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(duì)對(duì)鉆孔灌注樁施工成孔過(guò)程中的質(zhì)量控制，例如：塌孔、孔底沉渣、縮徑、成樁過(guò)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(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)找出問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因，并且針對(duì)問(wèn)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(guò)程；預(yù)防措施

引言

我國(guó)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(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(chǎng)地平整，清除雜物，鉆機(jī)位置處平整夯實(shí)。同時(shí)對(duì)施工用水、泥漿池位置、電力供應(yīng)、鋼筋加工場(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(cè)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(kāi)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(cè)繩、籠式檢孔器、泥漿指標(biāo)測(cè)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(mǎi)了測(cè)孔儀，項(xiàng)目部專(zhuān)門(mén)配備人員進(jìn)行對(duì)樁的孔深、孔徑、垂直度、沉渣等測(cè)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(guò)5cm，護(hù)筒在豎直方向的傾斜度應(yīng)控制在1%以?xún)?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(pán)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(pán)中心同鉆架上的起吊滑車(chē)在同一垂直線上，并與樁位對(duì)準(zhǔn)，反復(fù)調(diào)整校核。

（2）鉆進(jìn)

正循環(huán)鉆機(jī)開(kāi)孔時(shí)，先啟動(dòng)泥漿泵和轉(zhuǎn)盤(pán)，待泥漿進(jìn)入孔內(nèi)一定數(shù)量后，開(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)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(duì)。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(cè)孔儀對(duì)成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)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(duì)全長(zhǎng)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(kāi)始相鄰樁的鉆孔和樁頭基坑開(kāi)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(guò)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(guò)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(wú)縮徑質(zhì)量問(wèn)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(guò)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?chē)从谜惩撂罘饩o密而漏水或護(hù)筒埋置太淺，護(hù)筒周?chē)魅肟變?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(duì)以上問(wèn)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?chē)谜惩撂罘饩o密，防止周?chē)鳑_刷孔壁；

⑦鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)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(cè)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(cè)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(guò)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(duì)密度為1.03～1.10，粘度為17～20Pa·s，含砂率﹤2%，成孔標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)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(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)用專(zhuān)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(guò)帶有相同參數(shù)的直螺紋連接套筒，用專(zhuān)用機(jī)械扳手，把兩根需連接的鋼筋通過(guò)連接套筒相對(duì)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(wú)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(guò)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(kāi)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(guò)程。可根據(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(duì)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(cè)合格，并用手將套筒擰進(jìn)鋼筋端頭，看是否過(guò)松或過(guò)緊，檢查螺紋的長(zhǎng)度是否符合要求。施工作業(yè)之前，應(yīng)對(duì)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(mǎn)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(lèi)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(mǎn)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(mǎn)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(chē)運(yùn)輸。在起吊和運(yùn)輸過(guò)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(chǎng)后的鋼筋籠按順序堆放在經(jīng)過(guò)清理、整平的場(chǎng)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(chǎng)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(wú)損。

樁基鋼筋骨架的施工總體上采取分段制作現(xiàn)場(chǎng)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(guò)程中，派專(zhuān)人從不同角度對(duì)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(mǎn)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(duì)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(duì)兩端記號(hào)處總長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，其總長(zhǎng)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(mǎn)足接頭的強(qiáng)度和變形要求，擰緊力矩過(guò)大過(guò)小均對(duì)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(duì)鋼筋籠進(jìn)行對(duì)中校位（利用護(hù)樁進(jìn)行校對(duì)），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(lái)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(cè)管埋設(shè)

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

聲測(cè)管應(yīng)杜絕堵塞現(xiàn)象聲測(cè)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(cè)管頂部高度。聲測(cè)管應(yīng)下端封閉，上端加蓋木塞或布料，保證管內(nèi)無(wú)異物（建議在管內(nèi)注入清水）；同時(shí)應(yīng)保證聲測(cè)管在成樁后相互平行。

6、安裝導(dǎo)管

安裝導(dǎo)管之前要對(duì)導(dǎo)管密封情況進(jìn)行檢查，進(jìn)行水密試驗(yàn)，并邀請(qǐng)監(jiān)理工程師對(duì)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(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師對(duì)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(kāi)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(kāi)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(mǎn)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(guò)程中，隨時(shí)測(cè)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(wú)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(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格做好灌注記錄。

9、結(jié)語(yǔ)

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(guò)程）其質(zhì)量主要靠事前控制和事中控制，事后的檢測(cè)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