灌注樁施工工藝的分析

□樊慶偉 □徐紹欽（臨潁縣水利局）

樁基作為建設(shè)工程的基礎(chǔ)，是工程質(zhì)量的重中之重。鉆孔灌注樁在各類(lèi)土木及水利工程中廣泛運(yùn)用。它具有抗震性好、適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便、承載力大、施工速度快、噪音小等諸多優(yōu)點(diǎn)。鉆孔灌注樁的施工是在地下進(jìn)行的，屬于隱蔽性工程。施工中不可預(yù)見(jiàn)的因素多，樁基施工既有機(jī)械操作，又有鋼筋加工、混凝土拌制和混凝土灌注等多種工作，工序種類(lèi)繁多，影響因素多?；炷凉嘧⑹┕ひ髧?yán)格，稍有不慎，就有可能出現(xiàn)縮頸、夾渣、夾泥、斷樁等。因此施工中必須嚴(yán)格質(zhì)量控制。

1.前期準(zhǔn)備

1.1 施工隊(duì)伍：選擇灌注樁的施工隊(duì)伍必須是有基礎(chǔ)施工資質(zhì)的隊(duì)伍，因灌注樁是結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，工程是隱蔽性工程如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，處理起來(lái)影響整個(gè)工程工期，造價(jià)也太高，所以必須從施工中嚴(yán)格控制。

1.2 施工準(zhǔn)備及施工方案

1.2.1 施工工序安排：主要是根據(jù)本工程樁基的總數(shù)量及施工機(jī)械設(shè)備的安排、施工場(chǎng)地的平整、工期的要求、施工道路、供水供電情況、料場(chǎng)及鋼筋場(chǎng)的選擇，根據(jù)樁的總數(shù)量，準(zhǔn)備足夠的鉆機(jī)、吊車(chē)，確保工期和質(zhì)量。

1.2.2 施工設(shè)備的選擇：根據(jù)地質(zhì)的特點(diǎn)和施工工藝要求，鉆機(jī)機(jī)械必須與現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、樁徑、樁深等要求相適應(yīng)。根據(jù)地質(zhì)，可選擇正循環(huán)鉆機(jī)、反循環(huán)鉆機(jī)、旋挖鉆機(jī)或沖機(jī)鉆機(jī)、吊車(chē)及發(fā)電機(jī)組的配備。吊車(chē)是根據(jù)樁徑及樁長(zhǎng)配備的，一般選擇：16t、25t吊車(chē)，發(fā)電機(jī)組是混凝土拌合站必須配備的。

1.2.3 灌注樁的施工工藝:主要是成孔、鋼筋籠加工、混凝土拌制灌注成樁各工序的操作工藝。它是施工方案的核心，鉆孔灌注樁的工藝流程一般如下：混凝土料場(chǎng)的建設(shè)，鋼筋籠的加工，測(cè)量放線(xiàn)，定樁位，護(hù)筒的制作與埋設(shè)，樁機(jī)就位與調(diào)試，造漿，鉆井成孔，安裝鋼筋籠，安放導(dǎo)管，二次清孔，調(diào)泥漿，灌注混凝土，成樁，樁質(zhì)量檢測(cè)。

1.3 做好施工準(zhǔn)備

1.3.1 施工前首先要做好場(chǎng)地平整、探明和清除樁位處的障礙物，按平面圖的要求做好施工現(xiàn)場(chǎng)的施工便道、供水、供電、泥漿池、排漿槽的布置、施工設(shè)施、原材料及半成品的堆放等有關(guān)布設(shè)。

1.3.2 機(jī)械設(shè)備的檢修及鉆機(jī)具的準(zhǔn)備，吊車(chē)要準(zhǔn)備性能好的吊車(chē)，防止灌注過(guò)程中吊車(chē)出現(xiàn)機(jī)械故障，鉆機(jī)要提前檢修。鉆頭的制作：鉆頭應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑制作，護(hù)筒的制作，一般選用6～14mm厚的鋼板，護(hù)筒的內(nèi)徑一般大于設(shè)計(jì)樁徑的20～30cm。

1.3.3 施工前還應(yīng)逐級(jí)進(jìn)行圖紙和施工方案交底，并做好原料質(zhì)量檢驗(yàn)工作，鋼筋籠應(yīng)制好，檢驗(yàn)合格方能開(kāi)鉆。

2.施工中質(zhì)量控制

對(duì)測(cè)量定位、護(hù)筒埋設(shè)、調(diào)制泥漿、鉆井成孔、鋼筋籠的制作與安放、安放導(dǎo)管、澆樁等工序要作為重點(diǎn)設(shè)立質(zhì)量控制點(diǎn)。

2.1 測(cè)量定位：用全站儀根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙坐標(biāo)放好樁位，并復(fù)核一次，再用鋼卷尺再?gòu)?fù)核一次，確保樁距、樁墩，誤差在最小范圍內(nèi)，再把樁位4面用兩線(xiàn)控制一點(diǎn)的方法打好控制樁，方能進(jìn)行護(hù)筒埋設(shè)。

2.2 護(hù)筒埋設(shè)：護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確和穩(wěn)定，護(hù)筒外壁與坑壁之間用粘土分層夯實(shí)、護(hù)筒中心線(xiàn)與樁位中心線(xiàn)偏差≤1cm，傾斜度≤1%，高度宜高出地面30cm或水面100～200cm。護(hù)筒埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或水文地質(zhì)情況而定，旱地、筑搗處一般超過(guò)雜填土埋設(shè)深度50cm，在粘土中≥100cm，在砂土中≥150cm，同時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿面高出地下水位100cm以上，冰凍地區(qū)應(yīng)埋入凍層以下50cm，有沖刷影響的河床，應(yīng)埋入局部沖刷線(xiàn)以下≥100～150cm。

2.3 調(diào)制泥漿：開(kāi)始鉆井前應(yīng)先調(diào)制泥漿，泥漿的主要性能有相對(duì)密度、粘度、靜切力、含砂率、膠體率、失水率、酸堿度（PH值）。

制作泥漿：一般用粘土制作，粘土以水化塊，造漿能力強(qiáng)，粘度大的膨潤(rùn)土或接近地表經(jīng)過(guò)凍融的粘土為好，盡量就地取材，也可用膨潤(rùn)土、燒堿、纖維素制作泥漿，制作泥漿一般情況下掌握好相對(duì)密度、含砂率、粘度即可，根據(jù)地層調(diào)制泥漿，一般粘土層（粘土、粉質(zhì)粘土、粉土）相對(duì)密度在1.05～1.2之間，粘度在16～22之間，含砂率≤4，砂土層（粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂）相對(duì)密度在1.2～1.45之間，粘度在20～35之間，含砂率≤4。

2.4 鉆進(jìn)成孔：從控制樁引線(xiàn)至樁中心線(xiàn)，對(duì)照鉆機(jī)磨盤(pán)中心線(xiàn)，誤差應(yīng)控制在1cm內(nèi)，同時(shí)檢查機(jī)架枕木是否穩(wěn)定，選多個(gè)角度檢查磨盤(pán)的平整度，在鉆井過(guò)程中經(jīng)常檢查磨盤(pán)的平整度及垂直度，有偏差要及時(shí)調(diào)整，鉆進(jìn)前要先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤(pán)，使之空轉(zhuǎn)一段時(shí)間，待泥漿輸入鉆孔中一定數(shù)量后，方可鉆進(jìn)，在粘土中鉆進(jìn)時(shí)，由于泥漿粘性大，鉆頭所受阻力也大，易糊鉆，宜選用中等轉(zhuǎn)速，大泵量，稀泥漿鉆進(jìn)，在砂類(lèi)土或軟土層鉆進(jìn)時(shí)易塌孔，宜選用低轉(zhuǎn)速大泵量，稠泥漿鉆進(jìn)，在卵石礫石類(lèi)土層中鉆進(jìn)時(shí)，因土層較硬，會(huì)引起鉆頭跳動(dòng)，鉆桿擺動(dòng)加大，鉆頭偏斜等現(xiàn)象，宜采用抵擋慢速，優(yōu)質(zhì)泥漿、大泵量鉆進(jìn)，終孔后應(yīng)先第一次清孔，將鉆頭提離孔底，8～10cm空轉(zhuǎn)，以保證孔內(nèi)安全的情況下把孔底沉渣清凈，并對(duì)孔徑、鉆深、孔深、孔斜等逐項(xiàng)檢查，并記錄在鉆孔記錄中，盡快組織下一工序施工，以減少終孔后至灌注開(kāi)始前中間的時(shí)間，確保孔的安全。

2.5 鋼筋籠的制作與安放：鋼筋籠的制作應(yīng)將同規(guī)格鋼筋根據(jù)不同長(zhǎng)度搭配，統(tǒng)籌排料，一般先長(zhǎng)料，后短料，以減少短頭和損耗，避免用短尺量長(zhǎng)料，防止產(chǎn)生累計(jì)誤差，焊工必須持證上崗，施焊前，必須根據(jù)施工條件進(jìn)行試焊，確定工藝參數(shù)，試樣數(shù)量應(yīng)與檢查驗(yàn)收，每批抽樣數(shù)量要求相同，施工時(shí)，操作人員嚴(yán)格執(zhí)行工藝參數(shù)，施工員、質(zhì)量員對(duì)焊機(jī)參數(shù)，接頭質(zhì)量隨機(jī)抽樣，確保焊接過(guò)程監(jiān)控到位，鋼筋籠一般分節(jié)安放，在保證鋼筋籠垂直的情況下，盡量把鋼筋籠少分幾節(jié)，以減少孔口焊接時(shí)間，鋼筋籠中的檢測(cè)管應(yīng)焊接好，不能漏漿，以保證順利檢測(cè)樁基質(zhì)量，鋼筋接頭錯(cuò)開(kāi)焊接，對(duì)鋼筋籠立焊要加強(qiáng)檢查控制，鋼筋籠入孔時(shí)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔口徐徐輕放，嚴(yán)禁強(qiáng)制性下鋼筋籠，造成鋼筋籠變形，孔壁塌孔，鋼筋籠對(duì)中要控制在5cm之內(nèi)，保證混凝土保護(hù)層均勻，便于下一步接樁施工。

2.6 導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要工具：用鋼板卷制焊成或采用無(wú)縫鋼管制成，其直徑按樁長(zhǎng)、樁徑和每小時(shí)通過(guò)的混凝土數(shù)量決定，導(dǎo)管應(yīng)提前做好水壓試驗(yàn)，安放前計(jì)算好導(dǎo)管的長(zhǎng)度和節(jié)數(shù)，導(dǎo)管單根長(zhǎng)度一般是2～3m，不同廠家，不同規(guī)格，另外配有1.5、1、0.5m的調(diào)節(jié)，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般控制在30～70cm之間，安裝導(dǎo)管時(shí)應(yīng)檢查密封圈是否完好，導(dǎo)管井盤(pán)要對(duì)準(zhǔn)孔中，調(diào)節(jié)平整，防止傾斜。

2.7 灌注混凝土前應(yīng)測(cè)量孔深，孔深沉淀厚度不應(yīng)超過(guò)樁徑的0.3倍，最好二次清孔，以保證沉渣厚度及泥漿上下均勻，初灌料斗大小，應(yīng)符合初次埋置深度的需要，保證能把底封好，準(zhǔn)備好隔水栓（或沙包）隔水栓的大小應(yīng)小于導(dǎo)管內(nèi)徑2～3cm，在混凝土到現(xiàn)場(chǎng)后方可停止清孔，進(jìn)行料斗安裝，混凝土灌注前必須檢查混凝土的塌落度是否符合要求，一般控制在180～220mm之間，還要看一下混凝土的和易性是否良好，檢查完混凝土后，再檢查導(dǎo)管離孔底距離，在料斗內(nèi)放滿(mǎn)混凝土后，剪斷鐵絲，隔水栓埋入底部混凝土內(nèi)，此時(shí)后續(xù)混凝土要及時(shí)跟上，保證混凝土連續(xù)施工，澆注過(guò)程中及時(shí)探測(cè)混凝土的上升面，探測(cè)應(yīng)仔細(xì)，并以灌入的混凝土數(shù)量校對(duì)，防止錯(cuò)誤，在混凝土上升到鋼筋籠底部時(shí)，應(yīng)放慢灌注速度，減少導(dǎo)管埋深，以降低混凝土上升的沖擊力，防止鋼筋籠上浮，拆除導(dǎo)管時(shí)，必須保證拆除后的導(dǎo)管下口在混凝土中埋置2～6m深度，也不應(yīng)埋深過(guò)多，探測(cè)混凝土?xí)r應(yīng)用測(cè)量繩，不能盲目估計(jì)，以免導(dǎo)管撥空造成斷樁，混凝土在灌注到設(shè)計(jì)樁頂時(shí)應(yīng)該多灌高50～100cm過(guò)后清除，以保證樁頭質(zhì)量。

3.事后質(zhì)量控制

成樁檢測(cè)：指樁身結(jié)構(gòu)完整性（即樁體質(zhì)量）及樁承載力的檢測(cè)，灌注樁的檢測(cè)方法主要有鉆芯法、動(dòng)測(cè)法、聲波透射法及射線(xiàn)法、以及靜荷載實(shí)驗(yàn)法。靜荷載實(shí)驗(yàn)法比較直觀，得出的數(shù)據(jù)讓人信服，但缺點(diǎn)是操作不變，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，動(dòng)測(cè)法可通過(guò)波速檢測(cè)出樁身的完整性和長(zhǎng)度，取芯法的缺點(diǎn)是取芯深度有限，目前大部分是采用聲波透射法，其機(jī)理明確，設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、檢測(cè)準(zhǔn)確可靠，能測(cè)出樁身完整性、均勻性，采用靜荷載法不能保證施工后沉降達(dá)到設(shè)計(jì)要求，目前動(dòng)測(cè)法還不能直接測(cè)出承載力值，因此把動(dòng)測(cè)法和靜荷載法結(jié)合起來(lái)使用才較為合理。