鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵要點(diǎn)

周 岳

（寧夏地質(zhì)工程院，寧夏銀川 750001）

1 概述

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是最為常見的樁基礎(chǔ)，廣泛的應(yīng)用于高層建筑，尤其是超高層建筑，也廣泛應(yīng)用于大型工業(yè)廠房及重型設(shè)備基礎(chǔ)，同時在基坑支護(hù)、滑坡治理、擋墻方面也廣泛應(yīng)用。

鉆孔灌注樁采用鉆機(jī)成孔，取出樁位處的土，插入鋼筋籠，灌注混凝土，亦有工藝成孔后先壓灌混凝土之后振動插入鋼筋籠。常見的鉆機(jī)成孔方式有：長螺旋鉆機(jī)成孔、旋挖鉆機(jī)成孔、反循環(huán)成孔、正循環(huán)成孔、沖擊成孔、錘擊沉管成孔等。盡管成孔工藝較多，而且各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，本文不對各種成孔優(yōu)缺點(diǎn)細(xì)述，綜合各種鉆孔灌注樁施工工藝，僅從大類上提煉施工中質(zhì)量控制上的八個關(guān)鍵控制要點(diǎn)進(jìn)行詳述。

2 鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵要點(diǎn)

2.1 原材料

鉆孔灌注樁的原材料主要為混凝土和鋼筋，必須嚴(yán)格把控混凝土質(zhì)量和鋼筋質(zhì)量，使用合格的原材料，必須嚴(yán)格落實(shí)“以質(zhì)量求生存，以質(zhì)量謀發(fā)展”的質(zhì)量方針。我?guī)r土公司在施工寧夏某集團(tuán)甲醇項(xiàng)目樁基工程時，采用某砼業(yè)有限公司的商砼，該砼業(yè)公司未按我方提供的混凝土質(zhì)量要求添加外加劑，在甲方委托的檢測單位經(jīng)檢測商品混凝土中不含外加劑成分，致使我公司蒙受重大經(jīng)濟(jì)損失。

因鋼筋質(zhì)量不合格造成樁體質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的案例也不少，特別是抗拔樁易因?yàn)殇摻钯|(zhì)量使得抗拔承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。例如寧夏某項(xiàng)目，甲方對鋼筋品牌要求為八大鋼廠，施工單位某公司進(jìn)場的鋼筋經(jīng)檢驗(yàn)不是八大鋼廠品牌，所進(jìn)鋼筋被甲方?jīng)]收并處罰金。

2.1.1 混凝土

為確保成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格履行檢查手續(xù)，驗(yàn)收進(jìn)場混凝土的型號和質(zhì)量，包括必要的資料（水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、配合比報(bào)告等），現(xiàn)場負(fù)責(zé)人對每次進(jìn)場商砼都要檢查混凝土小票上的攪拌時間，根據(jù)混凝土觀感和工作需要現(xiàn)場隨時測試坍落度，保證坍落度數(shù)值在180～220mm 范圍內(nèi)方可進(jìn)行灌注。并應(yīng)按規(guī)范要求現(xiàn)場制作石塊，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)以備達(dá)到齡期后進(jìn)行檢測。嚴(yán)禁使用過期的水泥或不合格的水泥制作混凝土。

2.1.2 鋼筋

鋼筋在樁基工程中，對樁的抗壓和抗拔承載力起重要作用，尤其是抗拔樁，鋼筋質(zhì)量起決定性作用。鋼筋應(yīng)選擇正規(guī)生產(chǎn)廠家的品牌和型號，鋼筋的品種、級別、規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求。并應(yīng)按規(guī)范對鋼筋進(jìn)行材料送檢，合格后方可使用。鋼筋籠制作、安裝的質(zhì)量按《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94-2008）第6.2.5 條規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。

2.2 樁位放樣

測量定樁位是首道工序，先對設(shè)計(jì)院或者甲方提供的坐標(biāo)及高程控制點(diǎn)進(jìn)行校對復(fù)核，確保正確并辦理書面交接手續(xù)，方可放樣樁位。所放樁位應(yīng)牢固可靠，精度符合規(guī)范要求，經(jīng)相關(guān)單位復(fù)核無誤后再進(jìn)行樁基施工。2019 年10 月3～13 日，我?guī)r土公司施工的某公司空分裝置主廠房項(xiàng)目，我公司技術(shù)人員測量放點(diǎn)位時直接在CAD版本圖紙上提取坐標(biāo)，未考慮到圖紙旋轉(zhuǎn)角度，發(fā)生嚴(yán)重錯誤，項(xiàng)目經(jīng)理及樁機(jī)隊(duì)施工時，均沒有校對復(fù)核樁位間距，事故共造成88根樁偏離位置的嚴(yán)重后果。

針對測量放樣，正確的做法有以下幾點(diǎn)：①首先要保證儀器的工作性能是正常使用狀態(tài)，儀器必須按測量儀器規(guī)定做好年檢工作和日常維護(hù)工作；②引測的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)和位置必須保證是正確的才能放樁位，樁位放樣后應(yīng)認(rèn)真校核，采取更換儀器、更換人員重新放樣一次復(fù)核其準(zhǔn)確性。也可以用間接方法復(fù)核：如用鋼尺測量不同方向樁之間的距離，看是否與設(shè)計(jì)間距吻合；再如用線或儀器檢測同方向樁是否在一條線上。③放樣并復(fù)核正確后，采取保護(hù)措施，施工時隨時檢查復(fù)核樁孔的中心距離是否正確，這一點(diǎn)工作尤為重要，可隨時發(fā)現(xiàn)問題解決問題。

2.3 成孔垂直

樁身成孔不垂直，其將直接導(dǎo)致鋼筋籠和導(dǎo)管無法全部下放到孔底位置，常見的事故是下放不到位，并且刮蹭孔壁致使巖土塊掉落在孔中，甚至造成孔壁坍塌。為保證鉆孔的垂直，常常先對鉆機(jī)就位部分地坪進(jìn)行整平處理，采取可行措施保障垂直精度符合規(guī)范要求。以往施工過程中，時而發(fā)生樁機(jī)隊(duì)為搶工期或者為了加快節(jié)奏多打樁，施工機(jī)械的支撐尚不穩(wěn)定就開始施工，致使后期下放鋼筋籠難以下放到位，或者造成導(dǎo)管下放不到位的后果，造成灌樁窩工。同時，所灌注的樁因?yàn)榇怪倍炔涣迹路配摻罨\過程中搖晃、轉(zhuǎn)動鋼筋籠，極易刮擦孔壁產(chǎn)生沉渣，或混凝土夾泥，成樁后豎向受力不好，發(fā)生檢測試驗(yàn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量事故。今后，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，樁機(jī)愈來愈向自動化控制方向發(fā)展，例如，先進(jìn)的旋挖樁機(jī)，可以在控制臺直觀地自動調(diào)校鉆機(jī)鉆桿垂直度和水平度，自動對中孔位，自動顯示鉆深。

2.4 鉆孔深度

樁長一般都是以長度和進(jìn)入持力層深度雙控，無論是端承樁還是摩擦樁，樁長事故往往會對工程質(zhì)量造成較大影響。成孔階段的地面標(biāo)高與樁頂標(biāo)高常常不在同一標(biāo)高，地面標(biāo)高與樁頂標(biāo)高存在換算關(guān)系，換算錯誤就會造成樁長錯誤，加深樁長也許只產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，樁長減短則會產(chǎn)生嚴(yán)重的承載力不夠的嚴(yán)重事故。施工前，復(fù)核施工機(jī)械的高度及鉆具的長度等，以確定換算樁孔的鉆探深度。施工后，復(fù)測成孔的深度，對大直徑樁，應(yīng)在周邊選固定物作為參考，測量參考物高程，采用合適方法間接測量樁孔深度。鉆孔深度控制的一個難點(diǎn)是如何較準(zhǔn)確地確定入巖深度，入巖深度常常是設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的主要指標(biāo)，我們在確定入巖深度時應(yīng)注意，采取多種方法（包括熟練機(jī)手施工經(jīng)驗(yàn)）確保端承樁或摩擦端承樁樁端達(dá)到設(shè)計(jì)入巖深度。

2.5 泥漿

泥漿在鉆孔灌注樁施工中的應(yīng)用廣泛，主要用于地下水位以下灌注樁成孔過程中的護(hù)壁和排渣。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，泥漿護(hù)壁灌注樁占灌注樁總量的90%以上。泥漿護(hù)壁灌注樁施工中，泥漿的作用非同尋常，對成孔、混凝土灌注質(zhì)量及基樁承載力都有顯著影響。

2.5.1 鉆進(jìn)階段泥漿質(zhì)量控制

鉆進(jìn)階段泥漿的質(zhì)量意義重大，其一，對鉆孔孔壁起護(hù)壁保護(hù)孔壁穩(wěn)定作用，其二，循環(huán)泥漿作為沖洗液達(dá)到循環(huán)排出鉆渣的作用。若泥漿性能不良，稠度低，將無法形成有效的泥漿護(hù)壁，并且，在正循環(huán)與反循環(huán)鉆進(jìn)工藝中，泥漿循環(huán)還起沖洗液攜帶鉆渣的作用，懸浮鉆渣攜帶鉆渣的能力大打折扣甚至起不到清渣的功能。因此，對鉆進(jìn)階段的粘土和泥漿性能指標(biāo)做以下要求：①粘土指標(biāo)要求膠體率不低于95%，含砂率不大于4%，造漿率不低于0.006～0.008m/kg；②泥漿性能指標(biāo)要求相對密度為1.05～1.25，漏斗粘度為16～28s，含砂率小于4%，膠體率大于95%，失水量小于30mL/30min，當(dāng)鉆孔直徑大時，可將泥漿相對密度加大到1.25，粘度28s左右。

2.5.2 成樁階段泥漿質(zhì)量控制

在灌注成樁階段，泥漿是二次清孔后的泥漿，此時，要求泥漿要具有良好的物理穩(wěn)定性，其中的粘土顆粒不會在重力的作用下析水、沉淀。同時，要求泥漿具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和適當(dāng)合理的相對密度，以及適當(dāng)?shù)恼扯?。成樁階段泥漿指標(biāo)建議：相對密度1.03～1.10，粘度17～20s，含砂率小于2%，膠體率大于98%。

2.6 鉆進(jìn)速度

鉆進(jìn)速度應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件和采用的鉆進(jìn)工藝進(jìn)行調(diào)整，避免成孔出現(xiàn)縮徑、坍塌、埋鉆、卡鉆等鉆進(jìn)事故。本文以旋挖成孔工藝為例說明如何進(jìn)行鉆進(jìn)速度控制：當(dāng)由硬地層鉆到軟地層時，可適當(dāng)加快鉆進(jìn)速度；當(dāng)由軟地層鉆至硬地層時，要減速慢進(jìn)；如對塑性較大易縮徑的土層，鉆孔工作進(jìn)行時應(yīng)適當(dāng)上下往復(fù)進(jìn)行掃孔，防止縮徑；對硬塑層地層，應(yīng)采取快轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)，以提高鉆進(jìn)效率；對于砂層，則通過慢轉(zhuǎn)速鉆進(jìn)施工，并適當(dāng)增加泥漿的相對密度和粘度，采用合理的泥漿配比，鉆孔的鉆進(jìn)速度應(yīng)低于泥漿護(hù)壁的形成速度。成孔后應(yīng)盡快進(jìn)行后序施工工作。

2.7 清孔

清孔是指清除孔底的沉渣，清孔工作不徹底，就會造成孔底沉渣過多，沉渣過多主要原因有：清孔泥漿相對密度過小或清水置換；鋼筋籠吊放未垂直對中，碰刮孔壁泥土坍落沉降到孔底；清孔后等待灌注混凝土?xí)r間過長，泥漿離析產(chǎn)生沉淀。

工程實(shí)踐中常用做法為：采用優(yōu)質(zhì)泥漿，改變泥漿稠度清孔，并根據(jù)現(xiàn)場情況延長清孔時間，清除孔底沉渣達(dá)到規(guī)范要求。在清孔工作中常常采用兩次清孔。第一次清孔在鉆孔施工結(jié)束后，第二次清孔在吊放鋼筋籠和導(dǎo)管后。清孔工作完成后，要求測定的泥漿指標(biāo)有三項(xiàng)，即相對密度、含砂率和粘度。灌注之前，孔底沉渣厚度指標(biāo)：對端承樁不應(yīng)大于50mm；對摩擦型樁不應(yīng)大于100mm。清孔后泥漿和孔底沉渣指標(biāo)均達(dá)到合格，立即對樁孔進(jìn)行混凝土灌注。

清孔工作沒有做好，孔底沉渣過厚，造成的事故案例比較多，常見的情況是靜載荷試驗(yàn)沉降量較大，給檢測單位的誤解是樁基承載力不夠。另外，沉渣厚度大小也影響側(cè)阻力的發(fā)揮，近年來有不少科研單位對此進(jìn)行研究探索。因此，鉆孔灌注樁施工時，對于清孔工作一定要做好，避免出現(xiàn)質(zhì)量事故。

2.8 混凝土灌注

混凝土灌注工作是成樁的最后一道工序，也是最為重要的一道工序，十分關(guān)鍵。一旦灌注完畢，若再發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，那么處理起來就會非常困難，將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須把好這最后一道關(guān)，確保樁基質(zhì)量。在泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁的施工中，水下混凝土的灌注全部采用導(dǎo)管法，質(zhì)量控制應(yīng)該從以下幾個方面入手：

（1）水下混凝土應(yīng)具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過試驗(yàn)確定；其塌落度應(yīng)該控制在180～220mm，其初凝時間應(yīng)該不得小于8h。

（2）粗骨料和細(xì)骨料要符合規(guī)范要求。

（3）灌注水下混凝土必須連續(xù)施工，嚴(yán)禁中斷澆筑。開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300～500mm。

（4）混凝土儲蓄量充足，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于0.8m?；炷凉嘧⑦^程中，測量混凝土面的上升高度，將導(dǎo)管的埋深始終控制在混凝土面以下2～6m，上拔導(dǎo)管過程中注意分節(jié)拆卸導(dǎo)管，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面。

（5）當(dāng)混凝土面上升至樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高時，應(yīng)控制超灌高度宜為0.8～1.0m，確保樁頭混凝土密實(shí)，其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)等級。

2019 年8 月13～15 日，由我?guī)r土公司施工的某工程，我公司施工樁隊(duì)未按照規(guī)范要求進(jìn)行混凝土灌注施工，施工時沒有下導(dǎo)管，直接在孔內(nèi)進(jìn)行灌注混凝土，高速灌注下的混凝土粗骨料和細(xì)骨料因?yàn)閯幽懿煌?，發(fā)生離析現(xiàn)象，事故造成18根樁作廢。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工工藝復(fù)雜、質(zhì)量控制環(huán)節(jié)多、施工過程長，施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響整個工程的質(zhì)量，因此在施工過程中必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控。