淺析鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

馮磊　樊鎮(zhèn)

（1.中國電力建設(shè)工程咨詢有限公司北京1000112.昆明大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與建筑工程系云南昆明650118）

淺析鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

馮磊1樊鎮(zhèn)2

（1.中國電力建設(shè)工程咨詢有限公司北京1000112.昆明大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與建筑工程系云南昆明650118）

本文針對鉆孔灌注樁的施工特點(diǎn)和質(zhì)量控制要點(diǎn)，分析施工過程中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題成因，提出質(zhì)量控制措施，從而提高鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁施工機(jī)具簡單，施工過程具有噪音低、對相鄰建構(gòu)筑物影響小、施工安全性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在地基基加固工程中得到廣泛地應(yīng)用。但由于鉆孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)較多、技術(shù)要求高、人為影響因素較大，因此施工過程中易出現(xiàn)一些質(zhì)量病害，甚至造成病樁、斷樁等質(zhì)量事故，危及樁基工程的安全。因此施工單位要提高樁基工程的質(zhì)量，就必須狠抓施工質(zhì)量控制。

1　鉆孔灌注樁的特點(diǎn)

鉆孔灌注樁的主要施工內(nèi)容包括場地平整、樁位放樣、埋設(shè)護(hù)筒、樁架豎立、鉆機(jī)就位、泥漿制備、鉆進(jìn)、制作安裝鋼筋籠、清孔、灌注水下混凝土、拔出護(hù)筒等工序；具備以下特點(diǎn)：

（1）鉆孔灌注樁可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的土層（如各類黏性土、砂土、碎礫石土、風(fēng)化巖及多夾層的巖層）對地基進(jìn)行加固處理，其對承載力的適應(yīng)范圍較廣（約300～20000kN），同時可以擴(kuò)大樁底以充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度和持力層的承載力

（2）可根據(jù)土層分布情況較大范圍變化樁基有效長度，容易適應(yīng)持力層埋深變化較大的地質(zhì)條件。

（3）施工設(shè)備比較簡單、輕便，施工過程無大的噪音和振動，對相鄰建構(gòu)筑物的影響較小。

（4）可根據(jù)土層的變化、荷載大小及性質(zhì)、荷載沿深度的傳遞特征設(shè)計(jì)樁基配筋，無需像預(yù)制樁那樣配置起吊、運(yùn)輸、打擊應(yīng)力筋，其配筋率低于預(yù)制樁，造價(jià)相對較低。

2　鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1地質(zhì)條件分析

鉆孔灌注樁施工前，技術(shù)人員及現(xiàn)場操作人員應(yīng)收集地質(zhì)勘探資料，分析各種土層和地下水埋深條件，尤其要掌握持力層埋深和條件。對于非巖石類持力層，判斷持力層較為容易，可根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合現(xiàn)場取樣進(jìn)行綜合判定。對于強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖等持力層，判定巖層界面難度較大，可采用以地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動鉆桿的抖動情況和孔口撈樣進(jìn)行綜合判定，必要時可進(jìn)行原位取芯驗(yàn)證。

2.2施工機(jī)具的選擇

對于不同的地質(zhì)條件、不同的樁徑，選擇使用的成孔機(jī)具如鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭有很大區(qū)別。選擇鉆機(jī)，首先看功率和扭矩夠不夠，因?yàn)闃稄皆酱?，鉆進(jìn)時切削阻力越大，要求的功率和扭矩也越大。鉆桿選擇則不宜采用過細(xì)的鉆桿，過細(xì)的鉆桿內(nèi)通道小，泥漿循環(huán)量受限制，鉆進(jìn)速度慢，沉渣多，成樁質(zhì)量難以保證。

成樁設(shè)備主要根據(jù)樁體的混凝土方量來考慮安排。導(dǎo)管的基本要求是滿足混凝土灌注量，接頭密閉不漏水不漏氣。同時要考慮導(dǎo)管接頭的外徑比鋼筋籠直徑應(yīng)小300mm以上，以免操作導(dǎo)管時鉤掛鋼筋籠。

2.3施工機(jī)具的安裝

鉆孔灌注樁施工前應(yīng)對施工場地整平壓實(shí)，鉆機(jī)安裝的基本要求是水平、穩(wěn)固、三點(diǎn)（天車、轉(zhuǎn)盤、護(hù)筒中心線）一垂線，這樣才能保證樁的垂直度和樁位偏差符合要求，安裝完畢后要用水平尺和測錘校驗(yàn)。

2.4泥漿的拌制

一般采用自然造漿，必要時采取人工造漿，即用水、膨潤土/粘土和添加劑按適當(dāng)比例配制拌合成泥漿。在施工過程中應(yīng)注意監(jiān)測泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)，尤其是比重、漏斗粘度和含砂量等指標(biāo)。泥漿比重過大既影響鉆進(jìn)速度，也使孔壁泥皮增厚；比重過小則泥漿護(hù)壁性能差，容易塌孔。

2.5成樁的速度

單個樁基的施工時間越短，質(zhì)量也越不容易出現(xiàn)問題，但成孔過程中該慢的孔段要慢。如開孔時要輕壓滿鉆以防止發(fā)生孔斜，待鉆頭或?qū)虿课蝗窟M(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)；在淤泥質(zhì)土層也不能鉆進(jìn)太快，需防止形成螺旋形孔。

2.6清孔

清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過清孔應(yīng)盡可能地將樁孔中的沉渣全部清除，提高樁基承載力。第一次清孔的沖力大，清孔能力強(qiáng)，可以把絕大部分孔底沉渣返出孔外。在第二次清孔過程中必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止塌孔。清孔完畢后，應(yīng)從孔底取出泥漿樣品，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)。

2.7水下混凝土的灌注

混凝土灌注是鉆孔灌注樁的關(guān)鍵工序之一，澆筑質(zhì)量的好與壞直接決定樁身質(zhì)量。為避免混凝土初灌后導(dǎo)管內(nèi)涌水，應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管初次埋深計(jì)算初灌量。同時根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，混凝土是否具有很好的和易性、坍落度是否符合要求，混凝土是否有離析，是否夾有團(tuán)塊及大粒徑骨料等因素應(yīng)是控制要點(diǎn)，不合要求的混凝土決不允許澆注?；炷凉嘧⑦^程中導(dǎo)管的埋深太大或太小都是不利的，應(yīng)做到勤提勤拆，嚴(yán)禁出現(xiàn)一次拆十幾米的情況。

3　鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的常見問題及處理措施

3.1成孔質(zhì)量問題

3.1.1鉆孔垂直度不符合要求

成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直度偏差或彎曲，造成鉆孔垂直度不符合要求。控制鉆孔垂直度的主要技術(shù)措施有：

（1）安裝鉆機(jī)時應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆進(jìn)的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程應(yīng)定時檢查主動鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)立即調(diào)整。

（2）定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換。

（3）在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)，應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)。

3.1.2孔壁塌陷或縮頸

鉆進(jìn)過程中，如發(fā)現(xiàn)排除的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍塌跡象。防治措施主要是：在松散易塌的土層中，適當(dāng)加長護(hù)筒，用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周；使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，提高泥漿的比重和粘度；在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度；搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時應(yīng)防止變形，安放要對準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁；清孔后待灌時間一般不應(yīng)大于3h，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時間。

3.1.3樁底沉渣量過多

施工中樁底沉渣過厚處理的措施有：成孔后鉆頭提高孔底100～200mm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時間不少于30min；控制泥漿的比重和粘度，不能用清水進(jìn)行置換沉渣；鋼筋籠吊放過程中，防止碰撞孔壁，避免孔壁的泥土坍落至樁底；可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。鋼筋籠安放后檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求。

3.2灌注成樁質(zhì)量問題

3.2.1導(dǎo)管堵塞

導(dǎo)管防止堵塞的措施主要是：在導(dǎo)管安裝前應(yīng)安排專人檢查導(dǎo)管是否存在小孔洞或裂縫、導(dǎo)管的接頭是否密封、導(dǎo)管的厚度是否合格，使用的隔水塞直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。同時應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時間和混凝土塌落度的控制。

3.2.2因故中斷灌注處理措施

（1）若剛開灌不久，孔內(nèi)混凝土較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋籠，重新鉆進(jìn)至原孔底，安裝鋼筋籠和清孔后再開始灌注混凝土。

（2）當(dāng)孔內(nèi)灌注混凝土較多，因?qū)Ч芏氯袛喙嘧r，應(yīng)迅速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存混凝土和檢查導(dǎo)管后，重新安放導(dǎo)管和隔水塞，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水塞完全排除導(dǎo)管后，立即將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)，此后便可按正常的灌注方法繼續(xù)灌注混凝土。此法的處理過程必須在混凝土的初凝時間內(nèi)完成。

3.2.3樁身夾渣、夾泥或斷樁

（1）灌注時間長，表層混凝土流動性差，導(dǎo)管埋深淺，繼續(xù)灌注的混凝土沖破表層而上升，將混有泥漿的表層覆蓋包裹，就會造成斷樁或樁身夾泥。

（2）當(dāng)混凝土卡管時，往往采用抖動導(dǎo)管的方法來迫使導(dǎo)管內(nèi)混凝土下降，此時如導(dǎo)管沒有提離混凝土面，只是埋深太淺，則可能有泥漿混入，形成樁夾泥；如導(dǎo)管提離混凝土面，就成為斷樁。

（3）測深不準(zhǔn)，由于把沉積在混凝土面上的濃泥漿或泥漿中可能含有的團(tuán)塊誤認(rèn)為混凝土，錯誤地判斷混凝土面高度，使導(dǎo)管提離混凝土面成為斷樁；由于統(tǒng)計(jì)拆除導(dǎo)管的長度失誤，也會導(dǎo)致發(fā)生類似事故。

3.2.4鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮產(chǎn)生的原因主要是鋼筋籠質(zhì)量差，彎曲多或配筋太少太細(xì)，稍受沖力即上??；鋼筋籠的初始位置過高；混凝土嚴(yán)重離析流動性過小，鋼筋籠插不進(jìn)去；導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大，鋼筋籠被混凝土拖頂上升。防治措施有：鋼筋籠初始安放位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固；下放或提升導(dǎo)管時，應(yīng)使導(dǎo)管順樁孔中心位置下放，避免鉤掛鋼筋籠；導(dǎo)管在混凝土內(nèi)埋置深度控制在1.5～2.0m；加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時，應(yīng)立即停止灌注混凝土，并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。

4　結(jié)語

鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程，質(zhì)量檢查比較困難，而且施工工序環(huán)環(huán)相扣，成樁質(zhì)量受到各種因素的干擾和制約，施工單位應(yīng)從鉆孔灌注樁施工實(shí)際狀況出發(fā)，緊抓質(zhì)量控制要點(diǎn)，現(xiàn)場施工精心操作，可以有效避免各種質(zhì)量缺陷及事故的發(fā)生。

[1]北京土木建筑學(xué)會.《地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)措施》.經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2005.

[2]林宗元，編.《巖土工程治理手冊》.中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[3]李糧綱，陳惟明，李小青，編.《基礎(chǔ)工程施工技術(shù)》.中國地質(zhì)大學(xué)出版社，2001.

[4]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）.

[5]高等學(xué)校教材.《水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)》.中國水利水電出版社，1998.

TU753.3

A

1673-0038（2015）16-0058-02

2015-3-28

馮磊（1973-），男，山東人，高級工程師，大學(xué)本科，主要從事電力總承包項(xiàng)目管理工作。