí)可行的措施進(jìn)行解決，使成孔順利進(jìn)行。

1 鉆孔樁基礎(chǔ)施工

鉆孔樁基礎(chǔ)無論是鉆孔，還是灌注混凝土都是在水下進(jìn)行,整個過程不像其他工程可以觀察監(jiān)督，成樁后也無法開挖驗收，只能通過嚴(yán)格的過程控制和完工后的儀器檢測來判斷質(zhì)量的合格與否。因此，要求相關(guān)作業(yè)人員在施工技術(shù)措施上要落實(shí)，并加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，控制好施工當(dāng)中的每個環(huán)節(jié)，爭取將隱患消除在施工過程中。

1.1 鉆孔灌注樁施工工藝

場地準(zhǔn)備→樁位放樣→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→泥漿制備、鉆進(jìn)→成孔檢測→清孔→安放鋼筋籠→安放導(dǎo)管→混凝土施工→樁頭處理→基樁檢測。

1.2 鉆孔樁的質(zhì)量控制

1.2.1 測量控制

鉆孔樁的樁位測量是鉆孔樁質(zhì)量控制的第一環(huán)節(jié)。測量放樣是施工中最常見的基礎(chǔ)工作，在鉆孔樁施工中很多技術(shù)人員認(rèn)為其簡單，而忽視它的最要性，因此往往會發(fā)生樁位偏差的現(xiàn)象。2005年在陽曲縣公鐵立交橋樁基樁位放樣中，由于施工地段狹窄，放出的樁位無法采用護(hù)樁復(fù)核，護(hù)筒埋設(shè)好后，便直接鉆進(jìn)，成樁后，等承臺基坑開挖完畢，放樣承臺十字軸線時發(fā)現(xiàn)其中有兩根樁樁位偏移15 cm，超出了規(guī)范要求。雖然最終采取措施進(jìn)行了彌補(bǔ)，但卻給項目部造成了經(jīng)濟(jì)損失。由此可見，樁位測量在鉆孔樁施工中是一個不容忽視的重要環(huán)節(jié)，想要得到控制，必須做到以下幾點(diǎn)：一是要在樁位放樣前，測量人員必須掌握每個墩臺樁位總體布置和細(xì)部結(jié)構(gòu)尺寸，并結(jié)合現(xiàn)場條件確定適宜的放樣方法；二是在放出樁位后，對其換手測量復(fù)核，無誤后放樣護(hù)樁對其進(jìn)行控制，并詳細(xì)記錄測量數(shù)據(jù)，向作業(yè)人員進(jìn)行書面交底；三是在埋設(shè)護(hù)筒后依照交底，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差（小于等于50 mm），并同時檢查護(hù)筒周圍的黏土回填是否密實(shí)，護(hù)筒位置是否穩(wěn)定，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿現(xiàn)象；四是鉆進(jìn)過程中經(jīng)常校核鉆桿的垂直度，以防斜孔現(xiàn)象的發(fā)生；五是護(hù)筒埋設(shè)后，對筒頂標(biāo)高進(jìn)行測量，計算出實(shí)際要鉆的孔深及相關(guān)數(shù)據(jù)，為鉆進(jìn)深度和灌注樁長提供依據(jù)。

1.2.2 泥漿控制

泥漿的主要作用是提高靜水壓力、保護(hù)孔壁,通過泥漿循環(huán)把鉆渣排出孔外達(dá)到減少沉渣的目的，除此之外，泥漿還具有冷卻鉆頭和潤滑鉆頭之功效。

在鉆孔前通過鉆探資料了解地質(zhì)情況，為砂類土、碎（卵）石類土或黏土夾層時，應(yīng)制備泥漿護(hù)壁。鉆孔時入孔泥漿比重控制在1.1~1.3之間，其稠度過大會影響鉆進(jìn)速度，過稀則不利于護(hù)壁和排渣，因此控制稠度：一般地層為16~22 s、松散易坍的地層為19~28 s。排出泥漿的比重控制在1.2~1.4之間；當(dāng)穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時排出泥漿的比重可增大至1.3~1.5。在施工過程中除控制以上兩項指標(biāo)外，還應(yīng)重視泥漿的黏度，土層不同，對泥漿黏度要求也不同，在混有砂土的淤泥層中，泥漿黏度控制在20~23 Pa.s之間，在砂土中控制在23~45 Pa.s之間，在沙礫層應(yīng)大于45 Pa.s。這些指標(biāo)眼觀無法準(zhǔn)確把握，只有用檢測儀器測量，因此在過程中應(yīng)勤測量，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿指標(biāo)過大或過小，應(yīng)盡快采取措施，以防造成塌孔，帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2.3 成孔控制

成孔是鉆孔樁施工中相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)，其質(zhì)量把控不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜等現(xiàn)象，還將直接影響樁身質(zhì)量并造成樁的承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項工作：一是確保樁孔的的垂直度，這是鉆孔樁順利進(jìn)行的一個重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無法沉放。為了保證成孔垂直度，應(yīng)采取擴(kuò)大、整平、夯實(shí)鉆機(jī)工作平臺，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。二是泥漿護(hù)壁技術(shù)，泥漿護(hù)壁是鉆孔樁施工的又一重要環(huán)節(jié)，泥漿護(hù)壁的好壞直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量。三是確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度。在施工過程中原地面的標(biāo)高會發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復(fù)核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上留出長度來校驗成孔達(dá)到深度，或測量出護(hù)筒頂標(biāo)高，計算出樁孔應(yīng)鉆進(jìn)的深度，成孔后復(fù)核護(hù)筒標(biāo)高，用測繩測量成孔達(dá)到的深度。四是要做好記錄，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時有原始資料供查。五是成孔后利用探孔器對孔徑和垂直度進(jìn)行檢查。

1.2.4 清孔控制

清孔是采用泥漿循環(huán)流動，沖擊樁孔底部的沉渣，使渣粒懸浮起來，通過泥漿的黏結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔。沉渣的厚度直接影響灌注樁的承載能力。因此，在施工時采取以下措施對其質(zhì)量進(jìn)行控制：一是灌注樁成孔至設(shè)計標(biāo)高，應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔，直到排出的泥漿和起初入孔的泥漿比重接近為止；二是清孔排渣時，必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔；三是當(dāng)鋼筋籠下孔后，再次測定沉渣厚度，不符合要求時進(jìn)行第二次清孔，第二次清孔完成后，立即進(jìn)行混凝土澆筑，以免沉渣厚度再次增厚，從而影響成樁質(zhì)量。

1.2.5 灌注混凝土控制

灌注水下混凝土，是成樁的最后一道工序，施工質(zhì)量至關(guān)重要。

原材的質(zhì)量是成樁質(zhì)量與否的一個重要環(huán)節(jié)，因此在施工中要嚴(yán)格檢查驗收進(jìn)場原材料的質(zhì)保書（水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告），不合格材料嚴(yán)禁使用。施工配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，并要保證用量的準(zhǔn)確性。在陽曲縣公鐵立交橋樁基灌注時，因混凝土的攪拌時間不夠，出罐的混凝土顏色不均，制作的混凝土試件強(qiáng)度不夠，混凝土過稀，造成灌注過程中砼不落管，致使成樁不能順利進(jìn)行，雖然最后費(fèi)了周折，完成了施工任務(wù)，但此樁已達(dá)不到一類樁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。從這個實(shí)列中可以看出，混凝土攪拌時間不足將直接影響樁身的強(qiáng)度，再加上坍落度不達(dá)標(biāo)，甚至?xí)斐蓴鄻冬F(xiàn)象。因此在施工中一定要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時間，一般混凝土要求攪拌時間為2 min，摻加外加劑時宜延長1 min，混凝土坍落度應(yīng)控制在18~22 cm之間。

首批混凝土灌注時，混凝土的初存量應(yīng)保證灌注后，使導(dǎo)管埋入混凝土的深度不小于1.0 m，否則會出現(xiàn)樁底混凝土中摻有泥漿或鉆渣，影響成樁質(zhì)量?；炷凉嘧⑦^程中應(yīng)經(jīng)常測探孔內(nèi)混凝土面高程，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋深宜在2~6 m，最小埋深任何時候不得小于1.0 m，除以上規(guī)范要求之外，在施工中調(diào)整導(dǎo)管埋深時，抽動導(dǎo)管的速度要均勻，保證有序的拔管和連續(xù)灌注，并且升降導(dǎo)管的幅度不宜過大，否則會造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落、樁身夾泥的現(xiàn)象，給樁身帶來質(zhì)量缺陷。

2 鉆孔樁出現(xiàn)異常情況時的預(yù)防及處理措施

2.1 樁孔縮孔

出現(xiàn)縮孔后：使用探孔器檢查成孔時，探孔器沉入一定部位后受阻，這說明鉆孔某一部位的孔徑不符合設(shè)計要求，或從某一部位開始，孔徑逐漸縮小。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有以下幾種：一是地質(zhì)構(gòu)造中含有軟弱層，在鉆孔通過該層中，軟弱層在土壓力的作用下，向孔內(nèi)凸出形成縮孔；二是地質(zhì)構(gòu)造中塑性土層，遇水膨脹，形成縮孔；三是鉆頭磨損過快，未及時補(bǔ)焊，從而形成縮孔?？s孔一經(jīng)發(fā)生，鋼筋籠不能沉入孔內(nèi)，成樁無法進(jìn)行，因此應(yīng)采取以下幾種預(yù)防或處理措施，使成樁順利進(jìn)入下一道工序：一是根據(jù)地質(zhì)鉆探資料及鉆孔中的土質(zhì)變化，若發(fā)現(xiàn)含有軟弱層或塑性土?xí)r，要注意經(jīng)常掃孔；二是經(jīng)常檢查鉆頭，當(dāng)出現(xiàn)磨損時要及時補(bǔ)焊，把磨損較多的鉆頭補(bǔ)焊后再進(jìn)行擴(kuò)孔至設(shè)計樁徑。

2.2 樁孔坍孔

樁孔坍孔就是在鉆孔過程中或成孔后孔壁坍塌的現(xiàn)象。發(fā)生這種現(xiàn)象經(jīng)過分析存在以下幾種原因，并且任何一個原因的出現(xiàn)，都將造成坍孔現(xiàn)象。一是由于泥漿稠度小，護(hù)壁效果差，或護(hù)筒埋置較淺，或周圍封堵不密實(shí)而出現(xiàn)漏水，或護(hù)筒底部的黏土層厚度不足，護(hù)筒底部漏水等原因，造成泥漿水頭高度不夠，對孔壁壓力減少造成坍孔；二是泥漿相對密度過小，致使水頭對孔壁的壓力不足造成坍孔；三是在松軟砂層中鉆孔時進(jìn)程過快，泥漿護(hù)壁形成較慢，孔壁滲水造成坍孔；四是鉆進(jìn)時未連續(xù)作業(yè)，中途停鉆時間較長，孔內(nèi)水頭未能保持在孔外水位或地下水位線以上2 m，降低了水頭對孔壁的壓力造成坍孔；五是操作不當(dāng)，提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁造成坍孔；六是鉆孔附近有大型設(shè)備作業(yè)，或有臨時通行便道，車輛通行時產(chǎn)生振動造成坍孔；七是清孔后未及時澆注砼，放置時間過長造成坍孔?？梢?，造成坍孔的原因復(fù)雜，因此當(dāng)出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象時，一定要經(jīng)過地質(zhì)資料或鉆孔記錄認(rèn)真分析，找出原因，制定切實(shí)可行的有效措施：一是在鉆孔附近，不要設(shè)臨時通過便道，禁止有大型設(shè)備作業(yè)。二是在陸地埋置護(hù)筒時，應(yīng)在護(hù)筒底部和周圍夯填黏土，注意要夯實(shí)，以保證護(hù)筒穩(wěn)固和防止地面水的滲入。三是應(yīng)根據(jù)設(shè)計部門提供的地質(zhì)勘探資料，選用適宜的泥漿比重、泥漿黏度和適宜的鉆進(jìn)速度。如在砂層中鉆孔時，應(yīng)加大泥漿稠度，選用較好的造漿材料，提高泥漿的黏度以加強(qiáng)護(hù)壁，并適當(dāng)降低進(jìn)程速度等。四是鉆孔時要連續(xù)作業(yè)，無特殊情況，中途不得停鉆。五是提升鉆頭、下放鋼筋籠時應(yīng)保持垂直，盡量不要碰撞孔壁。六是若澆筑準(zhǔn)備工作不充分，暫時不要進(jìn)行清孔，清孔合格后要及時澆筑砼。

3 結(jié)束語

總之，在鉆孔過程中由于地質(zhì)條件不同，采用的鉆機(jī)不同，施工隊伍的操作水平不同出現(xiàn)的問題也各不相同，并且鉆孔樁的整個施工過程是在水下進(jìn)行，質(zhì)量檢查困難，要保證其質(zhì)量，還得以人為本，所以說現(xiàn)場管理人員必須具有高度的責(zé)任心，以防為主，以控為綱，對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，當(dāng)出現(xiàn)問題時要搜集相關(guān)資料多加分析、多加總結(jié)，找出原因，采取有效措施解決問題，從而更有效地杜絕陸地鉆孔樁施工中質(zhì)量弊病的發(fā)生。