淺談砼灌注樁質(zhì)量

賀光明

灌注樁（這里主要探討成孔灌注樁并指端承樁，下文簡(jiǎn)稱樁）質(zhì)量監(jiān)督從驗(yàn)收規(guī)范來(lái)看十分簡(jiǎn)單， 無(wú)非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁砼質(zhì)量的判定，但由于地下工程不可見(jiàn)的因素很多，因此判定起來(lái)比較難以準(zhǔn)確。筆者依據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)及理論知識(shí)，分三個(gè)問(wèn)題：從樁的承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵，樁的缺陷與防治措施，樁質(zhì)量的判定，圍繞樁監(jiān)督問(wèn)題進(jìn)行探討。

1.從灌注樁承載機(jī)理看質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵

端承樁的承載機(jī)理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支承在堅(jiān)固的巖土層上，不難得出樁的承載力取決于樁身強(qiáng)度與地基承載力。

當(dāng)樁身強(qiáng)度地基承載力，樁的承載力=地基承載力；反之，樁身強(qiáng)度地基承載力，樁的承載力=樁身強(qiáng)度。

前面公式在孔底沒(méi)有沉渣情況下成立。對(duì)挖孔樁沉渣不是問(wèn)題，而沉渣問(wèn)題對(duì)于鉆孔樁則是存在的，沉渣量過(guò)大，樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，樁將失效。

1.1樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之一──地基承載力的鑒定

從樁的施工程序來(lái)講，在質(zhì)量監(jiān)督中，首先確保地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，否則將使樁失效。

地基承載力取決巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度。

1.2樁質(zhì)量監(jiān)督關(guān)鍵之二──樁身強(qiáng)度的監(jiān)督（在于施工工藝）

地基承載力符合設(shè)計(jì)要求，如樁身強(qiáng)度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量監(jiān)督的另一關(guān)鍵。

樁身質(zhì)量監(jiān)督主要在于監(jiān)督混凝土的質(zhì)量，樁身強(qiáng)度取決于鋼筋籠的制作質(zhì)量與砼質(zhì)量。鋼筋籠的制作檢查，簡(jiǎn)單明了；而影響砼質(zhì)量因素則很多，有些是可見(jiàn)的，有些是不可見(jiàn)的。在工程實(shí)踐中，不少樁由于砼質(zhì)量問(wèn)題而使樁身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因此樁身質(zhì)量的監(jiān)督主要在于監(jiān)督砼的質(zhì)量。

1.3對(duì)于鉆孔灌注樁質(zhì)量監(jiān)督另一個(gè)關(guān)鍵──沉渣量的檢查

對(duì)摩擦樁來(lái)說(shuō)，由于其受力機(jī)理是通過(guò)樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設(shè)計(jì)中端部反力不大，端部的沉渣量對(duì)樁承載力亦影響不大；而對(duì)于鉆孔端承樁，如果沉渣量過(guò)大，勢(shì)必造成樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。如福州火電廠化學(xué)處理房××單位施工的44號(hào)樁，樁設(shè)計(jì)承載力為2000kN，實(shí)施荷載試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)大量沉降，經(jīng)多方面證實(shí)是因?yàn)闃抖顺猎窟^(guò)多，導(dǎo)致該樁失效，亦影響其它樁的評(píng)定。因此鉆孔灌注樁另一個(gè)監(jiān)督的關(guān)鍵還在于沉渣量的檢查。

2.砼灌注樁基礎(chǔ)缺陷及防治措施

2.1人工挖孔樁

樁身砼強(qiáng)度不足：

原因：砼遭受孔內(nèi)水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴(yán)重破壞砼的強(qiáng)度。

防治措施：

（1）對(duì)于孔內(nèi)有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時(shí)把砼拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但是在水位以下部分，必須調(diào)整砼配合比，適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等。

（2）對(duì)于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下砼配合比與導(dǎo)管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導(dǎo)管灌注通病──樁身上部砼強(qiáng)度低，則可采用簡(jiǎn)單串筒澆搗，但是水必須抽干，泥漿、浮漿要清除干凈，兩種不同方法施工的交接層，用插搗器穿過(guò)反復(fù)插搗。

2.2鉆孔灌注樁

★樁底地基承載力不足

原因：樁端沒(méi)有支承在持力層上面。

防治措施：這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層，這種地層一般最好取芯檢驗(yàn)，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況（一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時(shí)，鉆頭不蹩鉆，主動(dòng)鉆桿振動(dòng)不很厲害，鉆進(jìn)聲音感覺(jué)較好）、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。

★縮徑（孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑）

原因：塑性土膨脹。

防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過(guò)，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹，如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

★樁底沉渣量過(guò)大

原因：檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或沒(méi)有進(jìn)行二次清孔。

防治措施：

（1）認(rèn)真檢查，采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘。

（2）一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行，準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭，一頭可接導(dǎo)管，一頭接膠管，在導(dǎo)管下完后，提離孔底0.4m， 在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)有效保證樁底干凈。

★鋼筋籠上浮

原因：（1）當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時(shí)，由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上浮。

（2）由于砼灌注過(guò)鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層砼因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，砼與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

防治措施：

（1）灌注砼過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過(guò)鋼筋籠底端2～3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

（2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開(kāi)始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧?，并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。

★斷樁與夾泥層

原因：

（1）泥漿過(guò)稠，增加了澆注砼的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量砼，一旦流出其勢(shì)甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層。

（2）灌注砼過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.因泥漿過(guò)稠，如果估算或測(cè)砼面難，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)砼澆注高度判斷錯(cuò)誤，而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離砼面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁。

（3）灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋恚瑥亩雍窳朔e聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來(lái)，引發(fā)斷樁事故。

（4）導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。

防治方法：

（1）認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌。

（2）盡可能提高混凝土澆注速度：a.開(kāi)始澆砼時(shí)盡量積累大量砼，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞。

（3）提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注砼過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

（4）灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更換。

3.砼灌注樁質(zhì)量判定之探討

3.1在樁基基底驗(yàn)收時(shí)，樁承載力的判定

對(duì)于人工挖孔樁應(yīng)檢查巖石的構(gòu)造情況。如果巖石裂隙發(fā)育較少，巖石完整性好，樁承載力可以取高值；反之取低值。同時(shí)還應(yīng)檢查巖層下面有沒(méi)有夾層，發(fā)現(xiàn)巖石夾層方法：

（1）參考地質(zhì)勘察報(bào)告。

（2）用錘擊孔底巖石，如聲脆亮，則沒(méi)夾層或夾層下臥很深。

（3）在孔底邊巖石層面高位下方，用工具挖小洞探明，如層面高位處下方有軟層，根據(jù)巖石走向，說(shuō)明有下臥軟夾層。

如發(fā)現(xiàn)巖石下臥軟夾層，施工時(shí)應(yīng)挖除軟夾層。

3.2鉆孔灌注樁基底承載力判定

巖石構(gòu)造只能參照工程地質(zhì)勘察報(bào)告，與鉆進(jìn)情況（如鉆進(jìn)基巖時(shí)，鉆桿不會(huì)異常振動(dòng)，孔底鉆頭研磨巖石聲音均勻，說(shuō)明巖石層比較完整，反之，巖石裂隙比較發(fā)育）。

要判斷巖石承載力，必須作適量抽芯檢驗(yàn)，對(duì)于沒(méi)有取芯的樁孔，依下列幾個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮：

（1）鄰近孔的取芯情況。

（2）泥漿循環(huán)返上來(lái)的巖屑。

（3）鉆進(jìn)情況。

（4）工程地質(zhì)勘察報(bào)告。

對(duì)于嵌入巖石比較深的樁，與人工挖孔樁一樣，同樣可以考慮巖石的圍壓作用，但是對(duì)于樁周摩擦阻力，則不可過(guò)高計(jì)算在內(nèi)。因?yàn)闄C(jī)械成孔大部分靠泥漿護(hù)壁，泥漿循環(huán)在孔壁巖石上形成一層堅(jiān)硬潤(rùn)滑泥皮，由于在樁體與孔壁之間存在這層潤(rùn)滑泥皮，使得樁在該段巖石的摩擦阻力大大降低，甚至沒(méi)有存在，因此在判定鉆孔樁底地基承載力時(shí)應(yīng)著重考慮取上巖樣本身構(gòu)造情況、力學(xué)性能、物理性能、圍壓作用，不宜考慮樁周摩擦力；雖然機(jī)械濕孔作業(yè)的摩擦樁主要告摩擦力承載，但由于其樁長(zhǎng)比較大，整體樁不規(guī)則外形，使其具有較大的樁周摩擦力。

3.3樁身混凝土質(zhì)量判定

比較準(zhǔn)確判斷樁身砼質(zhì)量的是靜載與抽芯，但是由于靜載、抽芯為損傷性檢驗(yàn)，且費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)，所以常常采用動(dòng)測(cè)法判定樁身混凝土的質(zhì)量，而動(dòng)測(cè)法具有一定的局限性，動(dòng)測(cè)結(jié)果不能作為樁基工程竣工的驗(yàn)收依據(jù)，用于普查質(zhì)量?jī)H供驗(yàn)收參考。

判斷混凝土質(zhì)量還要依施工單位素質(zhì)，掌握施工過(guò)程實(shí)際情況與施工記錄。主要依據(jù)：掌握施工過(guò)程情況與施工記錄。

（1）審查主要施工人員、施工單位所施工過(guò)的工程質(zhì)量情況。

（2）審查施工工藝是否適合于施工的實(shí)際情況，采取了什么質(zhì)量保證措施。如：挖孔樁水位高、水量大、有沒(méi)有采用水下砼配合比與水下導(dǎo)管法灌注，如沒(méi)有，依出水量大及澆搗方法，就可推斷混凝土嚴(yán)重離析等；鉆孔樁鋼筋籠如沒(méi)有設(shè)置混凝土保護(hù)層墊塊，再檢查一下灌完樁鋼筋籠的位置情況，可推定保護(hù)層是否嚴(yán)重不足。

（3）對(duì)施工記錄進(jìn)行審查，要求施工單位認(rèn)真做好成孔記錄與灌注記錄，認(rèn)真分析記錄中出現(xiàn)的機(jī)械故障及孔內(nèi)異常情況、事故等，并進(jìn)行推斷。比如：在成孔記錄中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)塌孔現(xiàn)象，而樁的充盈系數(shù)又大，說(shuō)明在澆注的過(guò)程中有塌孔現(xiàn)象，必然導(dǎo)致樁底沉渣量過(guò)多或樁身砼夾砂、夾泥，樁體形成“大肚子”；如果在施工過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)堵管事故，撥管后進(jìn)行二次灌注，就會(huì)存在斷樁或夾泥層。但缺陷的嚴(yán)重程度還要分析其事故具體處理措施而得知。

總之，質(zhì)量監(jiān)督中樁砼質(zhì)量的判定，要掌握現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況與工藝情況、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)施工記錄，并了解施工單位素質(zhì)，方可比較準(zhǔn)確判定砼質(zhì)量。

綜上所述，砼樁質(zhì)量監(jiān)督的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于地基承載力的鑒定，審查砼施工工藝是否合理，掌握樁缺陷的防治措施。這樣才能對(duì)砼樁質(zhì)量進(jìn)行控制，達(dá)到質(zhì)量監(jiān)督的目的。