泥漿護(hù)壁灌注樁的質(zhì)量控制與規(guī)范解讀

周偉

摘要： 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁工藝復(fù)雜，作業(yè)環(huán)節(jié)多，施工程序性強(qiáng)，水下施工屬地下隱蔽工程，施工質(zhì)量難以直觀控制，本文結(jié)合作者多年來在泥漿護(hù)壁灌注樁方面的施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)建筑樁基技術(shù)規(guī)程的理解，對(duì)規(guī)范進(jìn)行深入解讀，以期深入領(lǐng)會(huì)施工要點(diǎn)，明確施工程序和目標(biāo)，確保樁基施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁泥漿比重清孔 導(dǎo)管 替代優(yōu)勢(shì) 混凝土坍落度

中圖分類號(hào)： O213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，泥漿護(hù)壁灌注樁以其施工噪音低、樁長(zhǎng)和直徑變化自如、單樁承載力大、剛度大、變形小、可方便水下施工等突出優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種特殊、復(fù)雜地質(zhì)條件下的高層建筑、公用建筑、鐵路、橋梁的基礎(chǔ)工程。

泥漿護(hù)壁灌注樁工藝復(fù)雜，作業(yè)環(huán)節(jié)多，施工程序性強(qiáng)，水下施工屬地下隱蔽工程，施工質(zhì)量難以直觀控制。施工過程中任何細(xì)小環(huán)節(jié)上的疏忽大意都可能造成工程的失敗。因此泥漿護(hù)壁灌注樁施工必須嚴(yán)格程序化管理，從狠抓施工環(huán)節(jié)質(zhì)量入手，強(qiáng)化施工過程動(dòng)態(tài)控制。

現(xiàn)結(jié)合多年來在泥漿護(hù)壁灌注樁方面的施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)建筑樁基技術(shù)規(guī)程的理解，對(duì)泥漿護(hù)壁灌注樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和要點(diǎn)進(jìn)行深入探討，以期透過對(duì)規(guī)范的學(xué)習(xí)，不但要熟悉規(guī)范的規(guī)定，更重要的是理解其規(guī)定的深刻含義，只有這樣在實(shí)際工作中，我們才能做到有的放矢，有效控制。

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁成孔環(huán)節(jié)質(zhì)量控制

1、成孔機(jī)械的選擇：首先要根據(jù)地質(zhì)條件選擇合適的成孔機(jī)械，例如在淤泥和淤泥質(zhì)土層、在地下水量大的土層的情況下,使用沖擊鉆成孔會(huì)使樁端承載力和樁身摩阻力大幅度降低，不宜采用;再如潛水電鉆成孔，適用于地下水較高的軟硬土層，但不得用于漂石。

2、對(duì)泥漿技術(shù)指標(biāo)的要求：

[規(guī)范要求施工中應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿比重，并定期測(cè)定泥漿粘度、含砂率和膠體率，泥漿的控制指標(biāo)：粘度18-22S、含砂率不大于4%-8%、膠體率不小于90%。]

在泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工中，泥漿主要有兩方面作用：一方面是護(hù)壁作用；另一方面是排渣作用。對(duì)于泥漿的排渣作用，殘?jiān)谋戎卦酱螅鸵竽酀{的比重和粘度越大，一般來講在粘土和亞粘土中成孔時(shí)，泥漿的比重應(yīng)控制在1.1-1.2之間;在風(fēng)化巖中成孔時(shí),泥漿的比重應(yīng)控制在1.2-1.4之間。對(duì)于泥漿的護(hù)壁作用，在砂層、砂卵石層、軟弱土層以及塌孔回填的情況下，泥漿比重應(yīng)相應(yīng)提高到1.3-1.5之間,以加強(qiáng)對(duì)孔壁的支護(hù)作用。

3、成孔過程中針對(duì)特殊地質(zhì)情況的處理措施：①在地下水位較高的情況下，一旦發(fā)生孔內(nèi)泥漿面低于護(hù)筒下端或地下水位的情況，在地下水的作用下，樁孔內(nèi)外就會(huì)形成水壓差，從而造成突涌和流砂現(xiàn)象，特別是淤泥和砂石土層，很容易造成塌孔事故。因此規(guī)范中明確規(guī)定 ：[施工期間樁孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在受地下水位漲落影響時(shí)，孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位1.5m以上]。②在砂層、砂卵石層、淤泥層等地質(zhì)條件較差的土層，當(dāng)使用沖擊鉆成孔時(shí)，須采用向樁孔內(nèi)投放粘土塊或粘土夾小石片，通過沖擊錘側(cè)向擠入孔壁，以加強(qiáng)孔壁的穩(wěn)定性。

4、樁孔垂直度的控制：在灌注樁成孔過程中，常會(huì)遇到孤石、土質(zhì)軟硬變層和其他容易引向傾斜面的情況，因此在[鉆進(jìn)過程中應(yīng)每隔1-2m檢查一次樁孔的垂直度]，常用的方法是通過線墜或?qū)驐U，目測(cè)鉆桿或沖擊錘鋼絲繩的垂直度，如發(fā)現(xiàn)偏移應(yīng)立即停機(jī)，通常處理樁孔偏移的方法是向孔內(nèi)拋入20-30cm石塊找平，然后先低錘快擊成平臺(tái)后再轉(zhuǎn)入正常施工。

5、對(duì)嵌巖樁入巖條件的判斷：對(duì)以樁尖端承力為主的嵌巖樁，根據(jù)設(shè)計(jì)有入強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化和微風(fēng)化巖石之分，施工中準(zhǔn)確判斷入巖界面是確保樁基承載力的關(guān)鍵。對(duì)于中、小直徑嵌巖樁，通常參照以下方面進(jìn)行判斷：第一樁長(zhǎng)必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的有效樁長(zhǎng)；第二巖石界面標(biāo)高不得高于地勘報(bào)告就近探孔巖石界面高度，一般取樁四鄰探孔巖石界面最低標(biāo)高；第三界面處所取巖樣符合設(shè)計(jì)要求，此外通過鉆頭進(jìn)尺的明顯變化也可作為參考,間接判斷是否達(dá)到巖石界面。對(duì)大承載力、大口徑嵌巖樁，為確保準(zhǔn)確入巖，通常使用地勘鉆機(jī)鉆取巖芯的方法確定巖石界面。

（二）對(duì)泥漿護(hù)壁灌注樁清孔的質(zhì)量控制：當(dāng)泥漿護(hù)壁灌注樁達(dá)到終孔條件后，要及時(shí)通過泥漿循環(huán)等工藝進(jìn)行排渣清孔，使樁底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范要求，在清孔結(jié)束時(shí)，要盡量調(diào)稀泥漿比重，為水下灌注混凝土創(chuàng)造條件。一般黏土土層，清孔結(jié)束時(shí)泥漿比重應(yīng)控制在1.1左右，當(dāng)土質(zhì)較差時(shí)，為防止塌孔泥漿比重可放寬至1.15-1.25。第一次清孔完成后，要進(jìn)行鋼筋籠吊裝等作業(yè)，過程中泥漿中的殘?jiān)鼤?huì)再次沉積樁底，同時(shí)過程中鋼筋籠擾動(dòng)泥漿、碰撞孔壁可能會(huì)造成孔壁局部坍塌，因此規(guī)范規(guī)定：[泥漿護(hù)壁灌注樁在灌注混凝土前必須二次清孔]。

（三）對(duì)水下灌注混凝土的質(zhì)量控制：

1、對(duì)混凝土的質(zhì)量要求：規(guī)范要求：[水下混凝土坍落度宜為180-220mm,水泥用量不少于360㎏/㎡，砂率40%-45%]。水下混凝土必須要有良好的和易性，其中流動(dòng)性和粘聚性兩指標(biāo)尤為重要?；炷亮鲃?dòng)性越大，混凝土在導(dǎo)管中的沖擊力就越大，混凝土自導(dǎo)管底部頂升泥漿的效果就越好 ；粘聚性的作用是確保混凝土在灌注過程中不發(fā)生離析、不與泥漿混合的關(guān)鍵。坍落度是代表流動(dòng)性的指標(biāo)，水泥最小用量和砂率要求是粘聚性的保障，兩者對(duì)立統(tǒng)一，既要確保流動(dòng)性又要有良好的粘聚性。施工中必須嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量，坍落度不達(dá)標(biāo)、粘聚性不良的混凝土堅(jiān)決不允許澆灌，這是保證樁基質(zhì)量必須達(dá)到的的最基本條件。

2、對(duì)導(dǎo)管的技術(shù)要求：導(dǎo)管在水下混凝土澆注中起著隔離泥漿和輸送混凝土的作用。規(guī)范規(guī)定：[導(dǎo)管接頭宜用法蘭或雙螺紋方扣快速接頭，使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0mpa]。灌注樁施工要求導(dǎo)管接頭必須有良好的水密、承壓和抗拉性能。導(dǎo)管底部在整個(gè)混凝土灌注過程中要始終埋入混凝土中，確?；炷梁湍酀{始終相互隔離。在混凝土澆灌過程中要始終關(guān)注導(dǎo)管的密封情況，要傾聽導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落聲音，要觀察上拔拆卸的導(dǎo)管內(nèi)壁是否掛有泥漿，如有異常必須果斷處理，防止發(fā)生由于導(dǎo)管接頭密封不嚴(yán)造成泥漿滲入導(dǎo)管，與管內(nèi)混凝土混合而發(fā)生的斷樁和夾渣的情況。

3、對(duì)水下混凝土澆注的有關(guān)要求：①規(guī)范規(guī)定：[二次清孔完成應(yīng)立即澆注混凝土，澆筑前孔底500mm以內(nèi)泥漿的比重應(yīng)不小于1.25，含砂率<8%，粘度<28s，水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆筑時(shí)間按初盤混凝土的初凝時(shí)間控制]。水下混凝土的澆筑過程是通過導(dǎo)管將混凝土輸送至管底，然后出管上泛，頂升管外混凝土和泥漿，并擠壓密實(shí)混凝土的過程。整個(gè)過程的動(dòng)力來自混凝土的流動(dòng)性、混凝土自由落差形成的沖擊力和混凝土與泥漿比重不同形成的壓力差三方面。因此澆注過程必須確?；炷恋牧鲃?dòng)性，嚴(yán)格控制澆注時(shí)間，盡量調(diào)稀泥漿比重以加大與混凝土之間的壓差。②規(guī)范規(guī)定：[混凝土初灌量必須有足夠的混凝土的儲(chǔ)備量使導(dǎo)管一次埋入混凝土以下0.8m以上，開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底宜為300-500mm,正常導(dǎo)管埋深2-6m，嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面]?；炷翝仓耙鶕?jù)樁徑和埋管深度計(jì)算確定初灌量，并以次計(jì)算混凝土料斗的體積,以滿足初灌量的要求。導(dǎo)管底部距孔底不能過小，過小會(huì)影響混凝土的貫沖力，削落對(duì)樁底沉渣的沖刷和頂升泥漿的效果。過大難以達(dá)到埋管要求，并且混凝土與泥漿接觸混合部分容易遺留樁底形成夾渣。正常情況下導(dǎo)管埋深2-6m,是綜合考慮確保導(dǎo)管埋入新鮮混凝土的長(zhǎng)度、對(duì)泥漿的頂升壓力和導(dǎo)管本身分節(jié)的長(zhǎng)度三方面確定的，既要滿足規(guī)范要求又要方便施工。③規(guī)范規(guī)定：[嚴(yán)格控制最后一次灌注量，一般樁頂超灌0.6-1m，充盈系數(shù)不得小于1]。初灌混凝土與泥漿接觸時(shí)會(huì)形成一部分混合物，一般在0.6-1m之間，隨后隨泥漿不斷頂升，最終形成樁頭，這部分達(dá)不到混凝土質(zhì)量要求必須鑿掉。而充盈系數(shù)小于1則說明樁身出現(xiàn)了縮徑的情況，達(dá)不到設(shè)計(jì)樁徑要求。

綜上所述，我們以規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)泥漿護(hù)壁灌注樁的施工難點(diǎn)：水下作業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制進(jìn)行了深入解讀。我們認(rèn)為只要抓住泥漿護(hù)壁灌注樁關(guān)鍵環(huán)節(jié)的施工要領(lǐng)，嚴(yán)格按程序施工，其施工質(zhì)量完全可以控制。