淺談鉆孔灌注樁施工質量控制

張華魁 顧衛(wèi)東 劉海明 張鵬洲 李帥杰

摘 要 灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基上中形成樁孔，成孔達到樁底標高后，在孔內內放置鋼筋籠、灌注混凝土形成的樁，鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。鑒于對鉆孔灌注樁的施工質量控制，本文通過介紹影響灌注樁質量因素，給其他工程灌注樁施工提高借鑒。鉆孔灌注樁基礎屬于地下或水下隱蔽工程，施工工序較多，影響其質量的因素也多，如不抓住重點進行有效防控，就會影響樁身完整性和承載力，對工程安全構成威脅，對社會和施工企業(yè)造成重大影響。

關鍵詞 鉆孔灌注樁;處理方法;質量問題;重大影響

前言

鉆孔灌注樁屬于地下或水下隱蔽工程，施工工序多，施工質量不宜控制。鉆孔灌注樁質量直接影響到上層建筑承載力，影響整個工程結構安全。因此鉆孔灌注樁質量控制尤其重要，本文主要通過某地下空間綜合利用工程灌注樁施工工序，論述通過旋挖鉆鉆孔灌注樁施工質量控制要求。

1工程概況

某交通樞紐地下空間利用工程，基礎采用樁基礎+承臺+底板基礎形式，樁基采用旋挖鉆鉆孔灌注樁，設計等級為甲級，樁端持力層為第15層粉質黏土層，兼作抗壓樁和抗拔樁。主筋采用HRB400，所有樁身的加強箍筋均采用HRB400;普通箍筋采用HPB300，箍筋采用螺旋式箍筋，樁身主筋的混凝土保護層厚度為55mm，總計2231根?，F(xiàn)場場地標高為77.1m，樁基有效樁長36m，樁基有效樁頂標高為67.65。樁基直徑800mm，主筋為30根HRB400-32mm，焊接加強箍筋HRB400-18@2000，螺旋箍筋 ?HPB300-8@100/200。

2鉆孔灌注樁質量評定標準

鉆孔灌注樁質量主要通過灌注樁承載力、混凝土強度是否滿足要求進行評定。承載力要求包括灌注樁抗壓、抗拔承載力。

3鉆孔灌注樁施工工序流程圖

4鉆孔灌注樁施工控制要點

影響旋挖鉆鉆孔灌注樁施工因素主要包括：現(xiàn)場人員質量意識和人員技能水平、測量放線控制、鋼筋籠的制作、成孔質量、鋼筋籠焊接及下籠、二次清孔、混凝土澆筑，每一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質量問題都會嚴重影響灌注樁的質量[1]。

4.1 現(xiàn)場人員質量意識

質量意識是一種心理活動標準，是人們對自我行為的一種評價?！皯B(tài)度決定一切，思想決定行動”，意識的高低直接影響到工程施工質量，只有意識高的人員才能做出質量優(yōu)的工程，因此現(xiàn)場人員質量意識的高低尤其重要。施工人員進場后，首先組織人員進行灌注樁質量技術交底，交底要求涉及管理人員及施工作業(yè)班組人員，做到現(xiàn)場作業(yè)人員均熟悉灌注樁每道工序施工要點。每周舉行質量檢查活動和召開質量例會，提出質量問題，落實整改問題。通過技術交底和舉行質量活動不斷提高人員質量意識。

4.2 施工人員技能水平

鋼筋焊接作業(yè)人員進行后，首先檢查人員焊工證，對無證人員不予錄用。施工過程中加強過程管理，定期舉辦鋼筋焊接比武活動，通過活動的舉辦，有效形成：“比”、“學”、“幫”、“趕”、“超”的良好氛圍，不斷提高施工人員技能水平。

4.3 測量放線控制

旋挖鉆開挖前，首先使用全站儀定位灌注樁中心位置，位置確定后埋設護筒，將護筒中心與樁中心重合。使用旋挖鉆機向下鉆進，鉆進深度等于護筒高度時停止鉆進，再用鉆桿垂直將護筒壓至原地面下。使用全站儀進行復核，樁位允許偏差10cm，樁位無誤后記錄護筒頂標高，數(shù)值作為后續(xù)成孔檢測、沉渣厚度檢測、樁頂標高復核的依據(jù)。

4.4 鋼筋籠制作注意事項

鋼筋籠制作之前，首先根據(jù)圖紙設計要求，計算出每個鉆孔灌注樁需制作幾節(jié)鋼筋籠、鋼筋籠長度過長是否能夠運送至施工現(xiàn)場、是否能夠吊裝等因素。本工程設計樁長36米，籠頂鋼筋錨入承臺100mm，工程樁樁頂外漏鋼筋35d（875mm），鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠單面搭接焊，搭接長度10d（250mm），因此加工灌注樁籠長為36+0.875+0.25=37.125m。為方便施工采用9米長C25鋼筋，分成兩節(jié)加工，每節(jié)籠長分別為18m、19.125m，18m=9m+9m，19.125m=9m+9m+1.125m，1.125m=9m/8，接頭采用直螺紋連接。為保證鋼筋籠加工質量，要從鋼筋原材控制、主筋間距控制、加強箍質量控制、保護層留設、焊接質量控制、直螺紋連接質量等因素提高鋼筋籠質量。

（1）鋼筋原材檢測。鋼筋原材是鋼筋籠合格一個重要的因素，原材料不合格，何談鋼筋籠成品質量，因此材料把控是重中之重。鋼筋原材進場前，首先檢查鋼筋出廠質量證明書、鋼筋爐批號是否和質量證明書一致，檢查無誤后，檢驗合格后通知監(jiān)理對鋼筋原材外觀進行檢測，使用游標卡尺檢查鋼筋直徑是否滿足要求，鋼筋是否生銹等;外觀檢測合格后，允許卸車。原材卸車后，進行鋼筋原材取樣，每種規(guī)格、不超過60T為一組進行取樣，取樣完成后送具有檢測資質的第三方實驗室進行檢測，檢測合格后方可使用[2]。

（2）鋼筋籠間距控制。鋼筋籠間距控制包括主筋、加強箍、箍筋間距控制。主筋間距控制：首先計算兩根主筋的間距，主筋間距=π（加強箍直徑外邊緣+主筋直徑/2）/（主筋個數(shù)-1），主筋間距=3.14*（640+25/2）/（24-1），主筋間距=89mm。使用C12鋼筋原材加工控制主筋間距小工具（見圖4），加強箍與第一個主筋焊接固定，然后使用控制主筋間距小工具卡第一根主筋，放置第二根主筋，焊接固定，依次焊接主筋，完成整套鋼筋籠焊接。

加強箍間距控制：加強箍為C20@2000，加強箍上焊接第一根主筋時應將加強箍按照2米的間距均勻分布。

箍筋間距控制：箍筋為Φ8@100/200，加密區(qū)為籠頂下4.5米。為了保證箍筋間距，采用滾焊機纏繞主筋連接。

（3）加強箍質量控制。加強箍內圈直徑=鋼筋籠直徑-保護層寬度*2-主筋直徑*2-加強箍直徑*2;加強箍外圈直徑=800-55*2-25*2=640。

加強箍直徑影響到鋼筋籠成品直徑，為了能夠有效控制加強箍直徑，采用加強箍加工彎曲機進行加工加強箍。定期檢查加強箍加工彎曲機直徑是否發(fā)生變化，如發(fā)現(xiàn)變化立即調整。

加強箍采用單面焊搭接，搭接長度10d（20cm）。加強箍與主筋連接時，要保證加強箍與主筋的垂直度，不得出現(xiàn)加強箍彎曲，傾斜等現(xiàn)場[3]。

（4）保護層留設。鋼筋籠主筋混凝土保護層允許偏差為±20mm，鋼筋籠上設置保護層，每節(jié)鋼筋籠不應小于2組，每組不應小于3個保護層，且均勻分布于同一截面上。

（5）焊接質量保證。影響鋼筋籠焊接質量的因素主要包括兩點：①焊接使用材料是否滿足要求，②焊工質量意識。鋼筋籠加工前，對主材和焊條進行驗收，材料符合要求后方可使用。然后做焊件工藝試驗，每個鋼廠、每焊工、每種類鋼筋均需要做工藝試驗，工藝試驗合格后方可施工。電流過大燒傷主筋，電流過小焊接不牢固通過工藝試驗確定本項目主筋焊接電流為190A。

（6）直螺紋連接質量控制。本工程鋼筋籠長37.125，分兩節(jié)加工，每節(jié)籠長分別為18m、19.125m。主筋采用9米長C25鋼筋，搭接形式為直螺紋連接。直螺紋加工前需將主筋端頭切割，保證端頭為平面。直螺紋接頭錯開且錯開長度不小于35d（875mm），有效絲長為30mm，安裝時最小扭矩值為260N·m。安裝后外漏絲不得大于2絲。

4.5 成孔質量控制

旋挖鉆灌注樁成孔質量包括成孔直徑控制、成孔深度控制、化學泥漿質量，灌注樁開鉆前，應根據(jù)設計要求灌注樁直徑選擇相應的鉆頭，鉆頭直徑不得小于灌注樁直徑，確保成孔直徑不小于設計要求，在鉆進過程中，及時使用泥漿三件套檢測泥漿質量，泥漿質量不符合要求時，應及時調整泥漿稠度，待泥漿符合規(guī)范要求方可繼續(xù)鉆機。同時應及時關注鉆機儀表盤鉆孔深度數(shù)值，終孔深度必須達到設計深度，且成孔深度不得超過設計深度30cm，滿足規(guī)范要求。成孔后，使用測繩及時檢測成孔深度，采用自制測孔器進行檢測，檢測目的為成孔垂直度是否滿足要求和終孔是否塌孔現(xiàn)象。檢測時，將測孔器吊起，孔的中心與起吊鋼絲繩保持一致，慢慢放入孔內，上下通暢無阻，達到設計要求，方可進行下道工序施工[4]。

測孔器形式如下：

注意事項：

（1）銜接好各工序之間的施工順序，盡可能縮短成孔時間，防止因長時間未放置鋼筋籠和澆筑混凝土導致塌孔;

（2）鉆進過程中進行泥漿三性檢測，控制泥漿質量，防止塌孔和縮頸;

4.6 鋼筋籠焊接及下籠

鋼筋籠采用上下兩節(jié)進行吊裝、焊接，焊接保證搭接長度10d（25cm），保證飽滿度和寬度。焊接完成后將鋼筋籠下放，由于本項目原地面下10左右為孔樁段，因此鋼筋籠下放時應設置吊筋，吊筋應焊接在鋼筋籠樁頂標高主筋處，長度根據(jù)原地面標高確定。吊筋長度=原地面標高-樁頂標高[5]。

4.7 二次清孔

鋼筋籠焊接完成后開始下導管，導管經檢驗合格后方可投入使用，對于不合格導管嚴禁使用。導管長度根據(jù)成孔進行配備，滿足清孔及水下混凝土澆筑的需要，即清孔時能下至孔底：水下澆筑時，導管底端距孔底0.5m左右，混凝土應能順利從導管內灌至孔底。導管埋設完成后，使用測繩再次進行檢測，檢測的數(shù)據(jù)與成孔數(shù)據(jù)進行對比，兩個數(shù)據(jù)的差就是沉渣厚度，沉渣厚度嚴格按照建筑樁基技術規(guī)范（JGJ94-2008） 規(guī)范進行施工，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指標應符合下列規(guī)定：①對端承型樁，不應大于50㎜;②對摩擦型樁，不應大于100㎜; ③對抗拔、抗水平力樁，不應大于200㎜。

對于沉渣厚度大于規(guī)范要求的灌注樁，采用正循環(huán)利用泥漿泵和導管向孔內壓入相對密度1.15左右的泥漿，把孔底在下鋼筋籠和導管的過程中再次沉淀的鉆渣置換出來。從二次清孔停止至混凝土開始澆灌，應控制在1.5～3h，一般不得超過4h，否則應重新清孔。

4.8 混凝土澆筑

混凝土質量直接影響到灌注樁質量，混凝土使用前，首先對灌注樁使用混凝土標號進行配合比驗證，驗證合格后方可使用?；炷凉捃嚨浆F(xiàn)場后，首先檢查砼票上混凝土標號與設計標號是否一致，混凝土澆筑采用導管法連續(xù)澆筑，導管壁厚不宜小于3mm，直徑為300mm;直徑制作偏差不應超過2mm，導管的分節(jié)長度可視工藝要求確定，底管長度不宜小于4m，接頭宜采用雙螺紋方扣快速接頭，用于灌注混凝土的導管的底部距孔底300-500mm。混凝土開始澆筑第一斗應有足夠的混凝土儲備量，導管一次埋入混凝土灌注面以下不應少于1.0m，導管埋入混凝土的深度宜2～6米，混凝土灌注應連續(xù)進行，對灌注過程中的故障應記錄備案，嚴禁將導管提出混凝土灌注面，并應控制拔管速度。樁身混凝土灌注標高應高于設計的樁頂標高，須控制每根樁最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8～1.0m。

首灌混凝土所需數(shù)量可按下式計算：

V≧h1πd?/4+πD?（H1+H2）/4

式中V---首灌混凝土所需數(shù)量（m?）;

D--樁孔直徑（m）;

H1---樁孔底至導管低端間距，一般為0.4m;

H2---導管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m;

d---導管內徑（m）

h1---樁孔內混凝土達到埋設深度H2時，導

管內混凝土柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）：h1=Hw*γw*γc

Hw---樁孔內水或泥漿的深度（m）;

γw---樁孔內水或泥漿的重度（kN/m?）;

γc---混凝土板和物的重度（kN/m?）。

h1=45*1.05/25

h1=1.89

V≧1.89*3.14*0.3?/4+3.14*0.8?*（0.4+1.0）/4

V≧0.84m?

綜上所述：首灌混凝土所需方量應大于等于0.84m?，施工現(xiàn)場要求首灌使用不小于1m?大料斗進行澆筑[6]。

混凝土澆筑過程中，應做坍落度試驗和試塊留置，坍落度滿足180mm～220mm，對于不滿足要求混凝土禁止使用;每澆筑一根樁留置一組抗壓試塊，同一承臺、同一工作日連續(xù)澆筑不超過500m?留置一組抗?jié)B試塊。混凝土澆筑完成后，及時使用測量檢測樁頂標高是否滿足要求，澆筑樁頂標高≧設計樁頂標高+超灌高度。

5經濟效益

本項目灌注樁籠長為37.125米，分為兩節(jié)制作，兩節(jié)長度分別為18米、19.125米。主筋采用9米長C25鋼筋，第一節(jié)18米長鋼筋籠用2根9米長鋼筋制作，第二節(jié)19.125米長鋼筋籠用2根9米加一根1.125米長鋼筋制作，9米鋼筋平均分成8段，每段1.125米。節(jié)約材料，減少鋼筋浪費[7]。

鋼筋籠如采用一節(jié)制作，則需采用履帶吊進行吊裝。鋼筋籠采用兩節(jié)鋼筋籠制作，可以分別采用自卸吊進行吊裝，減少機械投入費用。

6結束語

現(xiàn)場人員質量意識、鋼筋籠的制作、成孔質量、二次清孔、混凝土澆筑每一道環(huán)節(jié)都是控制灌注樁質量的重中之重。把握這幾道環(huán)節(jié)的控制，灌注樁質量才能有更好地提升，灌注樁承載力才能滿足要求，上層結構質量安全才能得到保證。

參考文獻

[1] GB50007-2011.建筑地基基礎設計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2011.

[2] JGJ79-2012.建筑地基處理技術規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2012.

[3] GB 50202-2002.建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2002.

[4] JGJ106-2014.建筑基樁檢測技術規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2014.

[5] GB50300-2013.建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準[S].北京：中國標準出版社，2013.

[6] JGJ18-2012.鋼筋焊接及驗收規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2012.

[7] JGJ107-2016.鋼筋機械連接技術規(guī)程[S].北京：中國標準出版社，2016.