旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析及相關(guān)措施

阮躍平

廈門市開元國有資產(chǎn)投資有限公司（361000）

旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析及相關(guān)措施

阮躍平

廈門市開元國有資產(chǎn)投資有限公司（361000）

這里主要探究旋挖鉆孔灌注樁試樁施工情況及通病現(xiàn)象，提出相應(yīng)的措施與對策。

旋挖鉆孔灌注樁;技術(shù)；措施

0 前言

旋挖鉆孔樁施工工藝是利用筒式鉆頭底鉆部的斗齒，切削土體，并壓入容器內(nèi)，然后由自動伸縮鉆桿傾倒鉆土體，如此反復(fù)完成成孔作業(yè)，大大提高了成孔效率。另外，旋挖鉆機成孔時不需要泥漿循環(huán)護壁，它只需要泥漿靜壓護壁，孔壁鉆幾乎不形成泥皮，泥漿主要作用是平衡孔壁內(nèi)外的水壓力差值，并且泥漿可重復(fù)利用，大大降低了泥漿的使用量，從而利用旋挖鉆機成孔的灌注樁可提高基樁的承載力[1]。

1 問題提出

旋挖鉆孔灌注樁是一種深入地下的隱蔽工程，場地的地質(zhì)條件變化很大，目前勘察技術(shù)還有一定的局限性，影響施工的因素較多，如果完工檢查才發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格，補救處理較難，其質(zhì)量不能直接進行外觀檢查。如果上部工程完成后發(fā)現(xiàn)樁的質(zhì)量問題，要采取必要的補救措施以消除隱患是非常困難的。所以在施工的全過程中，必須采取有效的質(zhì)量控制措施，在施工前必須找出常見質(zhì)量問題及解決方案，以確保灌注樁質(zhì)量完全滿足設(shè)計要求。

2 旋挖鉆孔灌注樁簡介

旋挖鉆孔灌注樁是鉆(沖)孔灌注樁的一種施工形式。旋挖樁機成孔首先是動力頭轉(zhuǎn)動底門鑲嵌斗齒的筒式鉆斗切削巖土,并將原狀巖土裝入斗內(nèi),然后再由鉆機卷揚機和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取出卸土，直到鉆至設(shè)計深度，對黏結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護壁鉆進工藝，向孔內(nèi)投入護壁泥漿或穩(wěn)定液進行護壁，是樁基礎(chǔ)的一種型式。適用范圍：不宜用錘擊樁、靜壓樁、人工挖孔樁的地方，地質(zhì)有較厚的軟或硬夾層，且地下水位較高容易引起流砂或塌方的地方。

優(yōu)點：成樁速度快，省材成本低;對周圍環(huán)境、鄰近建筑物、己成樁影響小，可以按設(shè)計要求完成樁長、樁徑數(shù)據(jù)比例，樁端可以入巖，單樁承載力大，適應(yīng)范圍廣。

缺點：成樁要求操作嚴(yán)格，工藝復(fù)雜，人為因素影響較多，質(zhì)量事故率較高;施工時間較長，成樁后需專業(yè)養(yǎng)護，不能很快承受上部荷載;軟土層施工過程中在工地排出不少泥漿，很難做到文明施工。

3 旋挖鉆孔灌注樁在施工中常見通病的表現(xiàn)形式

旋挖鉆孔灌注樁在施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的問題包括：樁位、樁徑、樁斜、樁長、樁底沉渣厚度、樁頂浮渣厚度、樁的結(jié)構(gòu)、混凝土強度、鋼筋籠，以及是否有斷樁、夾泥、蜂窩、空洞、裂縫等現(xiàn)象。采取怎樣的預(yù)防措施,來解決這些施工過程中的質(zhì)量問題，是我們探討的重點。

4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對旋挖鉆孔灌注樁施工中的要求

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)，《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50202-2002等，鉆(沖)孔灌注樁施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）灌注樁成孔施工的允許偏差應(yīng)滿足的要求。

2）施工中應(yīng)對成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進行全過程檢查，嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報告。

3）泥漿護壁應(yīng)符合下列規(guī)定：

①在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。

②在清孔過程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

4）灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)滿足下列要求：

①導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2～6 m。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面,并應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度，應(yīng)有專人測量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。

②灌注水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的灌注時間應(yīng)按初盤混凝土的初凝時間控制，對灌注過程中的故障應(yīng)記錄備案。

5）鉆孔達到設(shè)計深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定：

①對端承型樁，不應(yīng)大于50 mm；

②對磨擦型樁，不應(yīng)大于100 mm；

③對抗拔、抗水平力樁，不應(yīng)大于200 mm。

5 旋挖鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量通病原因及預(yù)防措施

5.1 樁位

1）原因分析。施工現(xiàn)場泥漿較多，樁位定好后，無法長期保存，護筒埋設(shè)以后尚需校對。

2）預(yù)防措施?？刹扇【軠y量方法，即用經(jīng)緯儀定向、鋼皮尺測距的辦法定位。護筒埋設(shè)時，再次進行復(fù)測。采用焊制的坐標(biāo)架校正，護筒中心同樁位中心保持一致。

5.2 樁抖

1）原因分析。埋設(shè)護筒采用護筒內(nèi)徑上下兩端十字交叉法定心，通過兩中心點，能確保護筒垂直。

2）預(yù)防措施。鉆機就位后，鉆斗置護筒中，測量四周離護筒距離確保居中，鉆機調(diào)平，控制鉆桿垂直度，保證孔斜率小于1%。發(fā)現(xiàn)孔斜過大，立即采取糾斜措施。

5.3 樁徑

1）原因分析。根據(jù)地層情況，合理選擇鉆頭直徑，對樁徑控制有重要作用。在黏性土層中鉆進，鉆孔直徑應(yīng)比鉆頭(旋挖斗)直徑大5 cm左右。在砂層、砂卵石等松散地層，為防止坍塌掉塊而造成超徑現(xiàn)象，應(yīng)合理使用泥漿。

2）預(yù)防措施。使用旋挖鉆機施工，由于其旋挖斗反復(fù)上下鉆、取土，可以確?？妆谄秸?、直立，不致發(fā)生縮徑。

5.4 樁長

1）原因分析。施工中對地面導(dǎo)墻標(biāo)高與各項設(shè)計高程都要弄清，正確進行換算。土層中鉆進，錐形鉆頭的起始點要準(zhǔn)確無誤，根據(jù)不同土質(zhì)情況進行調(diào)整。機具長度丈量要準(zhǔn)確。

2）預(yù)防措施。旋挖鉆機成孔時可以準(zhǔn)確地掌握立軸長度數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確地掌握鉆孔深度。

5.5 樁底沉渣

1）原因分析。土層、砂層鉆進方法清孔。應(yīng)合理選擇泥漿性能指標(biāo)，換漿時返出鉆孔的泥漿比重應(yīng)小于1.25，才能保持孔底清潔無沉渣。

2）預(yù)防措施。清孔確有困難時，孔底殘留沉渣厚度，應(yīng)按合同文件規(guī)定執(zhí)行，防止沉渣過多而影響樁長和灌注混凝土質(zhì)量。做好一次清孔，為了縮短清孔與灌注之間的時間,采用灌注管進行清孔，可大大降低渣土沉淀的機會，從而有效控制樁底沉渣厚度。

5.6 樁頂

1）原因分析。灌注的混凝土，通過導(dǎo)管從鉆孔底部排出，把孔底的沉渣沖起并填補其空間。隨著灌注的繼續(xù)，混凝土柱不斷升高，由于沉渣比重比混凝土小，始終浮在最上面，形成樁頂浮渣。浮渣的密實性較差，與混凝土有明顯區(qū)別。

2）預(yù)防措施。當(dāng)混凝土灌注至最后一斗時，應(yīng)準(zhǔn)確探明浮渣厚度。計算調(diào)整末斗混凝土容量。灌注完以后再復(fù)查樁頂高度，達到設(shè)計要求時將導(dǎo)管拆除，否則補料。

5.7 混凝土強度

1）原因分析。選擇實力強、社會信譽好、以往有過良好合作的商品混凝土供應(yīng)商。在開工前監(jiān)督攪拌站按設(shè)計配合比進行混凝土試配、快速保養(yǎng)檢測。嚴(yán)格按規(guī)范把好水泥、砂、石的質(zhì)量關(guān)，有質(zhì)量保證書的也要進行核對。

2）預(yù)防措施。灌注過程中，經(jīng)常觀察分析混凝土配合比，及時測試坍落度。為節(jié)約水泥可適量加入添加劑，減少加水量，提高混凝土強度。嚴(yán)格按規(guī)定作試塊，應(yīng)在拌合機出料口取樣，保證取樣質(zhì)量。

5.8 樁身結(jié)構(gòu)

1）原因分析。制作鋼筋籠不能超過規(guī)范允許的誤差，包括主筋的搭接方式、長度。定心塊是控制保護層厚度的必要措施，不能省略。

2）預(yù)防措施。鋼筋籠的全部數(shù)據(jù)都應(yīng)按隱蔽工程進行驗收、記錄。鋼筋籠底應(yīng)制成錐形，底面用環(huán)筋封端，以便順利下放。起吊部位可增焊環(huán)筋，提高強度。起吊鋼繩應(yīng)放長，以減少兩繩夾角，防止鋼筋籠起吊時變形。確保導(dǎo)管密封良好，灌注時串動導(dǎo)管時提高不能過多，防止夾泥、斷樁等質(zhì)量事故發(fā)生。如發(fā)生這些事故，應(yīng)將導(dǎo)管全部提出，處理好以后再下入孔內(nèi)。

6 保證旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的技術(shù)總結(jié)

1）填土、黏土，添砂層一般比較松軟，可選用摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆斗鉆進。

2）填土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性都比較好，在干孔鉆進下可用單底板土層鉆斗鉆進，也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆斗鉆進。

3）若在濕孔鉆進條件下，因土遇水的膠結(jié)性能變差，一般用底板撈砂鉆斗鉆進以便撈取鉆渣。

4）砂土層和砂層的膠結(jié)性能都比較差，不管干孔鉆進還是濕孔鉆進均用雙底板撈砂鉆斗鉆進。

5）對于含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進。

6）對于硬質(zhì)較大的基巖地層、大的漂石層，直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進都比較困難，嵌巖筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進。

7）嵌巖筒鉆分為取芯巖石筒鉆和不取芯巖石筒鉆，取芯巖石筒體鉆除了筒體底下端焊有子彈頭截齒外，筒體內(nèi)壁上裝有承托巖芯的合頁片。不取芯巖石筒鉆則沒有承托巖芯的合頁片。嵌巖筒鉆的主要作用在于對孔內(nèi)巖芯的圓周進行松動掏挖，為以后下入嵌巖短螺旋鉆頭破碎巖芯創(chuàng)造破碎自由面。

8）對于層理發(fā)育且各向異性的硬巖地層，用嵌巖筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進，能有效地預(yù)防孔斜及提高工作效率。

9）旋挖鉆機在鉆進時，根據(jù)地層選用鉆斗的同時，還要注意在鉆進時進尺的控制，在使用旋挖斗時依據(jù)斗體的容量,一般在斗體三分之二為合適，鉆斗倒土堆放點距樁孔口需大于6.0 m。進尺深度根據(jù)樁直徑而定,也要根據(jù)地層的密度控制進尺深度。進尺過多導(dǎo)致卸土困難，還會造成埋鉆卡鉆的事故發(fā)生，過少會延誤施工進度，增加設(shè)備、能源消耗，從而成本提高，降低了效益。

7 結(jié)語

實踐證明,旋挖鉆機成孔灌注樁是高效、環(huán)保的成樁方式，只有規(guī)范施工，根據(jù)地層選擇合適的鉆具和操作方法，對成孔、泥漿管理、清渣、放置鋼筋籠和導(dǎo)管、灌注混凝土等工序進行嚴(yán)格控制,才能避免質(zhì)量通病。