鉆孔灌注樁施工工藝和質量控制研究

彭建中

摘 要：近年來，我國的經濟增長迅速，工程建設事業(yè)作為經濟建設的重要保障也獲得了蓬勃的發(fā)展。高層建筑、大型橋梁、大噸位的港口碼頭，海上石油鉆井平臺開始大量修建。這些工程建設的基礎離不開樁基，在樁基類型中，鉆孔灌注樁使用的是最多的一種。鉆孔灌注樁因為良好的性能被廣泛的應用在了高層建筑，橋梁等重要工程建設中。因為鉆孔灌注樁是工程建設的基礎，所以如何保障鉆孔灌注樁的質量成為保障工程建設質量的重要方面。但是，在目前的工程建設中對于樁基的質量控制還是存在一定的問題，控制手段還有待提高。由此引發(fā)的鉆孔灌注樁的質量問題會給國家和人民的財產帶來巨大的損失。如何改進施工工藝，提高管理能力手段，保障樁基的質量成為一個亟待解決的問題。為此，詳細的介紹了如何在工程中管理施工工藝，提升工程質量，保障鉆孔灌注樁的建設質量。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；質量控制

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.14.098

1 前言

1.1 提升鉆孔灌注樁施工工藝和施工質量的意義

樁基是工程建設的基礎，工程建設中的內容都是建立在樁基的基礎之上的。鉆孔灌注樁的施工主要是地面以下的部分，但是他的最終目的是為了地面以上的上層建筑服務的，并建筑的最終作用還是靠地面以上的部分服務。鉆孔灌注樁的性能良好，目前已經被廣泛的應用在了各種工程建設的基礎部分。鉆孔灌注樁因為自身結構的特點，可以穩(wěn)定可靠的支撐起高層建筑、較大的動載荷以及較大的承載力，是一種非常好的樁基。而且，在使用的過程中還不會出現(xiàn)擠土的現(xiàn)象。具有低噪音和小震動的特點。另外，鉆孔灌注樁還不會對周圍的建筑物帶來影響，憑借自身的特點，可以穿越多種復雜的底層，最終形成穩(wěn)定可靠的單樁支撐。

鉆孔灌注樁可以把水下作業(yè)變?yōu)樗献鳂I(yè)，在水面以上就可以通通過澆筑的方法就可以實現(xiàn)樁基的建設施工。但是隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，對于樁基的要求也越來越高了。樁基的長度和直徑都在不斷的增大。因為鉆孔灌注樁自身的結構特點決定了鉆孔灌注樁的施工難度隨著長度和直徑的增大而增大。樁基建設完成以后不能通過開挖的辦法進行驗收，很難確定樁基的質量是否滿足設計的要求。一旦質量存在問題，勢必會影響上層建筑的質量和使用。所以，提升鉆孔灌注樁的施工工藝，保障鉆孔灌注樁的質量具有非常重要的意義。施工單位的施工過程是保障工程質量的決定性環(huán)節(jié)，要從根本上保障工程質量就要從施工的過程抓起，改進施工工藝，做好鉆孔灌注樁的質量控制工作。

1.2 鉆孔灌注樁施工的現(xiàn)狀

從目前的情況來看，鉆孔灌注樁的施工工藝和質量檢測都是比較成熟的。根據工程中的實際情況反饋，更加適合施工的新的規(guī)范和標準都開始出臺。目前，在施工中大量采用的規(guī)范和規(guī)程文本既對工程的施工提供了技術指導也為樁基質量的評定提供了一個依據。這些規(guī)范和標準在內容上還包括了一些鉆孔灌注樁的技術研究資料。從內容上來看，這些標準的主要側重點是對于工序的驗收，比如鋼筋籠的驗收、孔深的驗收等。這些在對于施工工藝的工序做出要求的同時，在質量控制方面缺存在一定的不足。對于不同工況下的情況，沒有給出詳細的質量控制要點。具體的來看，對于工程中的質量控制沒有詳細的總結，對于施工中的具體操作沒有足夠的針對性。在施工的過程中，施工工藝很難滿足質量的要求。最后，鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工的結果不能通過眼睛直觀的看到，在不同的地質條件下，尤其是比較惡劣的地質條件，施工的結果還是不能可靠保障的。根絕提到的這些問題，現(xiàn)在急需要提供一個更加注重細節(jié)的標準和規(guī)范。從細節(jié)的方面提出質量控制的要點。

1.3 提升鉆孔灌注樁施工工藝的具體內容

對于鉆孔灌注樁的研究，要從最基本的開始，對于施工工藝的每一個步驟都要有一個清楚的掌握，多分析一些鉆孔灌注樁的案例，找到常見的質量問題，并根據一些理論知識，給出合理的預防和處理措施。把鉆孔灌注樁的標準落實到施工的每一個細節(jié)中去。

2 鉆孔灌注樁的施工工藝

隨著技術的不斷發(fā)展，現(xiàn)在鉆孔灌注樁主要分為成孔、清孔、混凝土澆筑等三個階段。該工程意義重大，設計到的工序多，技術要求比較高，工作量大，而且是比較困難的隱蔽工程，所以需要在每個方面都要認真完成。

2.1 施工前需要做的準備

在施工之前一定要做好充足的準備工作。保障地面的平整，清楚帶有危險性的碎石以及浮土。施工現(xiàn)場的道路保障足夠的暢通。做完這些工作以后，開始確定鉆孔的位置，在中心以外的位置放置好十字控制樁。為了保障中心的穩(wěn)定，在中心的周圍可以放置護樁，并經常進行檢查。另外一個方面，鉆孔的場地周圍需要做好排水的處理，在四周的位置設置排水溝、集水井和沉淀池等設備。為了保障施工的正常進行和事故時的安全處理，在現(xiàn)場要準備一定量的水、黏土以及碎石等材料。

2.2 護筒的埋設

護筒的埋設是鉆孔灌注樁成孔施工的開端，具有非常重要的意義。在護筒的埋設階段，要確定好護筒埋設的位置，保障護筒的垂直準確度。在具體的施工過程中，要檢查護筒的周圍和護筒的底腳的緊密是否合格，不能透水，護筒這個工序會對成孔的質量帶來很大的影響。在陸上施工的話難度比較低，在水中施工的話，一般采用的方法有內射高壓水、抓泥等方法。通過加配重的方法讓護筒下沉也是護筒埋設常用的方法。

2.3 鉆機的安裝

在做好了前邊的工作之后，就應該是要開始鉆孔了。鉆機是鉆孔施工中最重要的設備了。鉆機的準備主要是鉆機的安裝過程。鉆機的安裝應該分為陸上鉆機安裝和水上鉆機安裝兩個類型的來操作。在陸上，安裝鉆機之前要進行地面加固處理，在鉆架的支點位置墊方木或者混凝土塊，目的是為了增大接觸面積，減小應力的集中。在水上作業(yè)的時候就要簡單很多，只要把鉆機安穩(wěn)的放在平臺上就可以了。鉆機安裝的基本要求是應該讓鉆機保持平穩(wěn)，鉆架固定可靠，在作業(yè)的過程中不會發(fā)生傾斜和位移。

2.4 泥漿的制備

因為鉆孔灌注樁本身的特點，泥漿的制備是成孔成功的關鍵所在。除了極少數的地層可以用清水反循環(huán)進行鉆進，其余大多數的地方都需要選擇一定性質的泥漿進行鉆進的輔助。泥漿的制備包括泥漿的選擇和泥漿的制備兩個方面的內容。黏土泥漿的適用范圍是樁基的直徑比較小的，樁基大的長度也不能太長，清孔后泥漿停滯的時間比較短。在沖擊鉆進和正循環(huán)鉆進的過程中表現(xiàn)比較突出。膨潤土泥漿適用的范圍為樁基直徑比較大的情況，樁基的長度也比較長。清孔后泥漿會停留較長的一段時間。在反循環(huán)中表現(xiàn)比較突出。至于如何選擇泥漿，要根據現(xiàn)場的情況，結合上邊提到的理論，具體問題具體分析。

2.5 成孔階段

鉆孔灌注樁在成孔的時候要根據現(xiàn)場的情況，結合工人的技術和施工的設備，結合經濟技術分析，合理的選擇。成孔的方法有很多種，使用的比較多的有正循環(huán)、反循環(huán)以及沖擊鉆進。其中，正循環(huán)回轉泥漿護壁適合黏土、砂等含量少于百分之二十的土和軟巖等底層使用。反循環(huán)適合在硬度比較大的地方，比如含少量的卵石的底層。

2.6 終孔階段

在成孔階段以后，對孔徑、孔型、垂直度進行檢測，確保鉆孔可用的干工作就是終孔。一般在這個過程中需要用到籠式檢孔器、全站儀等設備。

2.7 清孔階段

換漿法是鉆孔灌注樁中常用的清孔方法。正循環(huán)鉆進的孔一般采用正循環(huán)的清孔方法。按照目前的施工工藝，一般需要進行兩次清孔。對此是在終孔的時候，第二次是在安放好鋼筋籠以后。第一次清孔，終孔以后，將鉆孔的鉆頭提起15cm，中速亞茹相對密度為1.15的念經，直到把孔內的泥漿換出。第二次清孔，用大泵量壓入相對密度為1.15的泥漿，當換出的泥漿的密度達到要求以后，立即灌注混凝土。

2.8 鋼筋籠的問題

鋼筋籠的制作要求：

（1）鋼筋籠所用鋼筋規(guī)格、材質、尺寸應符合設計要求。

（2）鋼筋籠的制作偏差應符合下列規(guī)定：

主筋間距±10mm；

箍筋間距±20mm；

鋼筋籠直徑±10mm；

鋼筋籠長度±100mm。

（3）鋼筋籠的直徑除按設計要求外，還應符合下列規(guī)定：

①用導管灌注水下混凝土的樁，其鋼筋籠內徑應比導管連接處的外徑大100mm以上，鋼筋籠的外徑應比鉆孔直徑小100mm左右；

②沉管灌注樁，鋼筋籠外徑應比鋼管內徑小60-80mm。

（4）分段制作的鋼筋籠，為防止在吊裝過程中發(fā)生變形，其長度以<10mm為宜。

2.9 混凝土的澆注問題

混凝土的澆注是鉆孔灌注樁的最后一個環(huán)節(jié)，也是最重要的一個環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)有以下兩幾個注意事項：

（1）混凝土的攪拌一定要均勻，運輸的距離也不能太遠。混凝土在運輸的時候會出現(xiàn)顛簸，這就可能會造成混凝土發(fā)生離析的現(xiàn)象，由此引發(fā)卡管，影響正常澆注。

（2）混凝土在澆注之前需要進行坍落實驗，坍落度必須控制在18-22cm之間。

（3）在澆灌的過程中需要隨時測量孔內混凝土的厚度和導管入孔長度，目的就是為了保障到導管處于混凝土表面的下方，防止因為導管拔出導致的混凝土斷樁夾泥。

（4）當澆灌的時候內部有空氣的時候，后續(xù)的混凝土要緩緩的加入，避免高壓氣囊的形成。

3 鉆孔灌注樁的質量控制

鉆孔灌注樁的施工過程是一個復雜的過程，最終的質量受很多方面的影響，但是控制好關鍵的幾個方面就可以起到很好的保障作用。

3.1 施工器具的選擇

施工的器具對于工程的質量有著至關重要的影響。選擇合適的工具可以從很多大程度上保障工程的質量。器具的選擇主要包括鉆機、泥漿循環(huán)設備、鉆頭、保徑圈以及漏斗和導管等設備。具體的選擇要根據施工的具體情況做出具體的選擇。參考工程的具體地質和樁基的直徑，選擇合適的器具。對于鉆機的選擇，一般要考慮鉆機的功率和扭矩，這兩個參數過大和過小都不利于工程的質量。鉆頭的強度是沒有問題的，對于鉆頭的選擇主要考了的是鉆頭的形狀。鉆頭的角度最小值一般為120度，角度再小的話會影響樁基的承載力。

3.2 鉆井過程中的控制

鉆進過程主要是四個方面的內容：

（1）鉆進的整體要快，在保障施工質量的前提下，速度適當的加快可以讓施工的質量更加有保障。但是加塊鉆進的速度也不是絕對的加快，對于部分底層還是要適當的放慢速度的。穿過該底層以后可以再加快速度。舉例來講，淤泥層就不適合快速鉆進，速度過快的話會形成螺旋孔型。

（2）鉆進的速度和泥漿的循環(huán)速度應該是配合的。兩個速度出現(xiàn)差值的時候會影響工程的整體質量。

（3）鉆進的過程中如果出現(xiàn)因為鉆頭損壞而停止鉆進的時候，已經鉆進的孔要保持一定的水位，泥漿的比重和黏度也要有一定的要求。在處理的過程中，鉆頭要提出孔外。

（4）終孔的時候要進行相應的監(jiān)測，滿足要求以后才能終孔，否則鉆進到合格為止。

3.3 清孔過程中的質量控制

需要采用兩次清孔來達到規(guī)定的硅灌注前的泥漿比重。第一次清孔是鉆進至設計深度后直接利用鉆具進行的換漿清孔工作。第一次清孔是能否達到技術要求的根本基礎，不能因為有第二次清孔而忽視第一次清孔的重要性。第二次清孔是在下完鋼筋籠和導管以后利用導管進行的清孔，目的是清除這段時間里從泥漿中沉淀到孔底或是被鋼筋籠撞到下去的泥塊沉渣。在清孔過程中必須注意保持孔內水頭，防止坍孔。清孔完畢后，應從孔底取出泥漿樣品，進行性能指標試驗。需特別注意不得用加深鉆孔深度的方式來替代清孔。

3.4 鋼筋籠的質量控制

鋼筋籠的材料選擇的一般是熱軋鋼筋，按照相關的標準進行焊接。至于技術參數方面，選用鋼筋的長度應該合理，根據先關的經驗，鋼筋的長度一般要控制在5到10米之間。鋼筋的長度太長的話會發(fā)生變形，鋼筋太短的話要大量的焊接。這些都是不利于施工的進度安排和質量控制的，這些方面要注意。在施工之前的鋼筋籠準備過程中，鋼筋籠的堆放不能超過兩層。防止發(fā)生形變。

3.5 混凝土水下澆灌的控制

混凝土的澆灌有以下兩個方面需要注意：

（1）混凝土的初凝時間的控制?；炷恋某跄龝r間不能太短，否則澆灌的會后會導致導管凝死的現(xiàn)象。一般把混凝土的初凝時間控制在澆灌時間的兩倍左右比較合適。

（2）混凝土的流動性要嚴格的控制。坍落度小的話會堵塞導管，坍落度大的話會發(fā)生離析。

4 總結

以上，介紹的就是鉆孔灌注樁的施工工藝和質量控制。鉆孔灌注樁的使用范圍越來越廣，但是鉆孔灌注樁的負荷也在不斷的增加，在施工過程中保障好施工的質量，做好質量的控制對于建設工程的質量保障具有非常重要的意義。

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