淺談機(jī)械鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

摘要：機(jī)械鉆孔灌注樁是一種在各種土木工程中運(yùn)用十分廣泛的地基施工技術(shù)，其擁有抗震性能優(yōu)秀，承載性能強(qiáng)，施工噪音低，能夠改善地基承載力缺陷等各種問題。當(dāng)前，國內(nèi)地基基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中，機(jī)械鉆孔灌注樁已經(jīng)占據(jù)了十分重要的地位。但是由于機(jī)械鉆孔灌注樁施工的風(fēng)險(xiǎn)因素眾多，施工步驟繁雜，稍有不慎則會(huì)導(dǎo)致樁身承載力明顯降低，嚴(yán)重的話還會(huì)造成塌孔、縮頸，更嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)斷樁等施工質(zhì)量問題。因此，對(duì)機(jī)械鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制進(jìn)行研究十分有必要，其不單單能夠有效提升灌注樁的施工質(zhì)量，更為重要的是還能夠降低施工質(zhì)量事故的發(fā)生率，并在第一時(shí)間采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，以減少施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。文章將以浙江省浙南海西文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園工程為例，對(duì)正循環(huán)鉆進(jìn)泥漿護(hù)壁機(jī)械鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械鉆孔灌注樁；施工質(zhì)量；泥漿護(hù)壁

機(jī)械鉆孔灌注樁施工技術(shù)主要就是根據(jù)不同的地質(zhì)情況采取不同的鉆孔方式，在地層中根據(jù)要求形成相應(yīng)形狀的井孔，在達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后將制作好的鋼筋籠垂直放置入井孔當(dāng)中，然后再灌注混凝土，以形成樁基礎(chǔ)。在機(jī)械鉆孔灌注樁的施工過程中，要做好充分的施工準(zhǔn)備，完善成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下混凝土等各個(gè)步驟的質(zhì)量控制管理，以充分確保鉆孔灌注成樁的施工質(zhì)量。

1.工程概況

浙南海西文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園工程地理位置處于浙江省溫州市蒼南縣靈溪鎮(zhèn)新城區(qū)仁英路南側(cè)，建春暉路東側(cè)。整體建筑面積大約為268681m2，有建筑主樓有11層，辦公室5層，地下室1層。本工程的基礎(chǔ)工程使用的是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境，本次工程將采用正循環(huán)鉆進(jìn)成孔的施工方式，輔以清水自然造漿護(hù)壁與泵吸反循環(huán)清孔的綜合施工工藝。浙南海西文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園工程所采用的鉆孔灌注樁，樁徑樁徑分別為φ700、φ600，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，φ700樁端持力層，有效長度L分別為44m、56m，鋼筋錨入基礎(chǔ)底板>600mm，共256根。樁身混凝土的充盈系數(shù)不小于115，塌落度18～22cm，混凝土澆灌時(shí)嚴(yán)禁導(dǎo)管提出混凝土面，樁底沉渣厚度控制為≤100㎜，樁頂澆灌標(biāo)高應(yīng)高于設(shè)計(jì)標(biāo)高，承臺(tái)澆注前應(yīng)鑿除樁頂表面浮漿，高度大于1500㎜。所有完成施工的樁基要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。本工程采用質(zhì)量三級(jí)保證，由公司、項(xiàng)目經(jīng)理部以及施工作業(yè)班組一同保證施工質(zhì)量。

2.機(jī)械鉆孔灌注樁施工技術(shù)與質(zhì)量控制

2.1施工準(zhǔn)備

根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告以及施工設(shè)計(jì)要求，本工程機(jī)械鉆孔灌注方案將使用正循環(huán)鉆進(jìn)成孔技術(shù)，配合清水自然造漿護(hù)壁以及泵吸反循環(huán)清孔施工技術(shù)。首先，根據(jù)鉆機(jī)適用情況以及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境選擇合適的鉆機(jī)[1]。其次，鉆孔場(chǎng)地平面尺寸要根據(jù)施工工藝、鉆機(jī)移位需求、鉆機(jī)底座尺寸等來決定。最后，確定施工方法與施工監(jiān)控手段，以保證施工質(zhì)量。

2.2機(jī)械成孔

準(zhǔn)確確定樁位，以樁孔為中心施工開挖圓坑，埋設(shè)護(hù)筒后使用全站儀對(duì)樁孔中心進(jìn)行校正。讓護(hù)筒始終垂直于孔洞最中心的位置，外圍區(qū)域用土夯實(shí)，孔洞中心位置與樁位中心偏差應(yīng)控制在20mm之內(nèi)。在確定樁位中鋪好臺(tái)木，準(zhǔn)備好吊鉆機(jī)，機(jī)械成孔設(shè)備要穩(wěn)定、平整，保證在施工過程中不會(huì)出現(xiàn)偏斜。在機(jī)械成孔鉆進(jìn)過程中要充分保證泥漿的質(zhì)量，以避免坍孔與縮徑的情況出現(xiàn)。泥漿在鉆孔灌注施工中的作用十分重要。其擁有懸浮鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，防止孔洞坍塌的重要作用。泥漿主要是由水、膨潤土以及各種添加劑制成。具體的泥漿稠度應(yīng)該根據(jù)鉆孔方式與地質(zhì)變化。如果泥漿太稀則會(huì)降低排渣能力，弱化護(hù)壁效果。如果泥漿太稠則會(huì)降低鉆頭鉆孔的沖擊能力，減慢鉆進(jìn)速度。在配制泥漿的過程中要注意合理控制泥漿比重、粘度、液面以及PH值[2]。在機(jī)械成孔過程中使用泥漿護(hù)壁與排渣的過程中需要對(duì)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行密切的勘察，根據(jù)地層的特點(diǎn)來適當(dāng)調(diào)整泥漿的性能指標(biāo)，以強(qiáng)化沖洗液的清理能力。本工程主要是人工素填土，主要構(gòu)成物質(zhì)包括碎塊石、混砂土與粘性土等。在成孔過程中要首先埋設(shè)好護(hù)筒，然后在其周圍回填黏土將其夯實(shí)，嚴(yán)禁使用石頭填充，以避免架空漏水。在選空前需要在樁孔護(hù)筒中放入黏土浸泡，開鉆的時(shí)候使用機(jī)械設(shè)備緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，輕壓在護(hù)筒中的泥漿并且進(jìn)行攪拌[3]。在滿足施工性能要求后開始鉆進(jìn)施工。

2.3鋼筋籠的制作與安放

鋼筋籠要要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖紙來進(jìn)行制作，鋼筋籠制作間距、長度與直徑偏差要符合允許偏差要求。分段制作的鋼筋籠在同一截面內(nèi)鋼筋接頭數(shù)量應(yīng)該少于主筋總根數(shù)的50%，兩處接頭距離需要大于或等于40d（d為主筋直徑）。嚴(yán)格審查鋼筋籠制作用建筑材料的質(zhì)保證書、抗拉強(qiáng)度、焊接強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告等，以保證鋼筋籠制作材料的質(zhì)量。對(duì)加強(qiáng)箍筋與主筋進(jìn)行點(diǎn)焊連接處理，箍筋形狀為螺旋狀[5]。當(dāng)骨架焊接完成后，將其套入箍筋點(diǎn)焊接在主筋上，焊接處理要牢固穩(wěn)定。在運(yùn)輸鋼筋籠時(shí)要平起平放，防止其扭曲變形。為了使得鋼筋籠能夠穩(wěn)定牢固的固定，每隔3m需要在其加強(qiáng)箍旁防止混凝土滾輪，這樣不單單可以滿足保護(hù)層厚度大于5cm的要求，同時(shí)還可以減少鋼筋籠上升下降的阻力，保證其能夠順利達(dá)到預(yù)設(shè)位置[6]。在安放鋼筋籠過程中鋼筋籠下降要對(duì)準(zhǔn)孔口，保持水平狀態(tài)緩慢下降，以避免與孔壁發(fā)生碰撞，當(dāng)?shù)醴攀茏璧臅r(shí)候要及時(shí)停止吊放并且積極尋找受阻原因。如果由于鋼筋籠沒有保持垂直吊放而造成受阻，則需要將其提出后重新垂直吊放。假如是成孔出現(xiàn)偏斜所導(dǎo)致，則需要進(jìn)行復(fù)鉆處理再進(jìn)行吊放。當(dāng)鋼筋籠順利的下放至預(yù)定位置后，需要使用吊筋吊住鋼筋籠在樁頂標(biāo)高位置，牢固連接吊筋與機(jī)身。

2.4下導(dǎo)管

使用游輪連接導(dǎo)管，內(nèi)徑為φ250，每節(jié)長度保持在25m左右，插管長度為40m，管身保持完整。在下導(dǎo)管的過程中，要保證導(dǎo)管在孔口連接處連接牢固，使用密封圈，水平吊直居中緩慢下放，以避免對(duì)鋼筋籠和孔壁發(fā)生卡掛或碰撞，導(dǎo)管底端應(yīng)與孔底保持05m左右的距離。如果埋管深度小于1m時(shí)，商混呈現(xiàn)錐體下落，從而使得附近出現(xiàn)部分隆起，形成堆積灌注，商混對(duì)孔壁周圍的土層不存在壓力推擠作用，樁體與土層僅僅只是存在表面性的接觸。而當(dāng)導(dǎo)管的深度大于1m的時(shí)候，混凝土表面坡度均勻，后續(xù)灌注的混凝土已經(jīng)向?qū)Ч芩闹軘U(kuò)散，并且擠壓入孔壁表層里，以使得樁與土層能夠緊密的結(jié)合。因此可以得出，當(dāng)導(dǎo)管埋入混凝土的深度越深，則混凝土向四周均勻擴(kuò)散的效果越佳，混凝土也更加緊實(shí)。但是需要注意的是，導(dǎo)管不宜埋入過深，如果混凝土在導(dǎo)管中流動(dòng)不暢十分容易形成堵管。

2.5二次清孔

清孔的主要目的就是將孔底中的雜物與沉渣清除干凈，以保證鉆孔灌注樁的樁長與承載力能夠滿足施工設(shè)計(jì)要求。為了最大程度的降低孔底沉渣對(duì)樁基承載力的影響，可以能夠優(yōu)化泥漿性能，增加清孔時(shí)間等方式來提升清孔的效用。當(dāng)基樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高后使用鉆桿進(jìn)行第1次清孔，當(dāng)測(cè)試孔口泥漿密度合適的情況下及時(shí)吊放鋼筋籠并且放置導(dǎo)管。由于鉆孔內(nèi)泥漿在吊放鋼筋籠與沉放導(dǎo)管的時(shí)候原本是懸浮狀態(tài)的沉渣回到樁底，因此需要進(jìn)行二次清孔。當(dāng)泥漿密度與沉渣厚度滿足施工要求后才能夠進(jìn)行水下混凝土灌注。在下放好導(dǎo)管后使用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔與換漿?？變?nèi)泥漿比重要保持在115-120范圍內(nèi)，粘度保持在18-20s范圍內(nèi)，指導(dǎo)自檢沉渣厚度大于或等于100mm。在施工單位、建立單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下一施工步驟。

2.6水下混凝土灌注

水下混凝土灌注與灌注樁施工質(zhì)量之間存在密切的關(guān)系?；炷猎跀嚢?、運(yùn)輸、澆筑等一系列過程中出現(xiàn)任何問題都將會(huì)對(duì)水下混凝土灌注造成影響，甚至出現(xiàn)斷樁等安全事故。使用商品混凝土，嚴(yán)格控制塌落度、骨料粒徑、配合比等指標(biāo)。保證導(dǎo)管擁有嚴(yán)密的密封性，不漏氣漏水。在灌注前將導(dǎo)管底端下放至孔底，再往上端提400-500mm，再進(jìn)行混凝土貯存與拉蓋灌注。貯斗中的混凝土第一次存量要使得首次灌注過程中導(dǎo)管底部可以伸入混凝土08-13m。在進(jìn)行灌注的時(shí)候要定期策略混凝土面位置，以保證導(dǎo)管埋深能夠能夠在2-6m范圍內(nèi)。定期上下拔插導(dǎo)管，以保證樁身混凝土的緊實(shí)。在完成灌注后緩慢、垂直的將護(hù)筒拔出，以保護(hù)樁頂混凝土的質(zhì)量。在水下混凝土灌注施工過程中要嚴(yán)格審查商品混凝土質(zhì)量，混凝土配合比、混凝土試塊抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告等。

3.結(jié)束語

對(duì)機(jī)械鉆孔灌注樁施工進(jìn)行質(zhì)量控制應(yīng)該從機(jī)械鉆孔的施工準(zhǔn)備入手，嚴(yán)格規(guī)范鉆孔施工工藝與施工技術(shù)，以保證成孔質(zhì)量，重視鋼筋籠的制作與安放，下導(dǎo)管，二次清孔，水下混凝土灌注等施工環(huán)節(jié)，以保證整體基樁的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]李春和.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制及事故處理[J].交通世界（運(yùn)輸.車輛），2015，（Z1）：42-43.

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[5]夏建甫，周文雅.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制及通病防治[J].門窗，2014，（12）：453-454.

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作者簡(jiǎn)介：周茂德（1981-）男，漢，浙江蒼南，工程師職稱，本科，蒼南金晟建設(shè)工程有限公司，研究方向：建筑工程施工。