芻議沖孔灌注樁工程施工質(zhì)量控制

林維斌

（福建省東泉建筑工程有限公司　福建　三明　365000）

芻議沖孔灌注樁工程施工質(zhì)量控制

林維斌

（福建省東泉建筑工程有限公司福建三明365000）

隨著樁基礎(chǔ)施工工藝的迅速發(fā)展，沖孔灌注樁施工工藝開始在建筑領(lǐng)域中彰顯出重要的應(yīng)用價(jià)值。其作為工民建筑施工中的重要工序，也會(huì)對(duì)工程基礎(chǔ)施工的優(yōu)劣產(chǎn)生直接的影響。本文基于此，首先分析了沖孔灌注樁施工過程的質(zhì)量控制措施，強(qiáng)調(diào)了沖孔灌注樁工程中施工質(zhì)量控制的重要性，然后簡要介紹了沖孔灌注樁常見事故的處理措施，希望對(duì)我國沖孔灌注樁工程施工質(zhì)量控制工作帶來一定的幫助。

沖孔灌注樁；質(zhì)量控制；事故處理；措施分析

1　引言

在我國的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，樁基礎(chǔ)被大部分學(xué)者認(rèn)為是最古老的建筑基礎(chǔ)形式之一。20世紀(jì)初，意大利的建筑設(shè)計(jì)師F.Lizzi提出了“樁”的設(shè)計(jì)理念，其靈感來源于長在山嶺上和叢林中參天大樹雖經(jīng)風(fēng)雨搖撼和歲月滄桑，卻依然根深蒂固，與泥土牢固連結(jié)，數(shù)百年屹立不倒。20世紀(jì)50年代我國鐵路系統(tǒng)正式使用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樁，則正式拉開了我國建筑工程中使用沖孔灌注樁的帷幕，樁基礎(chǔ)也逐漸成為了建造房屋建筑乃至道路橋梁等工程的基本形式，而隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷發(fā)展，沖孔灌注樁技術(shù)亦有了更為廣泛的應(yīng)用。

2　沖孔灌注樁施工過程的質(zhì)量控制措施

2.1施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制

沖孔灌注樁施工具有不可逆轉(zhuǎn)性，故施工之前的準(zhǔn)備工作十分重要。具體包括以下幾點(diǎn)：①保障施工單位和監(jiān)理單位的資質(zhì)達(dá)到相關(guān)要求，資質(zhì)不合格的單位不允許參與施工。②對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行嚴(yán)格審查，包括鉆孔、導(dǎo)管等等，確保機(jī)械作業(yè)水平能夠與施工現(xiàn)場的土質(zhì)、樁徑、樁深等要求相匹配。④做好施工現(xiàn)場的場地準(zhǔn)備工作，對(duì)于施工現(xiàn)場場地為旱地的情況，需要清除雜物，換除軟土，或是先鋪設(shè)一定數(shù)量的枕木用于放置樁機(jī)，以免樁機(jī)設(shè)備產(chǎn)生傾斜，如果施工現(xiàn)場還存在一定的坡度，還需要利用鋼管搭設(shè)穩(wěn)定的操作平臺(tái)。

圖1　樁機(jī)合理架設(shè)的示意圖

2.2護(hù)筒的制作及埋設(shè)

在工民建筑沖孔灌注樁的施工過程中，質(zhì)量優(yōu)秀的護(hù)筒可以有效保障工程質(zhì)量。護(hù)筒的制作原料可選用厚度在4～8mm的鋼板，外面上下加焊加強(qiáng)筋，高度控制在1.5m左右。操作過程中，為了保障護(hù)筒的剛度和硬度，施工人員需要在護(hù)筒兩端用鋼制槽制作出“十”字形的內(nèi)撐，護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不得大于50mm，下置時(shí)垂直度優(yōu)于1/500，傾斜度不大于1%。在埋設(shè)過程中，根據(jù)博土質(zhì)和地下水位情況而定，在粘性土中不宜小于1m，在砂土中不粗小于1.5m，應(yīng)保持孔內(nèi)泥漿高出地下水位1m以上。如果施工過程中發(fā)現(xiàn)刃腳處因土層原因易滲漏或是塌陷，施工人員應(yīng)當(dāng)在護(hù)筒底部用50cm左右厚的粘土夯實(shí)后重新埋設(shè)護(hù)筒。（在福建地區(qū)護(hù)筒也常采用鋼筋混凝土護(hù)壁現(xiàn)澆而成）

2.3泥漿的制備與選擇

在工民建筑沖孔灌注樁的施工過程中，泥漿的作用主要有兩點(diǎn)：①保護(hù)孔壁，通過在護(hù)筒內(nèi)維持水位高度來形成對(duì)孔壁的靜水壓力，保護(hù)孔壁在施工過程中不會(huì)被破壞。②懸浮沖渣，多次循環(huán)的泥漿可以將沖渣包裹帶出孔內(nèi)，提升清孔效果。因此泥漿的制備與選擇對(duì)于控制沖孔灌注樁的施工質(zhì)量有著重要意義。是原土造漿還是采用高塑性黏土、膨潤土或其他造漿材料取決于土層情況?？紤]到福建地區(qū)的地質(zhì)條件和天氣條件，可采用膨潤土作為泥漿原料，避免泥漿中含有石膏、石灰或鈣鹽類化合物與花崗石基巖及粉砂巖等產(chǎn)生一定影響。

2.4樁機(jī)就位的質(zhì)量控制

樁機(jī)就位的控制可從以下兩個(gè)方面著手：①建立穩(wěn)固的操作平臺(tái)，為了避免沖孔過程中的大型振動(dòng)影響操作平臺(tái)的穩(wěn)固性，可在沖孔過程中檢查鋼絲繩是否與樁位中心重合。②樁機(jī)就位時(shí)進(jìn)行工程樁位的復(fù)測工作，可采用前后左右相鄰樁位相互校驗(yàn)的方法進(jìn)行樁位控制。

2.5沖孔過程的質(zhì)量控制

沖孔過程的質(zhì)量控制工作作為整個(gè)沖孔灌注樁工程中的核心，對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生直接的影響。具體可從以下幾個(gè)方面著手：①做好沖孔開始前的準(zhǔn)備與檢查工作，檢查內(nèi)容包括樁錘錘徑、錘牙、鋼絲繩的配備和連接是否符合相關(guān)要求，樁孔中心與沖擊架頂部的起重滑輪槽緣的鉛垂線的偏差是否位于允許范圍以內(nèi)等等。②開孔前應(yīng)當(dāng)提前在護(hù)筒內(nèi)部添加粘土、片石、碎石等物件，并在初期階段采用小沖程低錘密擊法進(jìn)行沖孔，從而減少?zèng)_擊震動(dòng)、維護(hù)孔壁穩(wěn)定，在穿過護(hù)筒底部2～3m后，可適當(dāng)加大沖程以提升沖孔效率。④根據(jù)土層不同而采用不同的沖錘下落距離和泥漿比重，對(duì)于福建地區(qū)常見的花崗石基巖，中、高沖程應(yīng)控制在2～4m之間，泥漿比重控制在1.3～1.4之間，并適當(dāng)添加粘土塊；對(duì)于粉砂巖，則應(yīng)適當(dāng)泵入清水或稀泥漿防止過分粘稠，中、小沖程控制在1.5～2.5m之間。其余土層的施工注意事項(xiàng)可參考表1。

表1　不同土層的沖擊成孔操作要點(diǎn)

2.6成孔階段的質(zhì)量控制

成孔質(zhì)量的好壞直接影響到混凝土澆注后的成樁質(zhì)量，故成孔階段進(jìn)行相應(yīng)的成孔質(zhì)量檢查工作就顯得極為重要，檢查工作包括樁孔徑、垂直度檢測、樁位偏差檢查等等。在缺少專用的孔徑、垂直度儀設(shè)備時(shí)，相關(guān)的質(zhì)量控制人員可采用六邊木條鉸鏈?zhǔn)?、卡尺式、鋼筋籠式等簡易檢測方法，大致檢查所成孔的孔徑和垂直度是否存在嚴(yán)重偏差。如有條件，則應(yīng)當(dāng)用傘形孔徑儀進(jìn)行詳查，以保障成孔質(zhì)量。

2.7清孔階段的質(zhì)量控制

沖鉆機(jī)成孔與返漿時(shí)，土層中的渣土、碎石等物質(zhì)會(huì)隨著沖洗泥漿被帶出樁孔，清孔的目的就在于清除殘存于孔底的沉淀物，而為了提升清孔工作的效率，保障整個(gè)沖孔灌注樁工程的質(zhì)量，則需要采用多次清孔并篩砂的施工方法。進(jìn)行一次清孔時(shí)，首先關(guān)閉通往渣漿分離器的“一”字閥門，然后打開另一個(gè)“一”字閥門，先利用泥漿槽上的篩網(wǎng)把泥漿中的顆粒和泥團(tuán)篩除，待將其基本清理干凈再換至兩個(gè)“一”字閥門開啟的狀態(tài)，讓泥漿通過渣漿分離器和除砂器，把細(xì)砂除掉，加水置換泥漿，將泥漿比重略微調(diào)整至1：1.5，但需要讓含砂率控制在5%以內(nèi)，孔底沉渣小于5cm。待鋼筋籠、灌漿管安裝完畢后，依照原來的方法實(shí)施二次清孔，直至孔底沉渣和泥漿性能指標(biāo)能夠達(dá)到施工規(guī)范要求。

3　沖孔灌注樁常見事故的處理措施

3.1沖孔漏漿的處理措施

如果沖孔過程中遇到透水性較強(qiáng)或是存在地下水的土層，灌注的稀泥漿可能會(huì)向孔外漏失，該事故產(chǎn)生的原因包括護(hù)筒埋設(shè)過淺、接縫不嚴(yán)密，水頭過高、樁架不穩(wěn)等等。針對(duì)事故成因，可采取以下處理措施：

①?zèng)_孔過程中適當(dāng)添加稠泥漿或是粘土，采用低錘反復(fù)沖擊的方式增強(qiáng)護(hù)筒壁的厚度和護(hù)筒埋設(shè)的深度。②在護(hù)筒防護(hù)范圍內(nèi)的接縫處適當(dāng)使用棉絮進(jìn)行堵塞，從而避免接縫不嚴(yán)密的情形出現(xiàn)。④安裝過程中除了對(duì)樁架進(jìn)行必要的水平和垂直校正以外，還需要均勻控制進(jìn)尺深度，避免軟硬不勻土層對(duì)鉆孔產(chǎn)生損壞，引起沖孔漏漿。如果遇到探頭石或是基巖傾斜等情況，可采用向孔內(nèi)回填高強(qiáng)度片石（回填厚度高出偏孔段50cm左右），并利用中、小沖程結(jié)合的方式逐步擊打，避免直接采用高沖程沖擊而出現(xiàn)偏孔的現(xiàn)象。

3.2坍孔事故的處理措施

坍孔事故多發(fā)生在成孔過程中或成孔后，同時(shí)伴隨著明顯的異?，F(xiàn)象，如井孔護(hù)筒內(nèi)水位異常上升后迅速放出大量氣泡后驟降。常見的成因包括護(hù)筒底腳部分嚴(yán)重漏水造成靜水壓力差突變、提升下落沖錘時(shí)清渣和鋼筋籠碰撞孔壁等等。因此，發(fā)生坍孔后，施工人員應(yīng)當(dāng)迅速查明具體原因，然后采取針對(duì)性的措施降低坍孔繼續(xù)擴(kuò)大，具體包括以下幾點(diǎn)：

①對(duì)于護(hù)筒底腳部分嚴(yán)重漏水造成靜水壓力差突變的情況，需要排除可能引起坍孔的振動(dòng)源并用吸泥機(jī)將坍入孔中的泥土吸除，最后護(hù)筒周圍用粘土填封密實(shí)。②對(duì)于提升下落沖錘時(shí)清渣和鋼筋籠碰撞孔壁的情況，則需要在提升或降落錘頭以及放鋼筋籠時(shí)保持垂直上下，避免對(duì)孔壁產(chǎn)生直接碰撞，當(dāng)沖孔過程遭遇流砂，松散土層等情況時(shí)，可適當(dāng)提高泥漿密度，避免進(jìn)尺過快產(chǎn)生碰撞。

3.3導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水的處理措施

灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵工序，如果未能對(duì)該工序中出現(xiàn)的事故采取相應(yīng)的處理措施，往往會(huì)對(duì)整個(gè)工程的施工質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水的主要原因包括導(dǎo)管間接縫不嚴(yán)引起的水從接頭和焊縫處漏進(jìn)、混凝土的儲(chǔ)量不足引起的泥水從導(dǎo)管底下滲進(jìn)、提管時(shí)速度過快引起的泥水從管底進(jìn)入等等。根據(jù)進(jìn)水原因的不同，可采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

①對(duì)于導(dǎo)管間接縫不嚴(yán)引起的進(jìn)水，施工人員需要利用吸泥裝置將孔底的混凝土吸出，同時(shí)用新導(dǎo)管代替破損導(dǎo)管重新進(jìn)行灌注。②對(duì)于混凝土的儲(chǔ)量不足引起的導(dǎo)管進(jìn)水，則需要更換導(dǎo)管直徑，一般選擇直徑為混凝土粒徑的7～8倍，在200～250mm之間的寬導(dǎo)管。

4　結(jié)束語

從國內(nèi)多項(xiàng)采用沖孔灌注樁技術(shù)的建設(shè)項(xiàng)目來看，這種施工技術(shù)在工程項(xiàng)目中的具體實(shí)踐效果非常顯著，但與此同時(shí)，相關(guān)的施工質(zhì)量控制工作也面臨著新的挑戰(zhàn)。相關(guān)的施工企業(yè)必須通過規(guī)范化并且高效性的施工工藝，確保沖孔灌注樁工程施工質(zhì)量能夠有效落實(shí)，穩(wěn)定提高。相關(guān)的建筑工程單位也應(yīng)當(dāng)早日進(jìn)一步推行沖孔灌注樁技術(shù)的改進(jìn)和應(yīng)用，使得建筑行業(yè)的建設(shè)水平能夠得到有效的提高，從而為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更卓越的貢獻(xiàn)。

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