吳勝婕

摘要：鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)中常見的一種形式，廣泛應(yīng)用于房屋建筑、橋墩基礎(chǔ)的施工，其具有施工速度快、噪聲小、承載力大等優(yōu)點(diǎn)。但鉆孔灌注樁施工環(huán)節(jié)較多，容易出現(xiàn)樁位偏差過大、孔底沉渣偏多、埋管、鋼筋保護(hù)層不足、樁體砼離析、斷樁、樁爛心等質(zhì)量問題。這些質(zhì)量問題往往使成樁難以滿足設(shè)計(jì)要求，且補(bǔ)救困難，因而嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量是整個(gè)施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：橋梁鉆孔灌注樁；施工質(zhì)量控制

中圖分類號：TU71文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

工程案例

某工程基本情況：主引橋1座，全長567.194m，共分5跨；匝道橋4座，總長1517.769m。據(jù)鉆探勘察報(bào)告，橋梁施工場地土層自上而下依次為雜填土，粘土，淤泥質(zhì)粘土，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土，含粘性土粉砂，粉質(zhì)粘土，粘土，粉質(zhì)粘土，細(xì)砂，粉質(zhì)粘土，中砂，粉質(zhì)粘土，粘土，粉砂。工程所采用樁基礎(chǔ)主要為直徑φ1200mm的鉆孔灌注樁，平均設(shè)計(jì)樁長為60m，混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25。

2、鉆孔灌注樁施工過程前的質(zhì)量控制

在準(zhǔn)確放樣的前提下埋設(shè)護(hù)筒，埋設(shè)護(hù)筒的方法和要求，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-89）（以下簡稱《規(guī)范》）已作出了較詳細(xì)的規(guī)定。如果鉆孔是在陸地上進(jìn)行的，則一般采用挖坑法，比較簡單易行；如果鉆孔在水上進(jìn)行，則護(hù)筒埋設(shè)采用錘擊打入的方法，比較快捷穩(wěn)妥，前提條件是均要在護(hù)筒上口作好樁中心標(biāo)記，以便鉆機(jī)對中。鉆孔對中過程中，比較易忽視的就是鉆機(jī)底座的水平問題，這在一般成套設(shè)備中因?yàn)橛幸簤赫{(diào)整裝置，問題不大，只要注意就行了；而在自制的鉆孔設(shè)備中，由于沒有水平調(diào)整裝置，再加上有時(shí)在水上搭設(shè)平臺，平臺本身即與水平面不平行，致使鉆桿夾具無法保持水平，引起鉆桿的不垂直，從而影響灌注樁的垂直性。盡管此時(shí)鉆頭中心與護(hù)筒所標(biāo)設(shè)的樁中心重合，而實(shí)則樁位已偏斜。因此在對位及鉆孔過程中，均應(yīng)觀測調(diào)整鉆機(jī)的水平和垂直度。

在該工程主引橋鉆孔灌注樁施工中的某樁，出現(xiàn)了護(hù)筒外壁冒水，引起地基下沉，護(hù)筒傾斜和移位，造成了鉆孔偏斜。通過檢查，發(fā)現(xiàn)原因是埋設(shè)護(hù)筒時(shí)周圍的土體不夠密實(shí)，護(hù)筒水位差太大所致，經(jīng)過及時(shí)調(diào)整，才使工程得以順利進(jìn)行。造成護(hù)筒壁冒水的主要原因有這幾種：埋設(shè)護(hù)筒的周圍土體不夠密實(shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞。 其防治措施有：在埋筒時(shí)應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)，在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.01.5米的水頭高度，鉆頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒，發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí)，應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土在四周填實(shí)加固，若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí)，則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。3、灌注樁施工中的質(zhì)量控制及防治

3.1成孔后孔底沉渣量的控制

該工程某號灌注樁施工完成后，樁設(shè)計(jì)承載力為2000kN，實(shí)施荷載試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)外荷載加至1400kN，樁就出現(xiàn)大量沉降，經(jīng)施工人員多方面證實(shí)是因?yàn)闃抖顺猎窟^多，導(dǎo)致該樁失效，亦影響其它樁的評定?？椎壮猎怯绊憳冻休d能力的重要因素，有關(guān)規(guī)范規(guī)定，水下灌注樁樁底沉渣厚度對端承樁不得超過100mm、磨擦樁為300mm，但在施工過程中，常有不少灌注樁的樁底沉渣仍滿足不了此要求，其原因，主要是由于泥漿性能不符合要求，影響鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量的泥漿的性能指標(biāo)主要是比重和粘度，若泥漿過稀，則攜渣能力不夠，若泥漿過稠，則孔壁會形成一層厚厚的泥皮，無形之中減少了樁徑。泥漿的比重、粘度應(yīng)根據(jù)地下水位高低和地層穩(wěn)定情況等進(jìn)行確定，如地下水位較高，容易坍塌，泥漿比重、粘度可大些，但不宜過大，比重以1.1～1.2、粘度為18～25s為宜。鉆孔結(jié)束后，監(jiān)理人員應(yīng)要求施工單位在進(jìn)行一次清孔的同時(shí)必須不斷地補(bǔ)充新鮮泥漿，將孔內(nèi)含砂量大、性能差的泥漿置換出來；二次清孔時(shí)宜采用泵吸反循環(huán)清孔，若采用正循環(huán)清孔，要排出巖渣和泥團(tuán)，須加大泥漿比重和粘度，且清孔的速度要慢。鉆孔完畢后監(jiān)理人員必須對終孔進(jìn)行驗(yàn)收，根據(jù)鉆桿和鉆頭或測繩的總長度和上部剩余長度檢查終孔深度；要嚴(yán)格檢測鉆桿和鉆頭或測繩長度的準(zhǔn)確性，杜絕以超深來抵消孔底淤積。

由于清孔時(shí)利用大功率的泥漿泵翻騰底部沉渣形成上升力，并利用泥漿的浮力將沉渣排出。因此檢查沉渣厚度前須關(guān)閉泥漿泵切斷排渣動力，并等待510min使底部較大顆粒的沉渣沉積，再使用測錘檢測沉渣厚度。由于使用原土造漿，泥漿的膠體率相對較差，會在較短時(shí)間內(nèi)使泥漿懸浮顆粒沉淀增大沉渣厚度。應(yīng)在清孔結(jié)束30分鐘之內(nèi)灌注混凝土，否則應(yīng)重新檢測沉渣厚度，不符合要求的須重新清孔排渣。建議泥漿檢測順序依次為：關(guān)閉泥漿泵－測泥漿比重－測含砂率－測粘度－測沉渣厚度。

3.2孔壁坍塌控制

3.2.1、泥漿護(hù)壁技術(shù)

沖擊鉆孔，沖抓鉆孔和回轉(zhuǎn)鉆削成孔等均可采用泥漿護(hù)壁施工技術(shù)。

該施工技術(shù)的過程是：場地平整→泥漿制備→埋設(shè)護(hù)筒→鋪設(shè)工作平臺→安裝鉆機(jī)并定位→鉆進(jìn)成孔→清孔并檢查成孔質(zhì)量→下放鋼筋籠→灌注水下混凝土→拔出護(hù)筒→檢查質(zhì)量。

泥漿護(hù)壁是鉆孔灌注樁施工技術(shù)關(guān)鍵之一。泥漿護(hù)壁的好壞直接關(guān)系到鉆孔灌注樁的質(zhì)量。泥漿護(hù)壁按土層的性質(zhì)可以用原土造漿，即鉆孔時(shí)直接注人清水使之與原位的粘土混合成護(hù)壁泥漿，也可用人工制備的泥漿。在砂層、砂夾層等易塌孔的土層中鉆孔，應(yīng)當(dāng)用人工制備的特殊泥漿。在該工程某小橋的鉆孔灌注樁施工過程中，大量的粘土從樁底排出來，經(jīng)質(zhì)檢人員檢測后，與清水混合成護(hù)壁泥漿，這樣一來，既經(jīng)濟(jì)，又可就地取材，大大加快了工程的進(jìn)度。泥漿的作用是護(hù)壁、攜砂、冷卻鉆頭和潤滑，其中護(hù)壁和攜砂是主要的。注入干凈泥漿的比重應(yīng)控制在1.1g/cm3左右，泥漿稠度過大會影響鉆進(jìn)速度，而泥漿過稀則不利于護(hù)壁和排渣。排出泥漿的比重應(yīng)控制在1.21.4 g/cm3左右；當(dāng)穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時(shí)排出泥漿的比重可增大至1.31.5 g/cm3。泥漿除控制比重外，還應(yīng)定期測定它的粘度。在不同的土層中鉆孔，泥漿粘度要求是不同的，在混有砂土的淤泥層中，合適的泥漿粘度為2023s；在砂土中為2345s；在沙礫層中大于45s。

3.2.2、孔壁坍塌控制

孔壁坍塌一般是因預(yù)先未料到的復(fù)雜的不良地質(zhì)情況、鋼護(hù)筒未按規(guī)定埋設(shè)、泥漿粘度不夠、護(hù)壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下鋼筋籠及升降機(jī)具時(shí)碰撞孔壁等因素造成的，易造成埋、卡鉆事故，應(yīng)高度重視并采取相應(yīng)措施予以解決。監(jiān)理人員首先應(yīng)認(rèn)真審閱場地工程地質(zhì)勘察報(bào)告，對地層情況做到心中有數(shù)；其次必須嚴(yán)格要求施工單位按規(guī)定埋設(shè)鋼護(hù)筒，保證孔口排水良好，下設(shè)鋼筋籠及升降機(jī)具要防止偏斜；再者，在特殊地層鉆進(jìn)應(yīng)要求采用優(yōu)質(zhì)沖洗液護(hù)壁，同時(shí)也可采用正循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)排渣的作法來抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌；最后，在不穩(wěn)定地層中，換漿不要過早，可在下完鋼筋籠后進(jìn)行二次清孔時(shí)替換掉高比重泥漿后，要督促施工單位及時(shí)灌注混凝土，減少沉渣時(shí)間，以保證樁身質(zhì)量。

3.3、擴(kuò)徑和縮徑控制

擴(kuò)徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現(xiàn)擴(kuò)孔或縮孔及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象引起的，擴(kuò)孔一般是由鉆頭振動過大、偏位或孔壁坍塌造成的，縮孔是由于鉆頭磨損過甚、焊接不及時(shí)或地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的?？s徑會減少樁的豎向承載力，而擴(kuò)徑會增加成本，必須采取有力措施予以控制。為避免擴(kuò)徑的出現(xiàn)，監(jiān)理人員應(yīng)檢查鉆機(jī)是否固定、平穩(wěn)，要求減壓鉆進(jìn)，防止鉆頭擺動或偏位，在成孔過程中還應(yīng)要求徐徐鉆進(jìn)，以便形成良好的孔壁，要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位，確?？變?nèi)泥漿對孔壁有足夠的壓力，成孔尤其是清孔后應(yīng)督促施工單位盡快灌注水下混凝土，盡可能減少孔壁在小比重泥漿中的浸泡時(shí)間；為避免縮徑的出現(xiàn)，鉆孔前監(jiān)理人員應(yīng)詳細(xì)了解地質(zhì)資料，判別有無遇水膨脹等不良地質(zhì)條件的土層，如有應(yīng)要求施工單位應(yīng)采用失水率＜3～5 ml／30 min的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁，經(jīng)常對鉆頭的直徑進(jìn)行校正，鉆頭直徑一般比所需成孔直徑小20～25 mm為宜。

3.4、導(dǎo)管埋深控制

導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁質(zhì)量，必須予以嚴(yán)格控制。監(jiān)理人員應(yīng)要求施工單位在開澆時(shí)，料斗必須儲足一次下料能保證導(dǎo)管埋入混凝土達(dá)1.0m以上的混凝土初灌量，以免因?qū)Ч芟驴谖幢宦袢牖炷羶?nèi)造成管內(nèi)反混漿現(xiàn)象，導(dǎo)致開澆失??；在澆注過程中，要經(jīng)常探測混凝土面實(shí)際標(biāo)高、計(jì)算混凝土面上升高度、導(dǎo)管下口與混凝土面相對位置，及時(shí)拆卸導(dǎo)管，保持導(dǎo)管合理埋深，嚴(yán)禁將導(dǎo)管撥出混凝土面，導(dǎo)管埋深一般應(yīng)控制在1～6 m，過大或過小都會在不同外界條件下出現(xiàn)不同形式的質(zhì)量問題，直接影響灌注樁的質(zhì)量。

3.5、鋼筋籠上浮控制

鋼筋籠的尺寸及焊接質(zhì)量。下鋼筋籠之前應(yīng)檢查保護(hù)塊是否安放到位，核對每節(jié)鋼筋籠的長度。嚴(yán)格控制鋼筋的焊接質(zhì)量。冬季施工時(shí)氣溫較低，焊接質(zhì)量會受影響(鋼筋脆性增大)，故應(yīng)特別重視。

在灌注混凝土前，鋼筋籠自重與懸吊力形成平衡狀態(tài)，在混凝土灌注過程中，由于下列原因引起鋼筋籠上浮：①鋼筋籠在孔口固定不牢固或提升導(dǎo)管用力過猛，將鋼筋籠鉤掛；②混凝土面到達(dá)鋼筋籠底面時(shí)，導(dǎo)管埋深過淺，灌注量過大或混凝土面超過鋼筋籠底一定高度時(shí)，導(dǎo)管埋深過大；③混凝土質(zhì)量差，對于易離析、坍落度損失大的混凝土，都易使鋼筋籠上浮，解決的辦法是操作要正確、確?；炷临|(zhì)量及加快混凝土灌注。另外，監(jiān)理人員還應(yīng)要求施工單位做好如下控制措施：①在鋼筋籠上加壓重物，并在上端加焊4根較粗鋼筋（20以上）固定在鋼護(hù)筒頂部施工平臺上；②用細(xì)鋼筋在鋼筋籠上加焊防浮倒刺；③當(dāng)混凝土上升至鋼筋籠底部附近時(shí)，小步提升導(dǎo)管以保持較小的埋管深度（≥1．5 m），并稍稍減緩混凝土的灌注速度。

3.6、樁頭質(zhì)量控制

有關(guān)規(guī)范規(guī)定當(dāng)鑿除樁頂浮漿層后，應(yīng)保證設(shè)計(jì)的樁頂標(biāo)高及樁身混凝土質(zhì)量。在鉆孔灌注樁施工中，要想保證樁頭的質(zhì)量，必須控制好最后一次灌注量，樁頂不得偏低，鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，這就要求灌注混凝土的高度要超過樁頂標(biāo)高。在實(shí)際施工中，超灌量控制不當(dāng)是經(jīng)常存在的問題，超灌量過大，造成浪費(fèi)，超灌量不足，樁質(zhì)量不能得到滿足。另外，在開挖樁頭檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于樁頂混凝土與孔內(nèi)泥漿有直接接觸，里面有時(shí)會裹有泥砂和浮漿等雜質(zhì)，對樁頭質(zhì)量產(chǎn)生極大影響。監(jiān)理人員必須重視影響樁頭質(zhì)量的因素，要求施工單位采取如下控制措施：①嚴(yán)格成孔工藝，清孔徹底，采用正確的水下混凝土灌注工藝，使鉆渣、泥皮被頂起至樁頂，在樁頭形成較厚的浮漿層；②施工中應(yīng)測準(zhǔn)混凝土上升面標(biāo)高；③應(yīng)確定合理的超灌量，根據(jù)浮漿層厚度及樁頂標(biāo)高附近的工程地質(zhì)情況，宜取0．5～1．0 m的超灌高度；④清孔泥漿要滿足要求，灌注混凝土前，要進(jìn)行孔底泥漿取樣，孔底50 cm范圍內(nèi)的泥漿比重≤1．25、粘度≤28 s；⑤在混凝土灌注過程中，盡量少上下活動導(dǎo)管，導(dǎo)管埋深要在1～6 m范圍。

4、結(jié)論

鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目，而且在橋梁工程中其質(zhì)量的控制非常關(guān)鍵。鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目，而且在橋梁工程中其質(zhì)量的控制非常關(guān)鍵。在組織鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵幾個(gè)工作是施工方法確定、施工機(jī)械的選型、施工現(xiàn)場的布置、鉆孔、清孔和灌注水下混凝土。因此，應(yīng)隨時(shí)做好各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)的檢測工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，根據(jù)不同情況及時(shí)采取相應(yīng)的防治措施，有效的控制施工過程前后的一些通病，只有這樣，灌注樁的施工質(zhì)量才能得到有效的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]樁基工程手冊［M］.[2]樁基工程技術(shù)［M］.[3]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)（JTJ.071）.[4]公路橋梁鉆孔樁（下冊）.[5]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041）.[6]淺談鉆孔灌注樁的施工監(jiān)理[J].[7]淺談樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量管理[J].