鉆孔灌注樁的施工及監(jiān)理探析

姚以郎

上海踏建建設(shè)管理咨詢(xún)有限公司 上海 201799

前言

杭州地區(qū)以丘陵地貌為主，地質(zhì)情況復(fù)雜、地下水位較高，城市土地資源稀缺。而水下鉆孔灌注樁因其施工工藝適用性強(qiáng)、承載力較大、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指示優(yōu)越、施工條件要求低等優(yōu)點(diǎn)[1-2]，在杭州地區(qū)樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)用較為普遍。鉆孔灌注樁施工工藝引入中國(guó)已有50年的歷史，不管從技術(shù)方面還是規(guī)范制定方面都已系統(tǒng)化和規(guī)范化[3]，而實(shí)際施工中卻仍出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量通病，如鉆孔是竄孔、塌孔，安放鋼筋籠時(shí)鋼筋籠安放不到位，以及灌樁時(shí)鋼筋籠上浮、堵管、斷樁、少灌等一系列質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生[4]?；诖耍救司妥罱鼛啄晁┕さ捻?xiàng)目為藍(lán)本，對(duì)鉆孔灌注樁如何進(jìn)行有效監(jiān)理展開(kāi)論述。

1 鉆孔灌注樁施工方法

“GPS-10型回轉(zhuǎn)鉆”樁機(jī)，因其造價(jià)低、拼裝簡(jiǎn)便、操作簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)、對(duì)場(chǎng)地要求低等優(yōu)點(diǎn)，在鉆孔灌注樁領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍，它由機(jī)架、主機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、磨盤(pán)、帶刃鉆頭、鉆桿和導(dǎo)管等設(shè)備組成。其利用鉆頭和鉆桿的自重，通過(guò)主機(jī)、傳動(dòng)軸、磨盤(pán)、鉆桿一系列設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)帶刃鉆頭鉆進(jìn)，將孔內(nèi)土壤和巖層磨碎，通過(guò)鉆桿中心將泥漿從鉆頭噴入孔底，泥漿夾帶鉆渣上升，排入沉淀池。

具體施工步驟如下：

平整場(chǎng)地-測(cè)量放線(xiàn)-埋設(shè)護(hù)筒（a）-樁機(jī)對(duì)中就位-鉆進(jìn)成孔（b）-一次清孔（c）－拆卸鉆桿和鉆頭并測(cè)定孔壁（d）－安放鋼筋籠和注漿管（e）－安放導(dǎo)管（f）－二次清孔（g）－灌注混凝土（h）－空孔回填（i）。具體如圖1所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工示意圖

2 鉆孔灌注樁的監(jiān)理策略

2.1 施工準(zhǔn)備階段控制

施工準(zhǔn)備階段控制是確保施工質(zhì)量的前提條件，它可分為現(xiàn)場(chǎng)的施工準(zhǔn)備工作和內(nèi)業(yè)的施工準(zhǔn)備工作，現(xiàn)場(chǎng)施工準(zhǔn)備工作包括場(chǎng)地平整、測(cè)量放線(xiàn)、機(jī)械設(shè)備的檢測(cè)、護(hù)筒的埋設(shè)，樁機(jī)機(jī)臺(tái)平整度，鉆桿鉆頭的尺寸要求、現(xiàn)場(chǎng)的合理布置。內(nèi)業(yè)的施工準(zhǔn)備工作包括設(shè)計(jì)圖紙交底、地質(zhì)勘查報(bào)告分析、方案的編制等工作。

（1）場(chǎng)地平整。機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)對(duì)場(chǎng)地平整壓實(shí)，特別是回填土場(chǎng)地，避免樁機(jī)在鉆孔過(guò)程因場(chǎng)地沉降原因出現(xiàn)樁機(jī)傾斜現(xiàn)象。

（2）測(cè)量放線(xiàn)。測(cè)量放線(xiàn)應(yīng)遵循從整體到局部，首先對(duì)建設(shè)單位提供的坐標(biāo)控制點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，誤差是否符合規(guī)范要求，根據(jù)控制點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)具體樁位采取“一放兩復(fù)”制度，確保樁位偏差符合規(guī)范要求。

（3）護(hù)筒的埋設(shè)。護(hù)筒起到保護(hù)孔口、控制樁位偏差、提高灌樁質(zhì)量和節(jié)約砼作用，但在實(shí)際施工過(guò)程中，因其操作麻煩往往被忽略，造成孔口坍塌成“廢孔”或孔口坍塌面積較大會(huì)出現(xiàn)樁機(jī)傾斜、傾倒現(xiàn)象。護(hù)筒一般采用鋼制，直徑大于樁徑10～20cm，高度一般為2m，但在特殊地層其高度需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)定。護(hù)筒埋設(shè)其頂部應(yīng)高出自然地坪30cm，護(hù)筒出漿口應(yīng)面向循環(huán)小泵，四周應(yīng)用黏土回填密實(shí)。如自然地坪回填土?xí)r間較短或回填土質(zhì)較差其底部應(yīng)伸入原土50cm。

（4）樁機(jī)機(jī)臺(tái)平整度。鉆機(jī)就位后，應(yīng)對(duì)樁機(jī)的平整度和樁位“對(duì)中”進(jìn)行檢驗(yàn)，樁機(jī)的平整度應(yīng)用水平尺檢驗(yàn)，檢驗(yàn)其磨盤(pán)面水平度是否符要求，樁機(jī)平整 度符合要求后，用卷?yè)P(yáng)機(jī)將主鉆桿吊起，并做到主鉆桿中心、磨盤(pán)中心與樁位中心（三心）成直線(xiàn)。

（5）鉆桿鉆頭的尺寸要求。樁機(jī)開(kāi)鉆前應(yīng)對(duì)鉆桿的垂直度、絲扣以及鉆頭的直徑和磨損程度進(jìn)行檢查對(duì)不符合要求的應(yīng)退場(chǎng)處理，剩余合格的進(jìn)行有效長(zhǎng)度丈量以便控制孔深。

鉆頭的選擇對(duì)施工的進(jìn)度和鉆孔的質(zhì)量至關(guān)重要，也是最能體現(xiàn)項(xiàng)目技術(shù)管理人員經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的地方，不同的地質(zhì)選擇不同的鉆頭，一般地層適用“三翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”，而對(duì)于特殊地質(zhì)應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)選用不同鉆頭，如杭州倉(cāng)前地區(qū)以黏土和老黃土為主，選用“三翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”鉆進(jìn)存在打滑進(jìn)尺較慢現(xiàn)象，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)先采用飛機(jī)鉆成孔后再用“三翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”進(jìn)行掃孔。杭州蕭山錢(qián)塘江附近以砂土、礫石、卵石為主并且卵石粒徑較大選用“三翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”鉆進(jìn)時(shí)，如鉆速較快鉆頭和鉆桿受力較大容易打斷。鉆速放慢則容易卡鉆，后對(duì)三翼鉆頭進(jìn)行改進(jìn)升級(jí)成“七翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”。三軸止水帷幕附近施工圍護(hù)樁，因圍護(hù)樁施工部位貼近三軸攪拌樁，受三軸攪拌樁水泥滲透的影響使地質(zhì)軟硬不均勻，采用“三翼?xiàng)l形刮刀魚(yú)尾鉆頭”鉆進(jìn)時(shí)鉆頭往往容易跑偏，樁身垂直無(wú)法控制，采用筒鉆施工避免了以上問(wèn)題。此上列舉說(shuō)明選擇適用的鉆頭對(duì)樁身質(zhì)量好壞有決定性作用。

（6）內(nèi)業(yè)的施工準(zhǔn)備工作。根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告分析可以得出巖土的種類(lèi)、分布狀況，每層的厚度、地下水位的高程、巖土的含水量，巖層粒徑大小及分布率、巖層單軸抗壓強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，為施工現(xiàn)場(chǎng)機(jī)具設(shè)備種類(lèi)和數(shù)量的選擇、泥漿指標(biāo)的調(diào)配、鉆孔理論孔深的確定（根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告地質(zhì)剖面圖和總平圖繪制持力層的等高線(xiàn)）、現(xiàn)場(chǎng)樁機(jī)的分布為提供重要理論依據(jù)。

2.2 鉆孔階段控制

鉆孔階段控制是確保后續(xù)工作和樁身外形質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而鉆孔速度和泥漿指標(biāo)的控制是影響孔身的決定性因素。以杭政儲(chǔ)出（2013）96號(hào)地塊商品住宅項(xiàng)目為例，其以中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層為樁端持力層，進(jìn)入持力層深度為不小于1.5D。所以鉆孔時(shí)需穿越雜填土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、黏土、中細(xì)砂、圓礫、全風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖等十種不同地層，并且存在個(gè)別地層相互參叉。鉆孔時(shí)應(yīng)根據(jù)不同巖土，選擇相對(duì)應(yīng)的鉆進(jìn)參數(shù)，剛開(kāi)鉆時(shí)應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，鉆入土層3～5米后逐步提高鉆速，其鉆速一般控制在6m/h左右，轉(zhuǎn)速208～281r/min。臨近終孔前放慢鉆進(jìn)速度以便及時(shí)排出鉆屑，減少孔內(nèi)沉渣。

具體的控制根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告地質(zhì)情況和水文情況以及現(xiàn)場(chǎng)試打樁獲得的技術(shù)參數(shù)來(lái)進(jìn)行控制。

現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中機(jī)械工人為了方便并且管理人員管理缺失，施工時(shí)沒(méi)有按規(guī)范要求，成樁48小時(shí)內(nèi)隔孔跳打，跳打安全距離在4D（D—樁直徑）以上的規(guī)定。造成鉆孔時(shí)竄孔、塌孔現(xiàn)象普發(fā)。

2.3 鋼筋籠質(zhì)量及安放階段控制

鋼筋籠是整個(gè)樁身的骨架，其對(duì)樁身的抗壓和抗剪強(qiáng)度能有效提高。施工過(guò)程常出現(xiàn)鋼筋籠脫焊散架、安放不到位，成樁后露筋等現(xiàn)象，對(duì)此應(yīng)從鋼筋原材、焊材、制作工藝、運(yùn)輸和安放等步驟進(jìn)行控制。鋼筋應(yīng)使用檢測(cè)合格的產(chǎn)品。焊材應(yīng)根據(jù)不同的級(jí)別的鋼材，選用不同的焊材。如HPB235鋼材需采用E43**型焊材、HRB335鋼材需采用E50**型焊材、HRB400鋼筋因其含碳量高需用E55**型焊材。具體要求參照《鋼筋焊接驗(yàn)收規(guī)程》相關(guān)規(guī)定。鋼筋籠制作前應(yīng)進(jìn)行工藝性焊接，確定焊接機(jī)械設(shè)備、焊接人員、焊接參數(shù)，以確保焊接質(zhì)量。

鋼筋籠運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可采用人工兩輪手推車(chē)或平板運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，嚴(yán)禁采用挖機(jī)吊運(yùn)，起吊時(shí)采取兩點(diǎn)起吊方式。

鋼筋籠安放需保證鋼筋籠中心與樁孔中心線(xiàn)一至，下放時(shí)采取兩側(cè)對(duì)稱(chēng)吊放，嚴(yán)禁單點(diǎn)吊放，上下兩段連接時(shí)要始終保持鋼筋籠中心與樁孔中心線(xiàn)一至后焊接。

鋼筋籠直徑一般比孔徑小10cm，為了防止鋼筋籠與樁中心線(xiàn)不一致出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，在鋼筋籠安放過(guò)程中應(yīng)設(shè)置保護(hù)墊塊，每3米設(shè)一組，每組四塊，對(duì)稱(chēng)設(shè)置。

2.4 導(dǎo)管安放階段控制

導(dǎo)管安放前應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密性試驗(yàn)，以檢測(cè)導(dǎo)管接頭的密封性和導(dǎo)管是否能承受本工程灌樁所承受的最大沖擊壓力，避免在灌樁過(guò)程中出現(xiàn)夾泥，破管斷樁現(xiàn)象。導(dǎo)管安放時(shí)上下節(jié)導(dǎo)管應(yīng)與樁孔中心線(xiàn)一至，各絲扣接口處應(yīng)刷潤(rùn)滑油和安放密封圈，嚴(yán)禁強(qiáng)行連接?；炷凉嗤旰笠皶r(shí)對(duì)導(dǎo)管接口和內(nèi)外壁進(jìn)行清洗，并對(duì)接口的絲扣進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2.5 二清階段控制

二清階段的控制關(guān)鍵是泥漿各指標(biāo)的控制，最優(yōu)化泥漿指標(biāo)能有效地清除孔內(nèi)的廢渣以及提高灌樁時(shí)砼灌注的質(zhì)量。而泥漿指標(biāo)的控制需根據(jù)地質(zhì)情況和水文情況來(lái)確定，如砂層、圓礫層、卵石層厚度較厚，地下水位較高則泥漿比重、黏度、膠體率指標(biāo)較高，相對(duì)于黏土、淤泥層則泥漿比重、黏度、膠體率指標(biāo)較低。其指標(biāo)的高低可采取清水稀釋或摻加膨潤(rùn)土以達(dá)到最佳指標(biāo)。當(dāng)孔內(nèi)沉渣達(dá)到規(guī)范要求后需將泥漿比重、黏度、含砂率調(diào)至＜1.25、≤28S、≤8%以便灌樁。砼灌車(chē)未到現(xiàn)場(chǎng)灌樁嚴(yán)禁停止清孔，以免停頓時(shí)間較長(zhǎng)泥漿出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

2.6 灌樁階段控制

灌樁是灌注樁的最后一道工序，也是質(zhì)量通病頻發(fā)階段，更是最能體現(xiàn)施工管理水平的一個(gè)環(huán)節(jié)。堵管、樁身夾泥、斷樁、爆管、鋼筋籠上浮等一系列問(wèn)題就是在該環(huán)節(jié)出現(xiàn)，如何避免質(zhì)量事故發(fā)生應(yīng)從以下幾方面入手。

（1） 砼質(zhì)量的控制

砼廠(chǎng)應(yīng)選用運(yùn)距短、生產(chǎn)能力滿(mǎn)足施工要求的廠(chǎng)家，并且根據(jù)氣溫和運(yùn)距合理配置的配合比。砼到現(xiàn)場(chǎng)后施工管理人員及監(jiān)理應(yīng)對(duì)坍落度進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)不符合要求應(yīng)立即退貨，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)加水二次攪拌。

（2）初灌量的控制

樁身初灌時(shí)應(yīng)根據(jù)孔徑、鉆頭樁尖的長(zhǎng)度和充盈系數(shù)進(jìn)行初灌量的計(jì)算，使其初灌量滿(mǎn)足規(guī)范要求，初灌量計(jì)算公式1所示：

初灌前導(dǎo)管底離孔底距離控制在30～50cm，初灌時(shí)灌漿料斗應(yīng)采用隔水栓（可采用沙袋、鐵板、皮球），通過(guò)滿(mǎn)斗料沖力將孔底剩余沉渣清除，在條件允許的前提下，保持后續(xù)灌樁的連續(xù)性。

（3）灌樁過(guò)程質(zhì)量控制

灌樁過(guò)程控制，關(guān)鍵是“勤聯(lián)系、勤測(cè)量、勤拔管”。實(shí)時(shí)與砼廠(chǎng)聯(lián)系并監(jiān)測(cè)砼面灌注高度，使其導(dǎo)管埋入砼2～6m，防止漏拔、空拔現(xiàn)象。對(duì)砼不能及時(shí)供應(yīng)，導(dǎo)管應(yīng)“少拆勤拆”并實(shí)時(shí)提拔導(dǎo)管防止砼初凝造成堵管問(wèn)題，確保砼施工連續(xù)進(jìn)行。

灌樁砼面高度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，對(duì)于埋入砼內(nèi)導(dǎo)管拆除，應(yīng)多抽動(dòng)使導(dǎo)管內(nèi)的砼面高度與孔內(nèi)砼面高度一致后拆除，嚴(yán)格拆除后導(dǎo)管在孔內(nèi)清洗。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，灌注樁施工具有隱蔽性、連續(xù)性，其施工質(zhì)量控制是保障工程質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，施工單位應(yīng)該制定計(jì)劃，通過(guò)各種手段，認(rèn)真了解技術(shù)措施與施工設(shè)備，研究項(xiàng)目的特點(diǎn)，包括氣候和地質(zhì)條件、設(shè)計(jì)要求和重點(diǎn)、工程質(zhì)量控制等方面的困難，合理進(jìn)行工程施工與監(jiān)理。

[1] 許旭煒.鉆孔灌注樁施工方法的研究與應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2017,(10):151-152.

[2] 王偉.淺談鉆孔灌注樁的施工監(jiān)理要點(diǎn)[J].甘肅科技,2015,31(13):111-113.

[3] 焦映輝.鉆孔灌注樁常見(jiàn)事故原因分析及預(yù)防措施[J].施工技術(shù),2011,(40):51-54.

[4] 李小青,烏效鳴.鉆孔灌注樁孔壁穩(wěn)定性分析[J].地質(zhì)與勘探,2001,37(2):476.