淺談鉆孔灌注樁基礎的施工及其質(zhì)量控制

李 根 陳艷培

（平頂山市凱達工程監(jiān)理處，河南 鄭州 467000）

1 鉆孔施工

1.1 場地清理

1.1.1 場地為旱地時，應清除雜物，鏟除軟土，整平夯實。

1.1.2 場地有水時宜用筑堤施工。

1.1.3 鉆機及護筒安裝

1.1.3.1 鉆機頂部起至滑輪槽緣，固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者應在一條豎直線上，并應對準樁位中心線，其偏差不得大于2cm，鉆機直徑不小于設計直徑。

1.1.3.2 護筒

護筒有固定樁位、保護孔口不坍塌，隔離地面水和保持孔內(nèi)水位高出施工水位以維護孔壁及鉆孔導向作用。對護筒制作、埋設或沉入的要求：

（1）護筒的內(nèi)徑應大于鉆頭直徑20～40cm。

（2）護筒頂高：在旱地時應高出地面0.30m，在水中，當?shù)刭|(zhì)情況良好，不易坍塌時宜高出施工水位1.0～1.2米；當?shù)刭|(zhì)不良易坍塌時，宜高出施工水位1.5～2.0m。

（3）在旱地或淺水處，護筒底端在埋入天然地層，其埋設深度不應小于1.0～1.5m。

（4）鋼護筒加長可采用拼裝螺栓加橡膠墊連接。

（5）護筒平面位置的偏差不得大于5cm。

1.2 泥漿

1.2.1 土層本身為粘性土時，能在鉆井中形成合格的泥漿。

1.2.2 若采用亞粘土時，其塑性指數(shù)不宜小于15，大于0.1mm顆粒不宜超過6%；一般地層泥漿相對密度1.0～1.25,粘度16～22秒；松散易坍地層泥漿相對密度1.2～1.8，粘度19～23秒。

1.3 鉆孔

1.3.1 鉆孔中應填寫好《鉆孔樁原始記錄表》。

1.3.2 鉆孔應一次完成，不得中途停止，遇到事故必須及時處理。

1.3.3 鉆孔打到設計要求深度后，應及時進行孔深、孔位、孔徑及垂直度的檢測，確認滿足設計要求后方可進行清孔和灌注水下混凝土的準備工作。

2 清孔

2.1 終孔檢查后，應及時進行孔底清理，以免間隔時間過長，發(fā)生鉆渣沉淀造成清孔困難或坍塌。

2.2 不論采用何種清孔方法，在清孔排渣時必須注意保持孔內(nèi)水頭，以防坍孔。

2.3 用換漿法或掏渣清孔時，應檢查孔口溢出的泥漿或孔底提出泥漿的指標。灌注混凝土前，孔底沉淀厚度應不大于設計規(guī)定。當設計無要求時，對于直徑≤1.5m的裝≤300mm；對于樁徑＞1.5m的樁或樁長＞40m或土質(zhì)較差的樁≤500mm。

3 水下混凝土的配制

3.1 水泥強度等級不宜低于42.5，并且每立方米混凝土水泥的用量不得小于350kg，其初凝時間用標準方法試驗時，不宜早于2.5～3.5h。

3.2 粗骨料宜用卵石，如用碎石則含砂率應增加約30%，并有良好的級配；最小粒徑不小于5mm，最大粒徑不大于導管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小間距的1/4，同時應不大于40mm。

3.3 混凝土含砂率宜采用40%～50%，水灰比宜用 0.5～0.6。

3.4 混凝土的坍落度以16～22cm為宜，并且應具有足夠的流動度。

3.5 混凝土的實際初凝時間應滿足灌注工作時間的需要。

3.6 應混凝土的實際配制標號宜比設計標號提高10～15%。

3.7 灌注前混凝土的配合比及其試驗結(jié)果符合規(guī)范要求才能投入使用。

4 鋼筋籠的制作

4.1 鋼筋籠的制作必須按照設計圖紙，鋼筋、骨架的綁扎，焊接應符合對于鋼筋性能要求的規(guī)定。

4.2 鋼筋籠上端應焊的吊環(huán)不宜小于4個；為確保 保護層的厚度，應在鋼筋籠的周圍主筋上每隔適當距離對稱的設鋼筋“耳環(huán)”緩凝土方塊等措施。

5 鋼筋籠和導管的吊裝

5.1 在鉆孔終孔并進行清孔，檢測后，應盡快吊裝鋼筋籠，入孔時應對準孔位輕放，入孔后應牢固定位。

5.2 鋼筋籠分節(jié)吊裝，就地焊接時，上下節(jié)主筋位置應對準，軸線應一致，焊接質(zhì)量符合質(zhì)量要求。

5.3 導管內(nèi)徑應一致，內(nèi)壁光順，有足夠的密封性和堅固性，并做水密試驗。

6 水下混凝土灌注，導管注入法

6.1 在吊裝鋼筋籠和導管后、灌注混凝土前應對孔底沉淀層再測一次，應符合規(guī)范要求。

6.2 為滿足清孔、處理灌注事故和保持孔內(nèi)水頭壓力的需要，灌注混凝土期間，應盡量準備吸泥機、高壓射水管和潛水泵等設備。

6.3 開始灌注時，導管下口至孔底間距一般宜為20～40cm。

6.4 開始灌注后，導管的初次埋深一般不小于1.0m，灌注應連續(xù)進行。拆除導管一般不超過15min，并不得中途停工。必須認真填寫好《水下混凝土灌注記錄》。

6.5 子灌注過程中，應經(jīng)常探測混凝土面的高度，及時提升和拆除導管，要求導管的埋置深度一般為2.0～4.0m，最大埋深不得大于6.0m。

6.6 混凝土由遠距離運至灌注地點時，應進行檢查，如有離析、坍落度不符合要求等現(xiàn)象，應在不提高水灰比的原則下重新拌和，重新拌合后仍不能達到要求者，不得使用。

6.7 灌注的樁頂標高應比設計預加一定厚度，以清除泥漿，確保樁頂質(zhì)量；適宜的預加高度應按實際情況通過實踐求出，一般不小于0.5m，較深的樁宜不小于1.0m。

6.8 在灌注混凝土時每根樁應將灌注混凝土抽樣2-3組試塊，并應編號妥善保管，做強度檢測。

6.9 有關混凝土灌注情況，如灌注時間、混凝土面的深度、導管深度、拆除以后發(fā)生的異常現(xiàn)象等均應填入《水下混凝土灌注記錄》中。

7 質(zhì)量檢驗

7.1 鉆孔的質(zhì)量檢驗；

鉆孔、清孔和鋼筋籠下放完畢，以及樁的混凝土灌注后，應進行質(zhì)量檢驗，并填寫《鉆孔灌注樁質(zhì)量檢驗單》。

7.2 樁的質(zhì)量檢驗；

主要是指灌注水下混凝土質(zhì)量的檢驗、樁身質(zhì)量檢測（結(jié)構完整性檢測和單樁承載力檢測），檢測工作由具有相應資格的部門進行。

8 、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量缺陷防治措施

鉆孔灌注樁施工屬于隱蔽工程，成樁的好壞直接影響到橋梁的承載力和橋梁的安全使用功能。施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題有：坍孔、縮孔、斷樁和孔位偏斜。

8.1 坍孔

在鉆孔過程中，如果出現(xiàn)鉆孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細密的水泡，出渣明顯增加，而進尺慢或停止，就表示有坍孔。一旦坍孔，鉆孔就無法進行，易造成掉鉆、埋鉆事故。

8.1.1 引起坍孔的原因：

(1)成孔速度太快，泥漿護壁來不及形成泥膜，泥漿濃度和密度不足，起不到可靠的護壁作用；(2)護壁深度不夠，下端孔口處于軟弱，在孔內(nèi)水壓力下產(chǎn)生漏水；(3)鉆孔直接觸及護筒，由于震動使孔口坍塌。

8.1.2 預防措施：

(1)督促施工單位提高泥漿質(zhì)量，選用相對密度、粘度、膠體率較大的泥漿，如果鉆孔土質(zhì)是粉質(zhì)砂土或亞粘土應增加粘土來制漿；(2)增加護筒的埋置深度，使護筒底端不漏將，確保孔內(nèi)水壓力大于孔外，增加孔壁側(cè)壓力。

8.1.3 處理方法

(1)如果發(fā)生的孔口坍孔能用加大泥漿濃度來控制水位差，能使孔壁不再坍塌即可；如果不能停止時，當發(fā)生孔口坍塌時，可立即拆除護筒并立即回填鉆孔，重新埋設深埋護筒，并將護筒周圍土夯實填密實重新鉆孔。(2)如果發(fā)生空內(nèi)坍孔時，回填砂和泥土混合物，待回填物沉積密實后在進行鉆進。

8.2 縮孔

產(chǎn)生孔徑小于設計空值現(xiàn)象稱為縮孔，縮孔會產(chǎn)生鋼筋籠保護層過小及降低樁承載力的質(zhì)量問題。

8.2.1 產(chǎn)生原因

(1)鉆機補焊不及時，嚴重磨損的鉆錐鉆出的比設計樁徑稍小。(2)鉆進土層中有軟粘土，遇水膨脹后使孔徑縮小。(3)清孔不徹底，泥漿中含泥塊較多，再加上終灌拔管過快，引起樁頂周邊夾泥，導致保護層厚度不足。(4)孔內(nèi)水頭下降，對孔壁靜水壓力減小，導致局部對孔壁土層失穩(wěn)坍塌，造成樁身夾泥或縮徑。

8.2.2 預防措施

(1)經(jīng)常檢查鉆具尺寸，并督促施工單位及時補焊或更換鋸齒，有軟素土時，采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿。(2)清孔時，要做到清渣不清泥，防止清孔后澆筑混凝土過程中局部坍孔，導致縮徑產(chǎn)生。

8.2.3 處理方法

如果產(chǎn)生縮徑，采用鉆具上、下反復掃孔的方法來擴大孔徑。

8.3 斷樁

斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開使混凝土變質(zhì)或截面受損，從而使樁不能滿足受力要求。

8.3.1 形成原因

(1)首灌混凝土量不足，不能埋住導管底部，從而形成斷樁。(2)混凝土坍落度過小或石料粒徑過大，導管直徑過小堵管，當處理不好不得不提導管時形成斷樁。(3)導管口滲漏使泥漿進入導管。(4)導管埋置深度不足，拔導管時，導管底脫離混凝土面，形成斷樁。

8.3.2 預防措施

(1)一定要復核首灌混凝土的量是否準確。(2)對拌制混凝土的粗集料要控制好，最大粒徑不得超過40mm，不得大于導管內(nèi)徑的1/6-1/8，選擇合理內(nèi)徑的導管。(3)對混凝土灌注所用的導管，應督促承包人做密水承壓和接頭抗拉試驗，以防導管漏氣。(4)在灌注混凝土的過程中，嚴格控制導管埋置深度2～6m。

8.3.3 處理方法

(1)斷樁后能提鋼筋籠的速度提出鋼筋籠，用沖擊鉆將已灌注的混凝土沖碎，重新灌注新混凝土。

(2)斷樁在地表以下5～10m之內(nèi)的，可開挖再接樁。

(3)斷樁后無條件進行現(xiàn)場處理或無法處理的，可報告設計單位，由設計單位提出補樁方案，在原樁兩側(cè)補樁。

8.4 鉆孔偏斜

現(xiàn)場鉆成的樁孔，垂直度不豎直，斜樁斜度不符合要求或樁位偏離設計樁位等稱為鉆孔偏斜。鉆孔偏斜會使鉆孔灌注樁施工時鋼筋籠難以吊入，造成樁的承載力小于設計要求。

8.4.1 形成原因

(1)樁機本身未豎直，平臺未水平。

(2)擴孔較大處鉆頭擺動偏向一方。

(3)鉆機產(chǎn)生不均勻沉降。

(4)鉆桿彎曲，接頭不正。

(5)在鉆孔過程中遇大孤石或探頭石。

8.4.2 預防措施

(1)檢查鉆桿、鉆架的垂直度，不符合要求，及時調(diào)整。

(2)加大樁機支持面積，使樁機穩(wěn)固，并保證樁機水平臺水平。

(3)嚴格要求按規(guī)范要求配備鉆桿。

8.4.3 處理方法：在偏斜處鉆頭上下反復掃孔，使孔正直。

[1]陳建新.橋梁鉆孔灌注樁施工中的問題及防治[J].中南公路工程.2004(04).

[2]劉秋芝.談鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制[J].港工技術.2005(02).