樁基灌注樁工程質(zhì)量控制

陳湘橋

（中國公路工程咨詢集團(tuán)有限公司武漢橋隧分公司，湖北 武漢 430056）

一、樁基灌注樁施工工藝要求

樁基灌注樁由于其承載力大，施工工藝簡便、操作易掌握、設(shè)備投入不復(fù)雜。因而，廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利、鐵路等基礎(chǔ)工程領(lǐng)域。樁基灌注樁施工順序通常是：測量放線——平整場地——安置護(hù)筒——泥漿配制——鉆進(jìn)——清孔——水下砼澆筑——清除樁頭——檢測。樁基灌注樁工程由于是在地下施工主要工序都是在水下進(jìn)行。工程質(zhì)量需通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)管理過程控制和完工后的儀器檢測來確認(rèn)。因而，要求各方參加人員熟悉施工技術(shù)，措施到位。并加強(qiáng)管理，密切注意抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)過程的質(zhì)量，使各種隱患都消除在成樁之前。同時應(yīng)在施工前要認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙及技術(shù)要求和有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對灌注樁在施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進(jìn)行分析后制訂出相應(yīng)的施工措施，避免施工中出現(xiàn)質(zhì)量瑕疵問題。按照行業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收實(shí)施方案進(jìn)行。做好樁基施工的施工記錄，以保證樁基施工質(zhì)量的控制。

（一）采取成孔施工程序

樁基灌注樁工程混凝土灌注的特點(diǎn)是采用鉆機(jī)進(jìn)行挖孔成孔，過程中利用泥漿（護(hù)筒）進(jìn)行孔壁的平衡和鉆機(jī)的潤滑及清理浮渣。既鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁?？妆谥車烈葡驑扼w，土體對樁產(chǎn)生動壓力。在成樁初始，樁體混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡孔壁的，故采取較適應(yīng)的樁距、保證灌注樁的砼質(zhì)量。在成孔過程中控制泥漿指標(biāo)和護(hù)筒埋置深度對防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

（二）確保樁體成孔垂直度

樁基礎(chǔ)的垂直度是灌注樁質(zhì)量控制指標(biāo)之一，它是直接影響著樁基礎(chǔ)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。也是能否進(jìn)行下道工序-鋼筋籠和導(dǎo)管工作的安放的保證。為使成孔垂直度滿足設(shè)計(jì)要求，首選是宜采取穩(wěn)固樁機(jī)的措施，采用擴(kuò)大、加固樁機(jī)支承面積是有效穩(wěn)固樁機(jī)的施工方法。同時及時制定校核鉆架及鉆桿的垂直度制度的措施。在鉆進(jìn)中進(jìn)行跟蹤控制鉆進(jìn)速度，尤其是在鉆進(jìn)進(jìn)入不均勻的結(jié)構(gòu)層施工時，控制進(jìn)尺速度事關(guān)重要。對出現(xiàn)的傾斜應(yīng)及時進(jìn)行糾偏，糾偏方法主要是進(jìn)行回填同一材質(zhì)的填料，使之填置深度超過出現(xiàn)傾斜位置的標(biāo)高，并使填筑物與樁孔壁充分結(jié)合后，再重新進(jìn)行開鉆，同時應(yīng)跟蹤觀察，確保成孔垂直后再進(jìn)尺。成孔后應(yīng)進(jìn)行超聲波測試探測檢查工作，滿足要求后再進(jìn)行鋼筋安放工作。

（三）確保樁位和泥漿的配制

護(hù)筒安置前應(yīng)進(jìn)行放線復(fù)核工作，定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置。嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心，使之重合。偏差不大于規(guī)范值（50mm），并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時測量、復(fù)核護(hù)筒、底梁的水平標(biāo)高和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

泥漿作用是在成樁前通過循環(huán)達(dá)到護(hù)壁、排碴、清孔、潤滑、降溫作。因此配制泥漿至關(guān)重要是鉆孔灌注樁施工質(zhì)量好壞的重要環(huán)節(jié)。通常泥槳是用水、粘土（膨脹土）、添加劑根據(jù)現(xiàn)場條件和地質(zhì)情況考慮鉆機(jī)性能、循環(huán)方式等綜合考慮進(jìn)行配制。施工前應(yīng)充分考察反復(fù)配制使之滿足施工的要求。具體技術(shù)指標(biāo)為比重、粘度、含砂率、交替率、失水率酸堿度等多項(xiàng)指標(biāo)。不同地質(zhì)，不同施工環(huán)節(jié)對泥漿的要求不同。通常鉆進(jìn)時指標(biāo)控制為：比重（1.2—1.45）粘度（16—22）含砂率4%，成孔后砼澆筑前比重：1.03—1.10，粘度17—20，含砂率2%。泥漿的使用應(yīng)與具體的鉆機(jī)性能、地質(zhì)結(jié)構(gòu)相結(jié)合。為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復(fù)核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對比地質(zhì)資料，隨時調(diào)整鉆進(jìn)速度，并描繪出鉆進(jìn)成孔時間曲線。當(dāng)鉆進(jìn)粉砂層進(jìn)尺明顯下降，在軟粘土鉆進(jìn)最快0.2m/min左右，在細(xì)粉砂層鉆進(jìn)都是0.015m/min左右，兩者進(jìn)尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過10mm就要及時調(diào)換鉆頭。

（四）樁底成孔

鉆進(jìn)過程中的深度通常是通過鉆桿來反映，當(dāng)鉆桿達(dá)到設(shè)計(jì)要求，既反映了成孔工作已完成。但是由于鉆進(jìn)時泥漿護(hù)壁、排渣工作是在鉆機(jī)工作時進(jìn)行的，當(dāng)停轉(zhuǎn)提鉆后，孔壁泥漿失去了鉆進(jìn)時的工作平衡，或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后應(yīng)采用測繩復(fù)核成孔深度。當(dāng)測繩的測量達(dá)不到樁底設(shè)計(jì)高程時，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，為保證測繩的測量精度，測繩應(yīng)采用回縮小的鋼絲進(jìn)行測量，并在使用中經(jīng)常復(fù)核校正。為防止塌孔、縮徑提鉆前應(yīng)進(jìn)行上下刷孔，提前消除質(zhì)量隱患，保證成孔的質(zhì)量。

（五）鋼筋籠制作和吊放

鋼筋籠制作前應(yīng)按材料管理要求進(jìn)行抽樣檢查，合格后再按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)行鋼筋加工制作。鋼筋加工應(yīng)采用鋼筋胎膜進(jìn)行定位加工，使加工的鋼筋骨架為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋連接宜采用對接進(jìn)行。采用焊接時，應(yīng)首先進(jìn)行焊接試驗(yàn)合格后再進(jìn)行施工焊接。鋼筋骨架對接宜采用螺母連接，螺母規(guī)格按規(guī)范采用，對接斷面應(yīng)在螺母中央。在驗(yàn)收鋼筋籠中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的，因此，吊環(huán)長度是根據(jù)底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。在鋼筋籠吊放過程中，應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠的連接焊縫質(zhì)量，對質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。同時，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當(dāng)?shù)醴攀茏钑r，不能加壓強(qiáng)行下放，因?yàn)檫@將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應(yīng)停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應(yīng)提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進(jìn)行復(fù)鉆糾偏，并在重新驗(yàn)收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

（六）清孔和灌注水下混凝土

清孔的主要目的是清除孔內(nèi)沉渣和降低泥漿比重從而保證水下砼澆筑順利進(jìn)行?？椎壮猎鼊t是影響灌注樁質(zhì)量的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在循環(huán)中所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。其方法有正、反循環(huán)和撈渣等。清孔施工應(yīng)分二次進(jìn)行，泥漿的含砂量小于2%時即完成第一次清空工作。第二次清孔應(yīng)在完成鋼筋籠安放后進(jìn)行，其目的是將沉墊的砂層懸浮并使泥漿均勻保證孔內(nèi)不發(fā)生坍塌縮徑，且適當(dāng)調(diào)整泥漿比重使水下砼比重與孔內(nèi)泥漿比重差值擴(kuò)大以保證水下砼澆筑時砼能順利從導(dǎo)管口逸出。

水下砼澆筑是通過導(dǎo)管將砼送至樁底而實(shí)現(xiàn)樁基。因此導(dǎo)管的質(zhì)量是樁基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。導(dǎo)管的規(guī)格應(yīng)根據(jù)樁基的直徑、樁深來配備。常用有300mm、350mm。導(dǎo)管進(jìn)場后應(yīng)進(jìn)行密水承壓試驗(yàn)和接頭抗拉試驗(yàn)。密水承壓壓力應(yīng)是樁底水壓力1.5-2倍。試壓合格后再用于施工。以防止導(dǎo)管漏氣漏漿而導(dǎo)致灌注無法進(jìn)行或出現(xiàn)斷樁。導(dǎo)管口與樁底間距應(yīng)根據(jù)樁徑和砼的澆筑流出量確定。通常為400mm。

二、成樁質(zhì)量的控制

（一）樁基材料使用應(yīng)按材料管理制度執(zhí)行。

檢驗(yàn)合格后方能使用。原材料的堆放應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行存放，材料存放場應(yīng)進(jìn)行場地硬化設(shè)置排水系統(tǒng)并進(jìn)行防塵處理措施。不同規(guī)格的材料應(yīng)進(jìn)行分別存放。砼所用的材料嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求進(jìn)料配制。

（二）鉆孔灌注水下混凝土的施工

主要是采用導(dǎo)管輸送砼利用砼與泥漿的比重差值使砼流動灌注進(jìn)入樁孔，混凝土與泥漿的比重平衡使砼密實(shí)。因此要求砼配合比既要滿足設(shè)計(jì)要求又要滿足施工的特殊要求。水下砼的配制應(yīng)具有一定的流動性和和易性。通常砼的塌落度應(yīng)控制在18-22cm。使之不發(fā)生離析現(xiàn)象。這就要求現(xiàn)場的配合比要隨含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，計(jì)量用具的精度應(yīng)滿足要求。使每根樁的配合比都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求同時滿足施工的特殊性要求。

（三）為防止樁基施工發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象

在混凝土灌注時除砼的指標(biāo)滿足要求外，還應(yīng)加強(qiáng)對混凝土首盤灌注量的控制。使砼的首盤砼的導(dǎo)管埋深不得小于1m。在澆筑施工中應(yīng)關(guān)注導(dǎo)管的埋深，采用雙控進(jìn)行埋深控制，通過測量和計(jì)算。保證導(dǎo)管埋深。在灌注過程中必須每灌注2—3m測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)，《建筑施工操作規(guī)程》規(guī)定樁身混凝土的充盈系數(shù)必須大于l。同時要認(rèn)真進(jìn)行記錄，使導(dǎo)管埋深控制在2m—6m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當(dāng)導(dǎo)管埋置深度大于6米時，易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象——（1）砼與泥漿差值縮小導(dǎo)致砼澆筑無法進(jìn)行，而出現(xiàn)堵管；（2）導(dǎo)管與砼接觸觸面過大附著力將增大導(dǎo)致導(dǎo)管上提困難或無法上提，而出現(xiàn)堵管。樁基澆筑達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)根據(jù)泥漿厚度預(yù)留樁頭，這是因?yàn)樵陧排c泥漿接觸處有泥漿滲入砼中，為保證砼質(zhì)量通常樁頭高度為0.5—1m以保證砼強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。