加強鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的研究

摘要：雖然鉆孔灌注樁施工正日益完善，但仍有些不足之處，因此，運用科學的施工工藝，加強過程控制以確保工程質(zhì)量顯得極為重要。本文闡述鉆孔灌注樁施工工藝，歸納質(zhì)量控制點，總結(jié)常見質(zhì)量問題，分析質(zhì)量事故發(fā)生的原因，研究相應(yīng)的處理對策，找出了質(zhì)量控制的途徑，從而保證了鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；質(zhì)量控制

隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基已成為工程中重要的基礎(chǔ)形式，在所有樁基類型中，灌注樁應(yīng)用最為普遍，其中尤以鉆孔灌注樁為主。鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，對周圍環(huán)境及鄰近建筑影響小，能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。但是在具體的施工中仍有很多不足之處。

一、鉆孔灌注樁的特點

鉆孔灌注樁與其它樁型相比較有如下技術(shù)特點：

（1）鉆孔灌注樁屬于非擠土樁，施工過程中產(chǎn)生的噪聲低、振動輕，沒有地面隆起或側(cè)移，也沒有濃煙排放，因而對環(huán)境影響小，對周圍建筑物及地下管線危害很小，是城區(qū)建筑的常用類型。

（2）可根據(jù)土層分布情況靈活選取樁長，容易適應(yīng)持力層面高低不平的變化。

（3）可根據(jù)建筑物的荷載分布與土層情況采用不同樁徑，對于承受橫向荷載的樁可設(shè)計成有利于提高承載力的異形樁，還可設(shè)計成變截面樁，即在受彎矩較大的上部采用較大的截面。

（4）可穿過各種軟、硬夾層，將樁端置于堅實土層或嵌入基巖，還可擴大樁底以充分發(fā)揮樁身強度和持力層承載力。

（5）單樁承載力高，視地質(zhì)條件、樁身尺寸、混凝土強度等級不同，一般可達數(shù)千至數(shù)萬千牛，因此可設(shè)計成一柱一樁，無需樁頂承臺，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

（6）樁身剛度大，既能承受較大的豎向荷載外，也能承受較大的橫向荷載，增強建筑物的抗震能力，并能有效地充當坡地抗滑樁、堤岸支護樁以及地鐵和建筑物基坑開挖的支護樁，還可在基坑開挖后繼續(xù)作為地下室的承重墻等永久性結(jié)構(gòu)使用。

二、鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的原因和預防

（1）坍孔及預防措施

坍孔是由于鉆孔灌注樁成樁過程中樁壁四周土體不連續(xù)而產(chǎn)生切變，樁壁四周土體的粘聚力與內(nèi)摩擦角等發(fā)生變化，受樁體周圍土體豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下壓力等影響，

受樁體周圍土體豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下水壓力等影響，達到臨界狀態(tài)，出現(xiàn)程度不一的孔壁坍塌等質(zhì)量事故。通過深入分析，發(fā)現(xiàn)造成施工事故的原因主要在于：成孔速度太快，在孔壁周圍來不及形成泥膜；泥漿的密度及粘度不適宜；保持的水頭壓力不夠；在礫石等地下透水層等處有滲流水，鉆孔中出現(xiàn)程度較大的水滲流現(xiàn)象；沉放鋼筋時，碰撞了孔壁，破壞了泥膜及孔壁；護筒的長度不夠，護筒變形或形狀不合適等。

針對上述問題，采取如下措施：

在鉆孔灌注樁的成孔施工中，鉆孔速度如過快，則孔壁未形成有效泥漿膜，施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。而對于淤泥質(zhì)等非常軟弱的土質(zhì)，如果成孔速度過快，孔徑很不規(guī)則。對于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會產(chǎn)生樁的徑向擺動，而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象。所以應(yīng)控制成孔速度，成孔速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照施工規(guī)范選取。當然泥漿的密度及粘度對鉆孔時排渣與護壁的控制也很重要，也應(yīng)參照施工規(guī)范合理選擇。

另外，在成孔時，如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時，應(yīng)考慮是否改用其他施工方法。在施工中如發(fā)生坍孔事故，則坍孔的樁孔應(yīng)及時回填粘土等適宜材料，停置至少15d以上，當?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定后才能再度施工[1]。

（2）樁底沉渣過厚及預防措施

樁底沉渣量過厚會影響樁基的承載力，載荷后會產(chǎn)生較大的沉降，所以必須通過清孔控制樁底沉渣厚度。清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的前提條件，通過清孔應(yīng)盡可能地使樁孔中的沉渣清除，使混凝土與地基結(jié)合良好，提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣過多的主要原因及處理措施如下：

清孔不干凈或未進行二次清孔是樁底沉渣過多的主要原因。施工中應(yīng)保證鉆孔灌注樁成孔后，鉆頭提高至距孔底10～20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時間≥20min。

當使用的泥漿密度過小或泥漿注入量不足時，樁底的沉渣浮起困難，沉渣將堆積在樁底，影響樁與地基的結(jié)合，所以在施工中應(yīng)合理控制泥漿的密度、粘度等指標。

鋼筋籠吊放過程中，如果鋼筋籠的軸向位置未對準孔位，將會碰撞孔壁，造成孔壁土坍落在孔底。因此，鋼筋籠吊放時，應(yīng)確保鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁，從而減少沉渣。

樁孔清孔后盡量縮短待灌時間，避免泥漿沉積而使樁底沉渣過厚。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為30～40mm，并應(yīng)有足夠的首批混凝土儲備量，首批灌注混凝土可參考規(guī)范規(guī)定的計算式進行計算，使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力沖擠孔底沉渣，達到清除孔底沉渣的目的[2]。

（3）護筒失效及預防措施

在鉆進過程中護筒變形或突然往下沉，護筒外壁冒水，刃腳或鉆孔壁向孔內(nèi)外漏漿。在施工中應(yīng)重視漏漿事故，嚴重的漏漿若不處理，可引起坍孔。施工中造成護筒失效的原因如下：埋設(shè)護筒時，回填土夯實不夠，埋設(shè)太淺，護筒腳漏水；護筒制作不良，接縫不密合或焊縫有砂眼等，造成接縫漏漿；由于護筒下方孔內(nèi)大面積坍孔，致使地層發(fā)生變化，從而使鋼護筒下沉并傾斜，失去護筒作用；由于地下障礙物或護筒內(nèi)外壓力差過大，使護筒局部變形、開裂、漏水，失去護筒作用[3]。

相應(yīng)的防治措施有：采用粘土加固護筒周圍時，若漏水嚴重，應(yīng)將護筒拔除，然后回填重新埋設(shè)；在頂入鋼護筒時，盡量將鋼護筒埋得深一些，增加其穩(wěn)定性和抵抗局部沖刷的能力；如果護筒的下沉量較少，通過提高泥漿密度和粘度的方法，改善泥漿指標后，繼續(xù)鉆孔；護筒變形處理可以根據(jù)其變形的部位進行靈活處理（氧割、千斤頂校正、套筒法等）[3]。

（4）孔斜及預防措施

孔斜是指鉆孔灌注樁成孔過程中孔位產(chǎn)生傾斜，傾斜度大于1%的樁孔。造成孔斜的原因為鉆機安裝時，支撐不好、地層軟硬不均勻，操作時在易斜孔段不適當加壓鉆進、轉(zhuǎn)速過高造成晃動等因素引起鉆機整體偏斜，也可能鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜，結(jié)果導致孔斜。

預防孔斜主要在成孔前預控與成孔過程中監(jiān)控。在鉆機就位和鉆孔過程中隨時注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正。對于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必須作好應(yīng)對措施。在不均勻地層中鉆孔時，鉆機自重大、鉆桿剛度大較為有利。進入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時，鉆速要開慢檔。處理大孤石和堅硬巖石，采用自重大的復合式牙輪鉆頭也是有效的方法[3]。

（5）縮頸、擴徑及預防措施

縮頸是鉆孔灌注樁施工時比較多見的質(zhì)量問題，主要由于樁周圍土體在混凝土灌注過程中產(chǎn)生膨脹造成。特別是土層中有軟塑土則易遇水膨脹，成樁后容易造成縮頸現(xiàn)象。

預防的主要措施是加強對孔徑的檢測與控制，提高泥漿質(zhì)量，嚴格控制泥漿的失水率、密度、粘度等各項性能指標。鉆頭直徑應(yīng)適當加大，在導正器上焊一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進或起鉆的過程中起掃孔作用。另外，減少成孔后空置時間也是非常有效的措施 [3]。

參考文獻

[1]李照中.鉆孔灌注樁質(zhì)量事故成因及處理[J].鐵道建筑，2007（10）：70～71.

[2]周向群.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的要點及實用方法[J].施工技術(shù)，2005（1）：99～101.

[3] 朱偉強.淺析鉆孔灌注樁成樁缺陷及預防措施[J].施工技術(shù)，2006（12）：44～46.

[4] 宋云財.鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量缺陷的預防與處理[J].鐵道建筑，2006（8）：82～84.