旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工質(zhì)量控制及管理研究

【摘要】文章基于廣泛應(yīng)用的旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工技術(shù)，對(duì)主要施工工藝流程進(jìn)行了研究，介紹了泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)及措施、質(zhì)量通病及預(yù)防處理措施、施工質(zhì)量管理措施和技術(shù)資料管理措施。研究結(jié)果表明，泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工過(guò)程中，質(zhì)量控制和管理措施至關(guān)重要，特別是在地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水豐富、承載力要求高的情況下，直接影響成樁質(zhì)量和樁基承載力。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；樁基檢測(cè)；混凝土澆筑

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU753.3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-6028（2025）01-0135-03

0 引言

旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工技術(shù)因其高效、環(huán)保等特點(diǎn)，在樁基施工中應(yīng)用廣泛。該技術(shù)利用旋挖鉆機(jī)成孔，采用泥漿護(hù)壁穩(wěn)定孔壁，保證成孔質(zhì)量。施工過(guò)程中，質(zhì)量控制和管理措施直接影響成樁質(zhì)量和樁基承載力。因此，本文將詳細(xì)探討泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁施工的質(zhì)量控制及管理措施。

1 施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和控制措施

為了保證泥漿護(hù)壁旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁工程施工優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制各關(guān)鍵工序。

1.1 原材料質(zhì)量控制

1）鋼材。鋼筋級(jí)別、品種和直徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，鋼材須有出廠質(zhì)量證明書(shū)，且要與實(shí)際進(jìn)場(chǎng)鋼材批號(hào)等相對(duì)應(yīng)。鋼材進(jìn)場(chǎng)時(shí)，及時(shí)填寫(xiě)材料驗(yàn)收記錄表，檢查鋼筋外觀，鋼筋表面不得有裂紋、結(jié)疤，表面的凸塊和其他缺陷的深度和高度不得大于所在部位尺寸的允許偏差，并測(cè)量其直徑偏差。

外觀檢查合格后，應(yīng)在監(jiān)理見(jiàn)證下對(duì)同一批鋼材按規(guī)范要求抽取試樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。如果試樣中有一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目不符合要求，應(yīng)另取雙倍數(shù)量的試件對(duì)不合格項(xiàng)進(jìn)行二次復(fù)試，復(fù)檢中若仍有一件不合格，則該批鋼材定為不合格，對(duì)不合格鋼材應(yīng)清退出場(chǎng)[1]。

2）混凝土。灌注樁用現(xiàn)澆混凝土一般應(yīng)采用預(yù)拌商品混凝土。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)耐久性年限要求，結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的耐久性基本要求。灌注樁所采用的混凝土外加劑產(chǎn)品應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，生產(chǎn)廠家應(yīng)提供質(zhì)量認(rèn)證資料，提供針對(duì)具體工程的產(chǎn)品使用說(shuō)明及具體摻量，并根據(jù)需要提供現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)指導(dǎo)。商品混凝土應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的企業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)提供生產(chǎn)企業(yè)的相關(guān)材料。水下灌注混凝土坍落度一般應(yīng)控制在180～220 mm。

1.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

1）樁位偏差。嚴(yán)格控制測(cè)放樁位誤差，測(cè)放樁位后應(yīng)有專(zhuān)人進(jìn)行復(fù)測(cè)校核。利用旋挖鉆機(jī)自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)和全站儀對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工的旋挖鉆機(jī)大臂垂直度進(jìn)行校核，每次開(kāi)孔前利用自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)校核。

2）護(hù)筒埋設(shè)。護(hù)筒既保護(hù)孔口壁，又是鉆孔的導(dǎo)向，要保證護(hù)筒垂直度。為防止漏漿，護(hù)筒周?chē)粚?shí)，最好用黏土封口。在松散雜填土層和流砂層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)加大泥漿比重，增加黏度，以便形成較好的孔壁。

3）泥漿。采用鈉基膨潤(rùn)土配制泥漿，一般地層配比為水：鈉基膨潤(rùn)土=100：8，新拌制泥漿相對(duì)密度一般為1.10～1.15，pH值大于7。

4）導(dǎo)管。導(dǎo)管在使用前必須檢查其密封性，保證接頭嚴(yán)密，不漏水漏漿。導(dǎo)管上料斗的體積由樁徑、樁長(zhǎng)和導(dǎo)管埋入首灌混凝土中的深度確定，料斗體積應(yīng)確保首批澆筑混凝土的埋管深度。

5）澆筑混凝土。水下灌注混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑?；炷凉嘧r(shí)，導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在2～6 m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面。必須控制好預(yù)拌混凝土配合比、澆筑速度，隨時(shí)檢查坍落度。混凝土澆筑應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高出0.8～1.0 m，確保樁頭質(zhì)量。

6）后壓水泥漿。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和施工方案及相應(yīng)規(guī)范規(guī)程施工。必須用絲網(wǎng)包住水龍頭，防止水泥小塊進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。注漿時(shí)各處連接必須緊密不漏漿，注漿完畢立即清洗壓漿泵和管道。

7）成品保護(hù)。露出地面的壓漿管應(yīng)用堵頭封住，并顯著標(biāo)識(shí)，不得碰撞和擠壓壓漿管，不在有壓漿管處留設(shè)臨時(shí)道路，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備碾壓壓漿管。加工好的成品鋼筋籠應(yīng)設(shè)專(zhuān)門(mén)的存放場(chǎng)地，做好維護(hù)，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備碰撞成品鋼筋籠。樁基施工混凝土灌注完成后，在樁頭附近插上小紅旗，整個(gè)區(qū)域施工完成后拉上警戒線，嚴(yán)禁機(jī)械設(shè)備碾壓已灌注完成的樁頭。灌注完畢，對(duì)于不足0.8 m的保護(hù)樁頭，在終凝后可對(duì)其混凝土部位進(jìn)行回填土保溫養(yǎng)護(hù)，保證設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高以上的保溫層滿足要求，保證混凝土樁頭鑿除后無(wú)受凍，樁頭質(zhì)量合格[2]。

8）夜間施工。配備專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)管理，加強(qiáng)質(zhì)量控制。加強(qiáng)施工技術(shù)交底，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及施工方案進(jìn)行施工。夜間進(jìn)行鋼筋籠焊接及吊裝時(shí)，必須保證足夠的照明，若現(xiàn)場(chǎng)照明不能覆蓋鉆機(jī)施工區(qū)域，每臺(tái)旋挖鉆機(jī)應(yīng)配備臨時(shí)照明燈具。

1.3 樁基檢測(cè)

樁基檢測(cè)方案應(yīng)由建設(shè)方、監(jiān)理方、設(shè)計(jì)方、檢測(cè)方、施工方等相關(guān)單位共同協(xié)調(diào)確定，檢測(cè)方案包括樁基檢測(cè)樁位、檢測(cè)方法等，在條件允許情況下優(yōu)先采用堆載法。最終的基樁檢測(cè)方案應(yīng)由檢測(cè)單位繼續(xù)深化，并提出相關(guān)方案，經(jīng)設(shè)計(jì)人員確認(rèn)后，方可進(jìn)行檢測(cè)。

1.3.1 工程樁驗(yàn)收檢測(cè)目的

先進(jìn)行工程樁樁身完整性檢測(cè)，后進(jìn)行承載力檢測(cè)。檢驗(yàn)工程樁單樁承載力及樁身質(zhì)量完整性是否滿足設(shè)計(jì)要求，并為工程樁驗(yàn)收提供主要依據(jù)。

1.3.2 工程樁驗(yàn)收檢測(cè)項(xiàng)目

抗壓樁與抗拔樁的檢測(cè)內(nèi)容包括：①成孔質(zhì)量檢測(cè)（含孔深、孔徑、孔斜、沉渣厚度等）：受檢孔布置于關(guān)鍵部位；②樁身質(zhì)量檢測(cè)：根據(jù)施工情況和檢測(cè)結(jié)果，相關(guān)各方協(xié)商確定是否采取鉆芯法對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，抗壓樁還需檢測(cè)聲波透射管，該管從樁底下200 mm延伸至施工地面以上不小于200 mm，管頂應(yīng)做保護(hù)，以免損壞或堵塞。

1.3.3 工程樁檢測(cè)方法

1）靜載試驗(yàn)一般采用堆載方式檢測(cè)承載力。如采用相鄰工程樁作為錨樁提供試驗(yàn)反力，錨樁有效樁長(zhǎng)不變，檢測(cè)單位應(yīng)根據(jù)所加荷載對(duì)主筋進(jìn)行加強(qiáng)。試驗(yàn)前須對(duì)受檢樁樁頭做加固處理，對(duì)試樁及錨樁應(yīng)于原設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高向上適當(dāng)延伸至施工地面，延伸段鋼筋籠按樁頂加密區(qū)要求加工。

2）聲波透射法檢測(cè)樁身質(zhì)量完整性。聲測(cè)管由檢測(cè)單位根據(jù)檢測(cè)設(shè)備確定，一般可采用國(guó)標(biāo)DN50鋼管，沿樁身截面對(duì)稱(chēng)安裝。要求聲測(cè)管定位準(zhǔn)確，安裝后應(yīng)平行、對(duì)稱(chēng)。在鋼筋籠制作時(shí)安裝聲測(cè)管，連接常采用外接套管密封焊接，確保不漏水漏漿。聲測(cè)管上端標(biāo)高與主筋頂標(biāo)高相同，下端比鋼筋籠底齊長(zhǎng)出約200 mm，與鋼筋籠固定。施工中應(yīng)對(duì)聲測(cè)管進(jìn)行有效保護(hù)，使其在試驗(yàn)前不被破壞[3]。

3）低應(yīng)變法檢測(cè)樁身質(zhì)量完整性。檢測(cè)時(shí)樁頂應(yīng)清理出新鮮混凝土面，基本保證平整，無(wú)浮渣。

2 質(zhì)量通病及預(yù)防處理措施

2.1 塌孔問(wèn)題

1）產(chǎn)生原因：①護(hù)筒周?chē)从灭ね撂罘饩o密導(dǎo)致漏水或護(hù)筒埋置太淺；②未及時(shí)向孔內(nèi)加泥漿，導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位、孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水降低了靜水壓力、泥漿密度太??；③在流砂、軟淤泥、破碎地層松散砂層中進(jìn)鉆，進(jìn)尺太快或停在某處空轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)，轉(zhuǎn)速太快。

2）防治措施：①護(hù)筒周?chē)灭ね撂罘饩o密，鉆進(jìn)中及時(shí)添加新鮮泥漿，使其高于孔外水位；②遇流砂、松散土層時(shí)，適當(dāng)加大泥漿密度，避免進(jìn)尺過(guò)快、空轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；③輕度塌孔時(shí)加大泥漿密度和提高泥漿水位，嚴(yán)重塌孔則使用黏土泥漿投入，待孔壁穩(wěn)定后采用低速鉆進(jìn)。

2.2 鉆孔偏移

1）產(chǎn)生原因：①樁架不穩(wěn)，鉆桿導(dǎo)架不垂直，旋挖鉆機(jī)磨損，部件松動(dòng)；②土層軟硬不均，導(dǎo)致鉆頭所受阻力不均勻。

2）防治措施：①安裝旋挖鉆機(jī)時(shí)，要對(duì)導(dǎo)桿進(jìn)行水平和垂直校正，檢修鉆孔設(shè)備，若鉆桿彎曲應(yīng)及時(shí)調(diào)換；②遇軟硬土層應(yīng)控制進(jìn)尺，低速鉆進(jìn)偏斜過(guò)大時(shí)，填入石子、黏土重新鉆進(jìn)，控制鉆速，慢速上下提升、下降，往復(fù)掃孔糾正。如有探頭石，宜用旋挖鉆機(jī)鉆透；遇傾斜基巖時(shí)，投入塊石，使表面略平，用錘擊打。

2.3 不進(jìn)尺

1）產(chǎn)生原因：①鉆頭包滿黏土塊，排渣不暢，鉆頭周?chē)逊e土塊；②鉆頭合金刀具安裝角度不當(dāng)，刀具切土過(guò)淺泥漿密度過(guò)大，鉆頭配重過(guò)輕。

2）防治措施：①加強(qiáng)排渣，重新安裝刀具角度、形狀、排列方向；②降低泥漿密度，加大配重，糊鉆時(shí)可提出鉆頭，清除泥塊后再施鉆。

2.4 鉆孔漏漿

1）產(chǎn)生原因：①遇到透水性強(qiáng)或有地下水流動(dòng)的土層，護(hù)筒埋設(shè)過(guò)淺，回填土不密實(shí)或護(hù)筒接縫不嚴(yán)密，導(dǎo)致在護(hù)筒腳或接縫處漏漿；②水頭過(guò)高使孔壁滲透。

2）防治措施：①適當(dāng)加稠泥漿或倒入黏土慢速轉(zhuǎn)動(dòng)；②在回填土內(nèi)摻片石、卵石，反復(fù)沖擊，增強(qiáng)護(hù)壁、護(hù)筒周?chē)暗撞拷涌p，用土回填密實(shí)，適當(dāng)控制孔內(nèi)水頭高度，不要使壓力過(guò)大。

2.5 鋼筋籠偏位、變形、上浮

1）產(chǎn)生原因：①鋼筋籠過(guò)長(zhǎng)，未設(shè)加勁箍，導(dǎo)致剛度不夠，造成變形；②鋼筋籠上未設(shè)墊塊或耳環(huán)控制保護(hù)層厚度，或樁孔本身偏斜、偏位；③鋼筋籠吊放未垂直緩慢放下，而是斜插入孔內(nèi)；④孔底沉渣未清理干凈；⑤當(dāng)混凝土面至鋼筋籠底時(shí)，混凝土導(dǎo)管埋深不夠，混凝土沖擊力使鋼筋籠被頂托上浮。

2）防治措施：①鋼筋應(yīng)分2～3節(jié)制作，分段吊放、連接或設(shè)加勁箍加強(qiáng)；②澆灌混凝土?xí)r，應(yīng)將鋼筋籠固定在孔壁上或壓?。虎刍炷翆?dǎo)管應(yīng)埋入鋼筋籠底面1.5 m以上。

2.6 黏性土層縮頸或糊鉆

1）產(chǎn)生原因：由于黏性土層有較強(qiáng)的造漿能力和遇水膨脹特性，使鉆孔易于縮頸，或使黏土附在鉆頭上，產(chǎn)生抱鉆、糊鉆現(xiàn)象。

2）防治措施：①除嚴(yán)格控制泥漿的黏度增大外，還應(yīng)適當(dāng)向孔內(nèi)投入砂礫，防止糊鉆；②宜采用帶肋骨的鉆頭，邊鉆進(jìn)邊上下反復(fù)擴(kuò)孔，防止縮頸卡鉆事故。

2.7 孔斜

1）產(chǎn)生原因：①鉆進(jìn)松散地層中遇有較大的圓孤石或探頭石，將鉆具擠離鉆孔中心軸線；②鉆具由軟地層進(jìn)入陡傾角硬地層，或粒徑差別大的砂礫層鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭所受阻力不均；③鉆具導(dǎo)正性差，在超徑孔段鉆頭走偏，旋挖鉆機(jī)位置發(fā)生串動(dòng)或底座產(chǎn)生局部下沉使其傾斜等。

2）防治措施：①針對(duì)地層特征選用優(yōu)質(zhì)泥漿，保持孔壁穩(wěn)定；②防止或減少出現(xiàn)探頭石，一旦發(fā)現(xiàn)探頭石，應(yīng)暫停鉆進(jìn)，先回填黏土和片石，再用錐形鉆頭將探頭石擠壓在孔壁內(nèi)。

2.8 斷樁

1）產(chǎn)生原因：①因首批混凝土多次澆灌不成功，再灌上層出現(xiàn)一層泥夾層而造成斷樁；②孔壁塌方將導(dǎo)管卡住，強(qiáng)力拔管使泥水混入混凝土內(nèi)或?qū)Ч芙宇^不良，泥水進(jìn)入管內(nèi)。

2）防治措施：①力爭(zhēng)首批混凝土一次澆灌成功，鉆孔選用較大密度和黏度、膠體率好的泥漿護(hù)壁；②控制進(jìn)尺速度，保持孔壁穩(wěn)定，導(dǎo)管接頭用方絲扣連接，并設(shè)橡皮圈密封嚴(yán)密；③下鋼筋籠骨架時(shí)不碰撞孔壁[4]。

3 施工質(zhì)量管理措施

嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范及其他有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工管理。按照監(jiān)督上道工序、保證本道工序、服務(wù)下道工序的要求，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”進(jìn)行各工序驗(yàn)收，并做好有關(guān)記錄及時(shí)報(bào)驗(yàn)。針對(duì)施工過(guò)程中的關(guān)鍵過(guò)程、特殊過(guò)程編制作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，以指導(dǎo)具體施工，保證施工質(zhì)量。項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)熟悉有關(guān)規(guī)范和工藝規(guī)程，施工前進(jìn)行書(shū)面技術(shù)、安全交底。

4 技術(shù)資料管理措施

工程全過(guò)程采用計(jì)算機(jī)管理資料，編制整個(gè)工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、周計(jì)劃及各種工程報(bào)表。進(jìn)行施工詳圖排版設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，繪制平、立、剖面圖，同時(shí)進(jìn)行各種技術(shù)資料、竣工資料歸檔與管理，進(jìn)行工程總結(jié)。制定檔案工作管理辦法，明確項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人并制定崗位責(zé)任，對(duì)所承包范圍內(nèi)資料收集、整理、編制負(fù)責(zé)。技術(shù)質(zhì)量部負(fù)責(zé)質(zhì)量審核，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，按評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)核定等級(jí)。工程部應(yīng)保證所提供原始資料準(zhǔn)確、完整、連貫。物資部負(fù)責(zé)提供材料的材質(zhì)證明，料到材質(zhì)到，并保證材質(zhì)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。工程照片、視頻等影像資料隨施工進(jìn)度同步連續(xù)進(jìn)行收集整理。

5 結(jié)語(yǔ)

旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁優(yōu)點(diǎn)突出且應(yīng)用廣泛，但施工過(guò)程質(zhì)量控制往往對(duì)其作用效能的發(fā)揮起著關(guān)鍵性作用。因此，必須加強(qiáng)對(duì)其施工過(guò)程的質(zhì)量管控，才能有效保證施工質(zhì)量，從而確保樁基工程安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙剛.淺議旋挖鉆孔灌注樁的應(yīng)用及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].建材與裝飾，2015（52）：46-47.

[2] 楊俊杰.旋挖灌注樁施工及質(zhì)量控制探析[J].江西建材，2023（4）：180-181.

[3] 李凌錕.建筑工程旋挖鉆孔灌注樁施工技術(shù)及質(zhì)量控制[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2018（9）：173-174.

[4] 趙希鑄，倪順年.淺析旋挖機(jī)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制[J].黑龍江科技信息，2009（10）：235.

[5] 吳偉立.旋挖鉆在泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工中注意事項(xiàng)[J].山西建筑，2012，38（1）：66-67.

[作者簡(jiǎn)介]陳虎（1985—），男，河北邯鄲人，本科，注冊(cè)一級(jí)建造師，高級(jí)工程師，研究方向：巖土工程設(shè)計(jì)、施工及項(xiàng)目管理。