東北地區(qū)砂土地質(zhì)鉆孔樁施工質(zhì)量控制

丁云霄 DING Yun-xiao；胡源 HU Yuan

（中國十七冶集團(tuán)有限公司，馬鞍山 243000）

（China MCC 17 Group Co.，Ltd.，Maanshan 243000，China）

1 工程概況

本工程為當(dāng)前東北地區(qū)最大的交通樞紐工程（地鐵、高鐵和公交客運(yùn)交通樞紐），涵蓋東廣場（含公交樞紐）、西廣場、長途客運(yùn)站、匝道橋及總圖綜合管網(wǎng)等工程。廣場及橋梁下部多處采用樁基工程，樁基類型為鉆孔灌注樁，樁徑分別有 600mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm，設(shè)計(jì)樁長分別為8m、14m、38m、40m～55m。共計(jì)583根。根據(jù)本工程設(shè)計(jì)要求樁長、樁徑、使用承受荷載的情況，本工程選用沖擊鉆、回旋鉆（反循環(huán)）、旋挖鉆工藝分別成孔。

2 地質(zhì)狀況

工程詳細(xì)勘察報(bào)告（詳勘），本場地上部雜填土、粘性土層已經(jīng)挖出，與本樁基工程有關(guān)的地層從上至下描述如下：粉細(xì)砂、中砂、粗砂、礫砂、圓礫、粗砂、粉質(zhì)粘土、圓礫、礫砂、圓礫、粗砂、粉質(zhì)粘土等?？紫缎蜐撍?，主要受大氣降水的入滲補(bǔ)給及地下逕流補(bǔ)給，該層水量較豐富。在鉆孔范圍內(nèi)地下水主要為潛水地下水埋深0.00～5.00m，相應(yīng)標(biāo)高5.64～12.95m，水位隨場地地形起伏。

3 鉆孔樁施工質(zhì)量控制方法

針對(duì)項(xiàng)目部在進(jìn)行鉆孔施工、鋼筋籠安裝以及混凝土澆筑過程中，遇見的問題，有針對(duì)性的提出了一些解決辦法，具體情況如下：

3.1 鉆孔時(shí)質(zhì)量控制

3.1.1 施工中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題1：在施工中，項(xiàng)目部發(fā)現(xiàn)部分鉆孔有斜孔、擴(kuò)孔現(xiàn)象發(fā)生。采取的控制措施：①在安裝鉆機(jī)時(shí)，保證底座牢固可靠，無水平位移和沉降，施工過程中經(jīng)常復(fù)查檢查、調(diào)平。②在鉆孔鉆進(jìn)過程中，根據(jù)不同的地層控制鉆壓和鉆進(jìn)速度，尤其在變土層位置、護(hù)筒口位置更要采用低速鉆進(jìn)，防止鉆孔偏斜。③選用優(yōu)質(zhì)的泥漿護(hù)壁，加強(qiáng)泥漿指標(biāo)的控制，砂土中泥漿密度宜控制在1：1.3～1:1.5之間，同時(shí)隨時(shí)注意孔內(nèi)泥漿液面的變化情況，孔內(nèi)泥漿應(yīng)始終高于地下水位2.0m以上，保持孔壁的穩(wěn)定。④在護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，護(hù)筒頂面宜高出施工地面0.3m。在岸灘上埋設(shè)深度，砂性土不得小于2m，當(dāng)表面土層松散時(shí)護(hù)筒應(yīng)買入密實(shí)土層中0.5m；埋設(shè)頂面中心偏位宜控制在50mm以內(nèi)，護(hù)筒斜度不宜大于1%。⑤鉆孔時(shí)，孔內(nèi)水位宜高出護(hù)筒底腳0.5m以上。鉆孔應(yīng)一次成孔，不得中途停頓。⑥若出現(xiàn)斜孔，彎曲不嚴(yán)重時(shí)，可通過調(diào)整鉆機(jī)機(jī)位，在原位反復(fù)掃孔，鉆孔正直后繼續(xù)鉆進(jìn)。若發(fā)生嚴(yán)重偏斜、彎曲、梅花孔、探頭石時(shí)，則必須回填重鉆。⑦定時(shí)檢測鉆機(jī)底座的水平度及鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，以保證鉆孔的垂直度。

3.1.2 施工中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題2：在施工中，項(xiàng)目部發(fā)現(xiàn)有部分鉆孔內(nèi)泥漿水平面有降低，發(fā)生泥漿滲漏現(xiàn)象。采取的控制措施：①加大泥漿比重和粘度，采用濃泥漿。發(fā)現(xiàn)有泥漿滲漏現(xiàn)象后，應(yīng)停止鉆進(jìn)，補(bǔ)充泥漿維持漿面高度，保持孔壁穩(wěn)定；觀察漿面不下降時(shí)方可繼續(xù)鉆孔。②如果漏漿得不到有效控制，則可在漿液里加鋸末等，經(jīng)過循環(huán)堵塞孔隙?；驕p小孔內(nèi)外水頭差，使?jié)B、漏漿得以控制。若漏漿量很大，補(bǔ)漿、填鋸末不能止漏，可向孔內(nèi)拋片石和泥土混合物，粘土含量占50%～80%，然后進(jìn)行泥漿循環(huán)，直到泥漿不漏為止。③如果在鋼護(hù)筒底口漏漿，在采用上述措施得不到控制后，可將鋼護(hù)筒接長跟進(jìn)。④在采用上述措施后，若漏漿仍得不到控制，則要停機(jī)提鉆，加入水泥和粘土的拌合物，可穩(wěn)定3～7d后，再重新施鉆。

3.1.3 施工中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題3：在施工中，出現(xiàn)有個(gè)別樁孔出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象；采取的控制措施：坍孔不嚴(yán)重時(shí)，采取加大泥漿相對(duì)密度繼續(xù)鉆孔；當(dāng)護(hù)筒底口發(fā)生坍孔時(shí)應(yīng)采取護(hù)筒跟進(jìn)、下內(nèi)護(hù)筒等辦法進(jìn)行施工；當(dāng)坍孔嚴(yán)重時(shí)，標(biāo)明塌孔位置，采用粘土并加入適量的堿和水泥，回填到塌孔位置以上2～3m，待其固化后，提高泥漿比重快速穿過該地層。

根據(jù)項(xiàng)目部經(jīng)驗(yàn)，坍孔一般發(fā)生在距護(hù)筒頂標(biāo)高20m以下的位置，故當(dāng)每次鉆孔達(dá)到相應(yīng)位置時(shí)，應(yīng)采取抬高護(hù)筒高度、提升護(hù)筒內(nèi)液面高度、增加泥漿比重等預(yù)防措施，以增加樁身內(nèi)泥漿對(duì)孔壁的壓力，同時(shí)注意不要將泥漿池放在樁位太近的位置。

3.1.4 在項(xiàng)目部正常的施工中，還出現(xiàn)的問題有夾層現(xiàn)象、鉆頭掉落現(xiàn)象、接長鉆桿以及長期連續(xù)施工等問題。采取的控制措施：①由于地下土層存在不同的夾層，且均為砂層，為防止樁孔偏斜、移位，在鉆孔接近各層分界面時(shí)，應(yīng)將鉆壓減至50～100kN，轉(zhuǎn)速亦降至2～3rpm，待樁孔進(jìn)入下一層2.0m左右時(shí)，再恢復(fù)至正常的鉆壓、轉(zhuǎn)速。②為避免由于鉆桿連接螺栓松動(dòng)而造成掉鉆頭，應(yīng)經(jīng)常觀察孔內(nèi)泥漿面，如果空壓機(jī)送氣時(shí)，孔內(nèi)泥漿面翻動(dòng)氣泡，表明某一節(jié)鉆桿的連接螺栓松動(dòng)，需要停機(jī)并逐節(jié)檢查擰緊鉆桿螺栓；鉆具的各個(gè)構(gòu)件一旦掉在孔內(nèi)，其打撈難度比鉆桿螺栓松動(dòng)造成的掉鉆頭要大得多，在任何情況下鉆具的構(gòu)件皆不能掉在孔內(nèi)。為保證鉆孔的垂直度，施工過程必須減壓鉆進(jìn)，使加在孔底的鉆壓小于鉆具總重（扣除泥漿浮力）的50%。③加接鉆桿時(shí)，應(yīng)先停止鉆進(jìn)，將鉆頭提離孔底80～100mm，維持泥漿循環(huán)5min以上，以清除孔底沉渣并將管道內(nèi)的鉆渣吸出排凈，然后加接鉆桿。加接鉆桿時(shí)，連接螺栓應(yīng)擰緊上牢，認(rèn)真檢查密封圈，以防鉆桿接頭漏水漏氣，使反循環(huán)無法正常工作。④鉆孔過程應(yīng)分班連續(xù)進(jìn)行，不得中途長時(shí)間停止。詳細(xì)、真實(shí)、準(zhǔn)確地填寫鉆孔原始記錄，精確測量鉆具長度，應(yīng)注意地層的變化，當(dāng)與地質(zhì)報(bào)告提供資料不一致時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知相關(guān)人員。

3.2 鋼筋籠安放質(zhì)量控制

為保證鋼筋籠安放的質(zhì)量，首先鋼筋籠的制作必須符合設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范規(guī)定，主筋箍筋應(yīng)焊接均勻、牢固。搭接長度及焊縫應(yīng)符合要求。為防止鋼筋籠在吊裝過程中變形，對(duì)直徑和長度較大的鋼筋籠。一般在主筋內(nèi)側(cè)每隔2.5m加設(shè)一道直徑25～30mm的加強(qiáng)箍，每隔一箍在箍內(nèi)設(shè)一井字加支撐（但需保證井字中間空間足夠大，否則在水下澆筑混凝土容易掛住導(dǎo)管），與主筋焊接牢固組成骨架，以便于吊運(yùn)。主筋與箍筋間隔點(diǎn)焊固定，鋼筋籠4個(gè)方向主筋上每隔5m設(shè)置耳環(huán)，用來控制保護(hù)層，一般為5～7cm（如圖1）鋼筋籠外觀尺寸控制比孔小11～12cm。

圖1 鋼筋耳環(huán)做法

在下鋼筋籠時(shí)，應(yīng)控制其垂直度，不可傾斜與孔壁發(fā)生碰撞。若不小心碰到孔壁，刮下浮土造成孔底沉渣超標(biāo)，需二次清孔。

3.3 砼灌注過程中的質(zhì)量控制措施

在樁體混凝土澆筑前，采用空氣反循環(huán)法進(jìn)行二次清空，以清除下鋼筋籠時(shí)刮下的泥皮和停鉆后的沉渣，并調(diào)整泥漿性能指標(biāo)達(dá)到灌注水下混凝土?xí)r所需的要求。之后根據(jù)配合比，采用拌合均勻的混凝土進(jìn)行澆筑，混凝土應(yīng)具有必要的塑性和流動(dòng)性，坍落度控制在180～220mm為宜，施工時(shí)必須嚴(yán)格控制砼的初凝時(shí)間，不得早于從首批料灌注開始至全部混凝土灌注完成所需的時(shí)間；混凝土中嚴(yán)禁含異物、結(jié)塊、離析等現(xiàn)象以免出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。首批混凝土數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度和封底混凝土的需求。導(dǎo)管底口離孔底的間隙宜為0.2～0.4m，封底后導(dǎo)管埋深1m以上。灌注過程中，對(duì)混凝土面標(biāo)高隨時(shí)測量，嚴(yán)格控制導(dǎo)管的埋深，拆管尺寸（節(jié)數(shù)）準(zhǔn)確，導(dǎo)管埋深控制在2～6m。

混凝土灌注必須連續(xù)，不得停頓。有等待混凝土停歇時(shí)，經(jīng)常提動(dòng)導(dǎo)管，使混凝土保持足夠的流動(dòng)性。在灌注過程中需拆除頂部導(dǎo)管時(shí)，盡可能縮短導(dǎo)管的拆除時(shí)間?；炷凉嘧⒑?，灌注高度應(yīng)高出樁設(shè)計(jì)頂標(biāo)高1000mm以上，承臺(tái)施工時(shí)將該層浮漿（含雜質(zhì)的混凝土）鑿除，至樁頂標(biāo)高?；炷翝仓^程中，當(dāng)灌注砼的頂面距離鋼筋籠底部1m左右，應(yīng)降低砼的灌注速度。直到砼面上升到距離鋼筋骨架底部4m左右時(shí)，提升導(dǎo)管使底口，距鋼筋籠底部2m以上高度后，恢復(fù)正常灌注速度；此外應(yīng)注意防止提升導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管法蘭盤鉤掛鋼筋籠?？稍阡摻罨\頂端焊接3～4根防浮鋼筋，焊固在鋼護(hù)筒上。以防止鋼筋籠上浮。灌注完成后，混凝土強(qiáng)度增長需要一段時(shí)間，如果在其鄰近樁位鉆孔，鉆進(jìn)過程中容易對(duì)已成型的樁身砼造成擾動(dòng)，影響混凝土強(qiáng)度。因此，在鉆孔時(shí)應(yīng)采用跳樁法施工。

斷樁是在鉆孔灌注樁施工過程中容易出現(xiàn)的嚴(yán)重質(zhì)量問題。其成因是在灌注混凝土過程中，泥漿或砂礫進(jìn)入混凝土內(nèi)，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質(zhì)或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。為防止出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①混凝土坍落度不宜過小，石料粒徑不宜過大、導(dǎo)管直徑的選擇必須與樁徑相匹配，澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)經(jīng)常上下移動(dòng)導(dǎo)管，在發(fā)生堵管后，切忌將導(dǎo)管提升到最小埋置深度，猛提猛插導(dǎo)管，使導(dǎo)管內(nèi)混凝土連續(xù)下落與表面的浮漿、泥土相結(jié)合，形成夾泥縮孔。②澆筑混凝土?xí)r要防止混凝土發(fā)生離析，冬季施工時(shí)應(yīng)防止集料含水量較大而凍結(jié)成塊，使得結(jié)塊卡在導(dǎo)管內(nèi)，發(fā)生堵管現(xiàn)象；③導(dǎo)管提升過程中應(yīng)計(jì)算好導(dǎo)管長度，避免出現(xiàn)導(dǎo)管長度不夠，使底口與孔底距離過大，首批灌注的混凝土不能埋住導(dǎo)管底部，從而形成斷樁。④在提拔導(dǎo)管時(shí)，切忌盲目提拔，將導(dǎo)管提拔過量，使導(dǎo)管底口拔出混凝土面，或使導(dǎo)管口處于泥漿層，形成斷樁。⑤避免導(dǎo)管接口滲漏，使泥漿進(jìn)入導(dǎo)管，在混凝土內(nèi)形成夾層，造成斷樁。⑥避免由于其它意外原因（如機(jī)械故障、停電、材料供應(yīng)不足等）造成混凝土不能連續(xù)灌注，中斷時(shí)間超過混凝土初凝時(shí)間，致使導(dǎo)管無法提起，形成斷樁。

4 結(jié)語

鉆孔樁基礎(chǔ)因其具有廣泛的適用性，成熟的施工工藝及較低的造價(jià)而越來越成為國內(nèi)最為常用的基礎(chǔ)類型。施工過程中進(jìn)行有效的質(zhì)量控制是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵，分析鉆孔灌注樁，鉆孔質(zhì)量控制的關(guān)鍵因素，對(duì)成孔、下放鋼筋籠和灌注砼等關(guān)鍵工序易出現(xiàn)的質(zhì)量問題采取有效的控制，能取得明顯的效果。在適合地質(zhì)條件下選擇合適的鉆孔工藝，加強(qiáng)質(zhì)量控制可以更好地發(fā)揮各種工藝鉆機(jī)的優(yōu)勢，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得不斷總結(jié)和推廣。

[1]JGJ94-2008，建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50204-2002，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].(2011版).

[3]JGJ33-2001，建筑機(jī)械使用安全技術(shù)規(guī)程[S].

[4]JGJ59-2011，建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)[S].

[5]GB50202-2002，基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].