鉆孔混凝土灌注樁施工質(zhì)量控制要點

杜鋒

針對鉆孔混凝土灌注樁的質(zhì)量問題成因，提出了具體的施工控制措施，保證了灌注樁的施工質(zhì)量。

砼灌注樁是提高地基承載力，保證水工建筑物正常工作的重要手段，在施工過程中要嚴(yán)格遵守規(guī)范，作業(yè)中應(yīng)分工明確，密切配合，統(tǒng)一指揮，做到快速、連續(xù)施工，灌注成高質(zhì)量的混凝土灌注樁，防止發(fā)生質(zhì)量事故。如出現(xiàn)事故時，應(yīng)分析原因，采取合理的技術(shù)措施，及時設(shè)法補救，經(jīng)過補救、補強后樁必須經(jīng)認(rèn)真的檢驗合格后方可使用。對于質(zhì)量極差、確實無法利用的，應(yīng)與設(shè)計單位研究解決。

工程概況

桃曲坡水庫灌區(qū)低干渠輸水工程全長7978m，主要有隧洞7座，橋倒2座，渡槽3座，明涵1座及節(jié)制閘、分水閘1座等。其中1號、1號橋倒及3號渡槽均位于溝道處，溝道表面為沖洪積堆積碎石土，厚3～5m，下部為風(fēng)洪積黃土狀壤土，厚20～39m，底部為砂巖，強風(fēng)化巖體厚5.9m，較破碎，強度較低，質(zhì)量級別Ⅴ級，弱風(fēng)化巖體較完整，巖體質(zhì)量級別Ⅳ級，該三座建筑物均采用了C20鋼筋砼灌注樁做為基礎(chǔ)，其中：1號渡槽長101m，槽架基礎(chǔ)采用單排樁，孔徑為800mm、 孔距為2000mm；1號橋倒長度為226m，橋架基礎(chǔ)采用梅花形布孔，孔徑為600mm、孔距為2850mm；為砼灌注樁基礎(chǔ)；3號渡槽：長72m，為分為9跨，跨長為8m，支墩基礎(chǔ)采用C20鋼筋砼鉆孔灌注樁，孔徑為600mm、孔距為2300mm。

通過對灌注樁的實際施工及參考相關(guān)資料，對鉆孔灌注樁在實際施工中容易發(fā)生的質(zhì)量問題和控制要點進(jìn)行了深入總結(jié)。

鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題和控制要點

成孔質(zhì)量的控制。成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質(zhì)量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達(dá)不到設(shè)計持力層要求等，還將直接影響樁身質(zhì)量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項工作。

采取隔孔施工程序 ：鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周圍土移向樁身土體對樁產(chǎn)生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應(yīng)的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

確保樁身成孔垂直精度 ：為了保證成孔垂直精度滿足設(shè)計要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。

確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度：在護(hù)筒定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置。嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標(biāo)高會發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復(fù)核底梁的水平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成孔達(dá)到深度。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當(dāng)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，在提出鉆具后用測繩復(fù)核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。該文原載于中國社會科學(xué)院文獻(xiàn)信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導(dǎo)報》雜志http：//www.ems86.com總第547期2014年第15期-----轉(zhuǎn)載須注名來源同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測繩的測量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。

鋼筋籠制作質(zhì)量和吊放。鋼筋籠制作前，首先要檢查鋼材的質(zhì)量保證資料，檢查合格后再按設(shè)計和施工規(guī)范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質(zhì)量。在驗收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)計標(biāo)高上，這是由于鋼筋籠吊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)底粱標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底粱標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋人標(biāo)高滿足設(shè)計要求。

在鋼筋籠吊放過程中，應(yīng)逐節(jié)驗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，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、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。

卡管。在灌注過程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去為卡管，有兩種情況：

初灌時隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如坍落度過小，流動性差，夾有大卵石，拌和不均勻，以及運輸途中產(chǎn)生離析，導(dǎo)管接縫處漏水，雨天運送混凝土未遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。

處理辦法：可用長桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落，如仍不能下落時，則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進(jìn)行清理修整（注意不要使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔），然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入孔底，則須按前述方法清除。

機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管中停留時間過長，或灌注混凝土的時間過長，最初的混凝土已初凝，增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力，混凝土堵在管內(nèi)。

其預(yù)防方法是，灌注前仔細(xì)檢查檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時，立即調(diào)換機(jī)械，同時采取措施，加速混凝土灌注，必要時，可在首批混凝土中摻加緩凝劑，以延緩混凝土的初凝時間。

當(dāng)灌注時間已久，孔內(nèi)的首批混凝土已初凝，導(dǎo)管內(nèi)堵塞有混凝土?xí)r，將導(dǎo)管拔出，重安鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的混凝土吸出，用沖抓錐將骨架逐一拔出，然后用粘土摻砂礫填塞井孔，待沉實后重新鉆孔成樁。

混凝土灌注樁導(dǎo)管故障。導(dǎo)管故障的原因：灌注樁施工中常常會遇到一些導(dǎo)管故障，如埋管、導(dǎo)管拔出、導(dǎo)管堵塞等，在這些故障中其誘因較多，主要由以下幾種情況：

導(dǎo)管埋深不合理造成。剛開始灌注的時候，導(dǎo)管在距離鉆孔底部較近的時候，顛管的時就會出現(xiàn)導(dǎo)管口進(jìn)入到底部沉渣中的情況，因此出現(xiàn)導(dǎo)管的堵塞。

導(dǎo)管內(nèi)的混凝土出現(xiàn)空氣阻隔，這樣也會造成導(dǎo)管的堵塞。

在灌注的過程中因為導(dǎo)管的破裂而造成澆注的導(dǎo)管的堵塞，這主要的原因是導(dǎo)管的強度過小，而且在施工的過程中上下移動導(dǎo)管的過程中過于劇烈。

埋管的情況，導(dǎo)管在施工的過程中無法上下移動，這樣的情況就是埋管，其主要的原因是導(dǎo)管的埋深出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致導(dǎo)管外壁的混凝土出現(xiàn)初凝，讓導(dǎo)管與混凝土之間的摩擦力增加，從而導(dǎo)致了導(dǎo)管無法拔出，或者因為前面的原因?qū)Ч軘嗔选?/p>

導(dǎo)管拔出，這樣的情況是在灌注的過程中因為對混凝土澆注的高度和導(dǎo)管埋入的深度計算失準(zhǔn)造成的，另外也有一部分是因為操作過于劇烈而造成的向上的拔出力過大、過猛而造成的。

導(dǎo)管故障的預(yù)防 ：在施工的過程可以采用一些必要的措施對導(dǎo)管的故障進(jìn)行預(yù)防，

熟讀圖紙，精確定位導(dǎo)管深度和位置。

在最初的灌注時，首先對灌注的樁孔進(jìn)行探測，保證其底部的沉渣小于1/4樁徑，另外控制導(dǎo)管距離底部為500mm左右，且不要顛管。

為了避免導(dǎo)管中出現(xiàn)空氣間隔，在剛開始的灌注中應(yīng)當(dāng)保持混凝土的連續(xù)性灌注。在施工的過程中盡量的連續(xù)緩慢的進(jìn)行給料，而且配合導(dǎo)管的上移速度，不要過急。在拆卸導(dǎo)管的時候盡量讓導(dǎo)管內(nèi)的混凝土面接近料斗，距離不宜過大。

為了避免導(dǎo)管的裂縫，在選擇導(dǎo)管材料的時候應(yīng)當(dāng)著重檢查導(dǎo)管壁的厚度，對一些使用時間較長，管壁變薄的應(yīng)當(dāng)及時的更換。另外，新制的導(dǎo)管的時候使用的鋼板不應(yīng)當(dāng)小于3mm，而且在使用的過程中對易損的部位要重點監(jiān)控，及時更換。還有，在顛管的時候也不要用力過大。

針對埋管的情況，應(yīng)當(dāng)注意的是對埋深的控制，不要超過最高限度的6m范圍，在導(dǎo)管的上端最好設(shè)置振搗裝置，在灌注的過程中進(jìn)行人為的導(dǎo)管的震動或者抖動，讓導(dǎo)管周圍初凝的混凝土及時脫離。另外針對斷管的情況，處理利用前面的預(yù)防措施外，還應(yīng)當(dāng)檢查接口處的螺栓是否安裝到位，牢固。同時在導(dǎo)管提升的過程中對提升的過程進(jìn)行監(jiān)督，保證穩(wěn)定勻速，避免急提。

針對卡管，一般可以采用長桿對管內(nèi)的混凝土進(jìn)行沖搗，同時利用設(shè)備進(jìn)行導(dǎo)管的抖動，還可以像預(yù)防埋管一樣進(jìn)行人工的定時振搗。如果還是不能解決就必須將導(dǎo)管拔出，進(jìn)行清理然后再進(jìn)行灌注。

特殊地層處理措施。斷層：在鉆孔樁鉆進(jìn)過程中如發(fā)現(xiàn)斷層應(yīng)采取有效措施進(jìn)行及時的處理。為了便于操作人員準(zhǔn)確判斷孔內(nèi)是否發(fā)生漏漿，可以在孔內(nèi)放置了一個小皮球并在上面插一面小三角旗，這樣有利于鉆機(jī)上的操作人員坐在操作臺上隨時觀察孔內(nèi)泥漿面的變化，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面出現(xiàn)下降就可以立即將鉆頭提出孔外，再根據(jù)漏漿的情況采取補漿和回填片石。

如在斷層位置經(jīng)過反復(fù)的回填片石鉆進(jìn)仍出現(xiàn)漏漿的情況下，可以采取灌注水下的混凝土對斷層進(jìn)行填充，混凝土強度等級不宜太高一般選擇C20混凝土，灌注高度以超出斷層頂板以上1m為宜。

粉砂層、軟弱層：在施工中，遇到較厚的粉砂層（砂層）等不良地質(zhì)時，應(yīng)采取護(hù)壁措施，加大泥漿比重，增加水面高度，情況嚴(yán)重的情況下，可采用陶土粉配化學(xué)漿糊、水泥粉和油漆纖維等措施，更為嚴(yán)重的也可采用分段捂漿（黃土或水泥漿土）或粘土擠壓法護(hù)壁。鉆進(jìn)速度適中，同時減少下籠時間，節(jié)數(shù)不宜多，焊接速度加快，下籠期間仍不斷注入護(hù)壁泥漿，使孔內(nèi)盛滿（施工過程的泥漿處理應(yīng)及時、隨時外運）。

淤泥地層：3號渡槽處地層上部為淤泥層，很容易出現(xiàn)縮孔情況，如正常泥漿護(hù)壁不能保證成孔質(zhì)量，在淤泥層下鋼護(hù)筒法成孔。在鉆孔樁施工前先下外護(hù)筒，護(hù)筒要求和埋設(shè)方法與其他護(hù)筒相同，埋設(shè)深度控制在1.5～2m。正常沖擊至設(shè)計孔深后，立即往孔內(nèi)下入內(nèi)徑600mm鋼護(hù)筒，然后再進(jìn)行檢孔和清孔等工序。如果在沖擊過程中即已發(fā)生縮孔現(xiàn)象，可分多次下內(nèi)護(hù)筒，即沖擊3～4m，下一次護(hù)筒，再沖擊3～4m，再下一次護(hù)筒，直至設(shè)計孔深。

成樁質(zhì)量的控制。為確保成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格檢查驗收進(jìn)場原材料的質(zhì)保書（水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告），如發(fā)現(xiàn)實樣與質(zhì)保書不符，應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查，對不合格的材料（如水泥、砂、石、水質(zhì)），嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。

鉆孔灌注混凝土要控制好配合比，防止離析現(xiàn)象的發(fā)生。因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進(jìn)行調(diào)整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗計量的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格計量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。

為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象。在混凝土灌注時應(yīng)加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm～20cm，并隨時了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋人深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m。不宜大于5m和小于lm，嚴(yán)禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當(dāng)灌注至距樁頂標(biāo)高5m～8m時，應(yīng)及時將坍落度調(diào)小至l2cm～l6cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。

在灌注樁施工過程中，嚴(yán)格按施工實施細(xì)則要求，按工序進(jìn)行質(zhì)量控制，堅持每道工序?qū)嵤z查驗收許可制、成樁輔以適當(dāng)?shù)臋z測方法，就能保證屬于地下隱蔽工程、施工難以控制的混凝土灌注樁質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。

（作者單位：陜西省桃曲坡水庫灌溉管理局）