淺談鉆孔樁施工質(zhì)量控制

【摘 要】本文結(jié)合作者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對對鉆孔灌注樁施工成孔過程中的質(zhì)量控制，例如：塌孔、孔底沉渣、縮徑、成樁過程的質(zhì)量控制、導(dǎo)管的埋深、鋼筋籠偏位、變形、上浮、斷樁等問題進(jìn)行分析，通過找出問題產(chǎn)生的主要原因，并且針對問題采取了相應(yīng)的措施。使工程質(zhì)量在事前得到更好的控制，大大提高成樁質(zhì)量及單樁承載力。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；施工管理；成孔過程；預(yù)防措施

引言

我國的施工工藝在不斷的更新，尤其是公路橋梁的建設(shè)，作為基礎(chǔ)承載力普遍采用的一種形式——鉆孔灌注樁，在現(xiàn)階段的施工中得到了廣泛應(yīng)用。適用于各種土層條件，具有單樁承載力高，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但鉆孔灌注樁也存在一些弱點(diǎn)和問題，如水下混凝土灌注樁的技術(shù)復(fù)雜；作業(yè)要求具有連貫性，成孔過程具有隱蔽性，成樁后較難檢查，容易出現(xiàn)塌孔、斜孔、縮徑、斷樁浮漿等質(zhì)量問題，我們使工程質(zhì)量盡可在事前得到控制，才能達(dá)到進(jìn)一步完善鉆孔灌注樁的施工工藝，提高成樁質(zhì)量及單樁承載力的目的。

下面就是我在江蘇某中大橋鉆孔灌注樁施工過程的質(zhì)量控制

1、鉆孔前施工準(zhǔn)備階段

鉆孔樁施工前先進(jìn)行場地平整，清除雜物，鉆機(jī)位置處平整夯實(shí)。同時(shí)對施工用水、泥漿池位置、電力供應(yīng)、鋼筋加工場地、施工便道做統(tǒng)一的安排。做好泥漿外運(yùn)處理的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，確保安全文明施工。對樁基坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算校核，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙用全站儀現(xiàn)場進(jìn)行樁位精確放樣，在樁中心位置釘以木樁，并設(shè)護(hù)樁，放線后由測量工程師進(jìn)行復(fù)核并報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，施工中應(yīng)妥善看管護(hù)樁，不得移位、丟失。

鉆孔樁開鉆之前應(yīng)準(zhǔn)備好鋼筋籠，以便成孔后能及時(shí)安裝。同時(shí)應(yīng)準(zhǔn)備測繩、籠式檢孔器、泥漿指標(biāo)測定儀等相關(guān)儀器設(shè)備，以隨時(shí)控制鉆孔質(zhì)量。本公司買了測孔儀，項(xiàng)目部專門配備人員進(jìn)行對樁的孔深、孔徑、垂直度、沉渣等測量，更加精確。

2、護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒采用鋼板卷制護(hù)筒，護(hù)筒直徑一般比樁徑大20cm左右。護(hù)筒埋置深度應(yīng)考慮樁位的地質(zhì)和水文情況，護(hù)筒頂應(yīng)高于地面0.3m，且保持護(hù)筒高出地下水位1.5～2m，為避免護(hù)筒底懸空，造成塌孔、漏水、漏漿，護(hù)筒底應(yīng)坐于天然結(jié)實(shí)的土或夯實(shí)的粘土層上，護(hù)筒四周要回填粘土并夯實(shí)密封。護(hù)筒中心與樁中心的平面位置偏差不得超過5cm，護(hù)筒在豎直方向的傾斜度應(yīng)控制在1%以內(nèi)。

3、鉆孔

根據(jù)孔徑、孔深及本標(biāo)段工程地質(zhì)情況及工程進(jìn)度要求，選擇常用的正循環(huán)鉆機(jī)。

（1）鉆機(jī)就位

鉆機(jī)安裝后底座和頂端應(yīng)平整，用水平尺檢查轉(zhuǎn)盤的水平度，在鉆進(jìn)中不應(yīng)產(chǎn)生位移或沉陷，否則應(yīng)及時(shí)處理。轉(zhuǎn)盤中心同鉆架上的起吊滑車在同一垂直線上，并與樁位對準(zhǔn)，反復(fù)調(diào)整校核。

（2）鉆進(jìn)

正循環(huán)鉆機(jī)開孔時(shí)，先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤，待泥漿進(jìn)入孔內(nèi)一定數(shù)量后，開始鉆進(jìn)。鉆孔連續(xù)進(jìn)行，不得間斷，視土質(zhì)及鉆進(jìn)部位調(diào)整鉆進(jìn)速度。開始鉆進(jìn)及護(hù)筒刃腳位或砂層時(shí)，低檔慢速鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，要確保泥漿水頭高度高出孔外水位0.3～0.5m以上，泥漿如有損失、漏失，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充，并采取堵漏措施。鉆進(jìn)過程中，及時(shí)檢查鉆孔情況，在泥漿池?fù)迫°@渣，以便和設(shè)計(jì)地質(zhì)資料核對。鉆進(jìn)時(shí)，為減少擴(kuò)孔、彎孔和斜孔，應(yīng)隨時(shí)保持鉆桿垂直狀態(tài)，使鉆頭平穩(wěn)回轉(zhuǎn)。本標(biāo)段鉆孔樁采用數(shù)字化測孔儀對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目包括孔徑、孔深、沉渣厚度等。鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在混凝土灌注前，對全長進(jìn)行檢查，并做好記錄。在中距5m內(nèi)的相鄰樁的混凝土灌注完成后24小時(shí)才能開始相鄰樁的鉆孔和樁頭基坑開挖，以避免干擾鄰樁混凝土的凝固。

（3）縮徑控制

縮徑的主要原因：主要是地質(zhì)原因，鉆進(jìn)成孔時(shí)，地層在應(yīng)力釋放過程中緩慢發(fā)生變形，導(dǎo)致孔徑變小成為縮徑現(xiàn)象。這樣會(huì)使樁徑變小，樁承載力降低，混凝土鋼筋保護(hù)層變薄，有的甚至裸露，鋼筋銹蝕嚴(yán)重，形成很大的工程隱患。

預(yù)防措施：

A、在條件允許的情況下，盡量加快成孔的速度，以減少孔壁的變形的時(shí)間；

B、在鉆孔的過程中，使用與孔徑一致的探孔器，隨時(shí)檢查成孔的變化情況，如發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)進(jìn)行掃孔；

C、鉆孔完成后，經(jīng)檢查無縮徑質(zhì)量問題，應(yīng)立即安放鋼筋籠，并快速澆筑混凝土，縮短灌注的時(shí)間差，這樣也能有效的減少孔徑變形程度。

（4）塌孔

塌孔指在成孔過程中或成孔后孔壁坍塌。

導(dǎo)致塌孔的主要原因：

①在提升、下落鉆或下放鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁，使孔壁發(fā)生坍塌；

②護(hù)筒周圍未用粘土填封緊密而漏水或護(hù)筒埋置太淺，護(hù)筒周圍水流入孔內(nèi)，沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁坍塌；

③孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水低于靜水壓力或者泥漿密度不夠，導(dǎo)致塌孔；

④在流砂、淤泥、松散的沙層，鉆機(jī)進(jìn)尺太快，轉(zhuǎn)速太高，破壞該處地質(zhì)穩(wěn)定而塌孔；

針對以上問題，可以采取以下方法解決：

⑤在提升、下落鉆頭或下放鋼筋骨架時(shí)保持垂直上下，避免碰撞孔壁；

⑥護(hù)筒周圍用粘土填封緊密，防止周圍水流沖刷孔壁；

⑦鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中及時(shí)添加泥漿，使孔內(nèi)泥漿面高于孔外水位，并定時(shí)測泥漿密度；

⑧遇到流砂、松散土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)加大泥漿密度；

⑨當(dāng)遇輕度塌孔時(shí)，可以加大泥漿密度和提高水位，當(dāng)塌孔嚴(yán)重時(shí)，投入粘土，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。

（本工程中有塌孔現(xiàn)象（原因有流砂、采取措施是投入粘土，待孔壁穩(wěn)定后在進(jìn)行低速鉆進(jìn)）

（5）清孔

清孔的目的是抽換孔內(nèi)泥漿，清除鉆渣和沉淀層，減少孔內(nèi)沉淀厚度，提高樁的承載力，其次，清孔還為灌注水下砼創(chuàng)造良好條件，使測探正確，灌注順利。清孔工作要及時(shí)，終孔檢查后立即進(jìn)行，在清孔過程中，仍要提高孔內(nèi)水頭，保持靜水壓力不變，保護(hù)孔壁穩(wěn)固，清孔后在最短時(shí)間內(nèi)灌注砼。清孔方法可以采用換漿法，鉆孔終孔后，停止進(jìn)尺，稍提鉆頭離孔底10～20cm空鉆，并保持泥漿正常循環(huán)，以中速壓入較純的泥漿，把孔內(nèi)懸浮著鉆渣的泥漿換出。

清孔后泥漿指標(biāo)須符合以下規(guī)定：相對密度為1.03～1.10，粘度為17～20Pa·s，含砂率﹤2%，成孔標(biāo)準(zhǔn)見下表。

鉆孔成孔質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4、鋼筋籠

（1）鋼筋的制作

鋼筋加工及鋼筋籠的制作嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范的要求進(jìn)行。對長樁骨架分段制作，以方便運(yùn)輸、便于安裝、保證質(zhì)量的原則進(jìn)行分段，同時(shí)分段長度及段數(shù)應(yīng)考慮吊裝條件，盡量減少分段的段數(shù)。樁基的鋼筋骨架應(yīng)在鋼筋加工棚內(nèi)完成。

每節(jié)鋼筋籠之間采用機(jī)械連接，具體施工方法如下：

滾軋直螺紋鋼筋接頭是利用鋼材形變強(qiáng)化的原理，使鋼筋上滾軋出的直螺紋強(qiáng)度大幅提高，從而使直螺紋接頭的抗拉承載力高于鋼筋母材的抗拉承載力。其工藝是先在加工場用專用的鋼筋直螺紋滾軋機(jī)，把待連接鋼筋的端頭滾軋成規(guī)整的直螺紋，然后通過帶有相同參數(shù)的直螺紋連接套筒，用專用機(jī)械扳手，把兩根需連接的鋼筋通過連接套筒相對擰緊在一起從而形成一種能承受拉、壓兩種作用力的等強(qiáng)度鋼筋機(jī)械連接接頭。

鋼筋直螺紋接頭加工工藝流程

①下料

鋼筋端部應(yīng)先調(diào)直再下料，宜使用無齒鋸切割，切口端面應(yīng)與鋼筋軸線垂直，不得有馬蹄形或撓曲，不得用氣割下料。

②直螺紋套絲

鋼筋套絲要預(yù)先在鋼筋滾軋直螺紋機(jī)床上加工，通過機(jī)床中的夾緊鉗、導(dǎo)軌、滑板、擺線針輪減速機(jī)、剝肋滾軋頭、自動(dòng)開合機(jī)構(gòu)、行程限位機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、電器控制箱、控制系統(tǒng)等部件，在人工的操作下實(shí)現(xiàn)從剝肋到滾軋螺紋的全部加工過程?？筛鶕?jù)需要加工成正扣螺紋，也可加工成反扣螺紋。

③絲頭質(zhì)量檢查

每批絲頭加工完畢后，要逐個(gè)對鋼筋端頭直螺紋絲頭的外觀質(zhì)量進(jìn)行自檢，直螺紋絲頭的牙形、螺紋等必須與連接套筒的牙形、螺距一致，且經(jīng)配套的量規(guī)檢測合格，并用手將套筒擰進(jìn)鋼筋端頭，看是否過松或過緊，檢查螺紋的長度是否符合要求。施工作業(yè)之前，應(yīng)對直螺紋接頭作力學(xué)性能工藝檢驗(yàn)。每種規(guī)格3根接頭試件均應(yīng)滿足相關(guān)強(qiáng)度要求。

③戴塑料帽或擰上套筒保護(hù)、存放備用

將檢驗(yàn)合格的鋼筋端頭螺紋戴上塑料保護(hù)套或擰上連接套筒，并按規(guī)格分類堆放整齊備用。

鋼筋籠拼裝完畢后，按設(shè)計(jì)要求在每一節(jié)鋼筋籠的指定位置焊接定位鋼筋，并安裝混凝土墊塊確保保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)要求。另外，根據(jù)鋼筋籠吊裝運(yùn)輸?shù)男枰?，在每?jié)鋼筋籠的頂部適當(dāng)位置焊接適當(dāng)數(shù)量的吊環(huán)，用于焊接吊環(huán)的鋼筋直徑不小于20mm，吊環(huán)的數(shù)量和質(zhì)量能滿足鋼筋籠正常、安全吊裝為準(zhǔn)。

（2）鋼筋籠運(yùn)輸

鋼筋籠采用吊機(jī)起吊、人工導(dǎo)向，平板車運(yùn)輸。在起吊和運(yùn)輸過程中選擇適當(dāng)?shù)牡觞c(diǎn)和起吊方法，保持鋼筋籠順直，避免因起吊方法不當(dāng)造成鋼筋籠彎曲、散架。運(yùn)至現(xiàn)場后的鋼筋籠按順序堆放在經(jīng)過清理、整平的場地上，并在鋼筋籠與地面間設(shè)置墊木等隔離層，鋼筋籠表面用彩條布覆蓋保持清潔且不在施工現(xiàn)場受泥漿等雜物污染。

（3）鋼筋籠安裝

根據(jù)指揮部及總監(jiān)辦的相關(guān)要求，本標(biāo)段鉆孔樁鋼筋籠安裝采用直螺紋連接。

將待連接的鋼筋運(yùn)至結(jié)構(gòu)使用部位安置就位，并擰下直螺紋絲頭上的塑料帽予以回收。注意連接鋼筋時(shí)，被連接鋼筋的規(guī)格應(yīng)與連接套筒的規(guī)格一致，并要確保絲頭和連接套筒的絲扣干凈、完好無損。

樁基鋼筋骨架的施工總體上采取分段制作現(xiàn)場拼接的方法。鋼筋籠的安裝全部采用吊機(jī)起吊安裝。在鋼筋籠的安放過程中，派專人從不同角度對鋼筋籠的垂直度進(jìn)行觀察，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以確保鋼筋籠的垂直度及安放完畢后鋼筋籠位于樁孔中心、保護(hù)層滿足設(shè)計(jì)要求。

安裝時(shí)首先把兩個(gè)鋼筋籠端頭鋼筋用尺各量10公分做記號(hào)，連接套筒的一端安裝在基本鋼筋籠各主筋端頭上，用工作板手將其擰緊到位，再將待接鋼筋籠吊裝到位，與基本鋼筋籠各主筋一一對接接觸，然后將連接套筒擰緊到位。操作時(shí)，用工作扳手旋轉(zhuǎn)套筒或鋼筋，使絲頭在套筒中央位置頂緊，再次用鋼卷尺進(jìn)行對兩端記號(hào)處總長進(jìn)行測量，其總長不小于20公分且不大于21公分，此時(shí)可認(rèn)為完成連接。

鋼筋接頭的擰緊力矩是接頭強(qiáng)度和變形性能的重要保證。當(dāng)接頭擰緊力矩值達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，螺紋相互之間的配合間隙消除，才能滿足接頭的強(qiáng)度和變形要求，擰緊力矩過大過小均對接頭的性能不利。

鋼筋接頭擰緊后應(yīng)用力矩扳手檢查，并根據(jù)事先做好的標(biāo)記檢查接頭到位情況，檢驗(yàn)合格后的接頭用油漆做出標(biāo)識(shí)。

最后一節(jié)安裝完成后要對鋼筋籠進(jìn)行對中校位（利用護(hù)樁進(jìn)行校對），可采用吊筋固定在鉆機(jī)上，或在其鋼筋籠頂部按放限位塊來固定。

鉆孔灌注樁鋼筋骨架制作和安裝標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。

5、聲測管埋設(shè)

在樁基施工過程中，聲測管的施工是樁基檢測工作中的基礎(chǔ)工作，是正確檢測評價(jià)樁基完整性的關(guān)鍵工序，必須引起高度重視。

聲測管應(yīng)杜絕堵塞現(xiàn)象聲測管采用綁扎的方式與鋼筋籠連接牢固（不得焊接）尤其是在連接套管處應(yīng)綁扎牢固，杜絕連接處斷裂和堵管現(xiàn)象；管口埋設(shè)高度嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙執(zhí)行，可適當(dāng)加高聲測管頂部高度。聲測管應(yīng)下端封閉，上端加蓋木塞或布料，保證管內(nèi)無異物（建議在管內(nèi)注入清水）；同時(shí)應(yīng)保證聲測管在成樁后相互平行。

6、安裝導(dǎo)管

安裝導(dǎo)管之前要對導(dǎo)管密封情況進(jìn)行檢查，進(jìn)行水密試驗(yàn)，并邀請監(jiān)理工程師對導(dǎo)管的密封情況進(jìn)行驗(yàn)收。導(dǎo)管接頭設(shè)置密封橡膠圈，以增加密封性能，導(dǎo)管螺口應(yīng)保證擰緊到位。

7、二次清孔

導(dǎo)管下好以后，需檢查孔深、沉淀層厚度，待二次清孔自檢達(dá)到要求后由施工班組報(bào)項(xiàng)目部驗(yàn)收，并請現(xiàn)場監(jiān)理工程師對孔深、泥漿等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收。

8、灌注混凝土

（1）灌注混凝土是在泥漿三大指標(biāo)、孔深、孔徑驗(yàn)收合格基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。

（2）混凝土運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，要檢查其砼的工作性（和易性、骨料級(jí)配、坍落度），若和易性及坍落度不符合要求，則要進(jìn)行第二次拌合，二次拌合仍達(dá)不到要求，不得使用。

（3）開始灌注混凝土，并連續(xù)進(jìn)行，不得中斷。

（4）導(dǎo)管上端必須設(shè)置儲(chǔ)料斗。在灌注混凝土前，導(dǎo)管居中插入鉆孔，導(dǎo)管底端離孔底（非沉淀層頂面）留有25cm～40cm。灌注混凝土?xí)r要在漏斗底口處設(shè)置可靠的隔水設(shè)施。在儲(chǔ)料斗中存?zhèn)渥銐驍?shù)量的混凝土后，打開漏斗底口，使混凝土連續(xù)灌入。首批灌注混凝土數(shù)量要滿足導(dǎo)管初次埋置深度（不小于1.0m）和填充導(dǎo)管底部間隙的需要，以保證鉆孔內(nèi)水不能重新流入導(dǎo)管。在灌注過程中，隨時(shí)測量灌注的混凝土頂面高度，及時(shí)提升和拆除導(dǎo)管。使導(dǎo)管在混凝土中保持埋置深度2～6m。灌注末期漏斗底口高出水面或樁頂不小于4m～6m。始終予以連續(xù)監(jiān)控，導(dǎo)管在無空氣和水進(jìn)入的狀態(tài)下澆注砼。

（5）混凝土要連續(xù)灌注，直到灌筑的混凝土頂面，高出樁頂標(biāo)高不小于1.0m，以保證樁頂以下的全部混凝土符合質(zhì)量要求。

（6）灌注混凝土?xí)r，溢出的泥漿要引流至適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)處理，以防止污染環(huán)境和河流。

（7）混凝土灌注完成后，護(hù)筒從鉆孔拔除，在拔除護(hù)筒時(shí)不能震動(dòng)護(hù)筒，避免混凝土離析。

（8）在灌注混凝土的過程中，應(yīng)嚴(yán)格做好灌注記錄。

9、結(jié)語

樁基工程的施工由于施工技術(shù)復(fù)雜、隱蔽工程多、必須留有影像資料（包括下鋼筋籠、砼澆筑等過程）其質(zhì)量主要靠事前控制和事中控制，事后的檢測和補(bǔ)救措施很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，因此，工程技術(shù)人員必須全面詳細(xì)地熟悉整個(gè)施工工藝流程，事先提出質(zhì)量控制和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)督施工人員嚴(yán)格遵守和執(zhí)行；調(diào)動(dòng)有關(guān)各方同心協(xié)力把好質(zhì)量關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

1、《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011）人民交通出版社

2、《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE40-2007）人民交通出版社