阮躍平

廈門(mén)市開(kāi)元國(guó)有資產(chǎn)投資有限公司（361000）

旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問(wèn)題分析及相關(guān)措施

阮躍平

廈門(mén)市開(kāi)元國(guó)有資產(chǎn)投資有限公司（361000）

這里主要探究旋挖鉆孔灌注樁試樁施工情況及通病現(xiàn)象，提出相應(yīng)的措施與對(duì)策。

旋挖鉆孔灌注樁;技術(shù)；措施

0 前言

旋挖鉆孔樁施工工藝是利用筒式鉆頭底鉆部的斗齒，切削土體，并壓入容器內(nèi)，然后由自動(dòng)伸縮鉆桿傾倒鉆土體，如此反復(fù)完成成孔作業(yè)，大大提高了成孔效率。另外，旋挖鉆機(jī)成孔時(shí)不需要泥漿循環(huán)護(hù)壁，它只需要泥漿靜壓護(hù)壁，孔壁鉆幾乎不形成泥皮，泥漿主要作用是平衡孔壁內(nèi)外的水壓力差值，并且泥漿可重復(fù)利用，大大降低了泥漿的使用量，從而利用旋挖鉆機(jī)成孔的灌注樁可提高基樁的承載力[1]。

1 問(wèn)題提出

旋挖鉆孔灌注樁是一種深入地下的隱蔽工程，場(chǎng)地的地質(zhì)條件變化很大，目前勘察技術(shù)還有一定的局限性，影響施工的因素較多，如果完工檢查才發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格，補(bǔ)救處理較難，其質(zhì)量不能直接進(jìn)行外觀檢查。如果上部工程完成后發(fā)現(xiàn)樁的質(zhì)量問(wèn)題，要采取必要的補(bǔ)救措施以消除隱患是非常困難的。所以在施工的全過(guò)程中，必須采取有效的質(zhì)量控制措施，在施工前必須找出常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及解決方案，以確保灌注樁質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)要求。

2 旋挖鉆孔灌注樁簡(jiǎn)介

旋挖鉆孔灌注樁是鉆(沖)孔灌注樁的一種施工形式。旋挖樁機(jī)成孔首先是動(dòng)力頭轉(zhuǎn)動(dòng)底門(mén)鑲嵌斗齒的筒式鉆斗切削巖土,并將原狀巖土裝入斗內(nèi),然后再由鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地取出卸土，直到鉆至設(shè)計(jì)深度，對(duì)黏結(jié)性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進(jìn)工藝，無(wú)需泥漿護(hù)壁。而對(duì)于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩(wěn)定，必須采用靜態(tài)泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)工藝，向孔內(nèi)投入護(hù)壁泥漿或穩(wěn)定液進(jìn)行護(hù)壁，是樁基礎(chǔ)的一種型式。適用范圍：不宜用錘擊樁、靜壓樁、人工挖孔樁的地方，地質(zhì)有較厚的軟或硬夾層，且地下水位較高容易引起流砂或塌方的地方。

優(yōu)點(diǎn)：成樁速度快，省材成本低;對(duì)周圍環(huán)境、鄰近建筑物、己成樁影響小，可以按設(shè)計(jì)要求完成樁長(zhǎng)、樁徑數(shù)據(jù)比例，樁端可以入巖，單樁承載力大，適應(yīng)范圍廣。

缺點(diǎn)：成樁要求操作嚴(yán)格，工藝復(fù)雜，人為因素影響較多，質(zhì)量事故率較高;施工時(shí)間較長(zhǎng)，成樁后需專業(yè)養(yǎng)護(hù)，不能很快承受上部荷載;軟土層施工過(guò)程中在工地排出不少泥漿，很難做到文明施工。

3 旋挖鉆孔灌注樁在施工中常見(jiàn)通病的表現(xiàn)形式

旋挖鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題包括：樁位、樁徑、樁斜、樁長(zhǎng)、樁底沉渣厚度、樁頂浮渣厚度、樁的結(jié)構(gòu)、混凝土強(qiáng)度、鋼筋籠，以及是否有斷樁、夾泥、蜂窩、空洞、裂縫等現(xiàn)象。采取怎樣的預(yù)防措施,來(lái)解決這些施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，是我們探討的重點(diǎn)。

4 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)旋挖鉆孔灌注樁施工中的要求

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94-2008)，《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB 50202-2002等，鉆(沖)孔灌注樁施工應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）灌注樁成孔施工的允許偏差應(yīng)滿足的要求。

2）施工中應(yīng)對(duì)成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進(jìn)行全過(guò)程檢查，嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報(bào)告。

3）泥漿護(hù)壁應(yīng)符合下列規(guī)定：

①在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應(yīng)采取維持孔壁穩(wěn)定的措施。

②在清孔過(guò)程中，應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

4）灌注水下混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)滿足下列要求：

①導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2～6 m。嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面,并應(yīng)控制提拔導(dǎo)管速度，應(yīng)有專人測(cè)量導(dǎo)管埋深及管內(nèi)外混凝土灌注面的高差，填寫(xiě)水下混凝土灌注記錄。

②灌注水下混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的灌注時(shí)間應(yīng)按初盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間控制，對(duì)灌注過(guò)程中的故障應(yīng)記錄備案。

5）鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指標(biāo)應(yīng)符合下列規(guī)定：

①對(duì)端承型樁，不應(yīng)大于50 mm；

②對(duì)磨擦型樁，不應(yīng)大于100 mm；

③對(duì)抗拔、抗水平力樁，不應(yīng)大于200 mm。

5 旋挖鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量通病原因及預(yù)防措施

5.1 樁位

1）原因分析。施工現(xiàn)場(chǎng)泥漿較多，樁位定好后，無(wú)法長(zhǎng)期保存，護(hù)筒埋設(shè)以后尚需校對(duì)。

2）預(yù)防措施。可采取精密測(cè)量方法，即用經(jīng)緯儀定向、鋼皮尺測(cè)距的辦法定位。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，再次進(jìn)行復(fù)測(cè)。采用焊制的坐標(biāo)架校正，護(hù)筒中心同樁位中心保持一致。

5.2 樁抖

1）原因分析。埋設(shè)護(hù)筒采用護(hù)筒內(nèi)徑上下兩端十字交叉法定心，通過(guò)兩中心點(diǎn)，能確保護(hù)筒垂直。

2）預(yù)防措施。鉆機(jī)就位后，鉆斗置護(hù)筒中，測(cè)量四周離護(hù)筒距離確保居中，鉆機(jī)調(diào)平，控制鉆桿垂直度，保證孔斜率小于1%。發(fā)現(xiàn)孔斜過(guò)大，立即采取糾斜措施。

5.3 樁徑

1）原因分析。根據(jù)地層情況，合理選擇鉆頭直徑，對(duì)樁徑控制有重要作用。在黏性土層中鉆進(jìn)，鉆孔直徑應(yīng)比鉆頭(旋挖斗)直徑大5 cm左右。在砂層、砂卵石等松散地層，為防止坍塌掉塊而造成超徑現(xiàn)象，應(yīng)合理使用泥漿。

2）預(yù)防措施。使用旋挖鉆機(jī)施工，由于其旋挖斗反復(fù)上下鉆、取土，可以確保孔壁平整、直立，不致發(fā)生縮徑。

5.4 樁長(zhǎng)

1）原因分析。施工中對(duì)地面導(dǎo)墻標(biāo)高與各項(xiàng)設(shè)計(jì)高程都要弄清，正確進(jìn)行換算。土層中鉆進(jìn)，錐形鉆頭的起始點(diǎn)要準(zhǔn)確無(wú)誤，根據(jù)不同土質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整。機(jī)具長(zhǎng)度丈量要準(zhǔn)確。

2）預(yù)防措施。旋挖鉆機(jī)成孔時(shí)可以準(zhǔn)確地掌握立軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，從而準(zhǔn)確地掌握鉆孔深度。

5.5 樁底沉渣

1）原因分析。土層、砂層鉆進(jìn)方法清孔。應(yīng)合理選擇泥漿性能指標(biāo)，換漿時(shí)返出鉆孔的泥漿比重應(yīng)小于1.25，才能保持孔底清潔無(wú)沉渣。

2）預(yù)防措施。清孔確有困難時(shí)，孔底殘留沉渣厚度，應(yīng)按合同文件規(guī)定執(zhí)行，防止沉渣過(guò)多而影響樁長(zhǎng)和灌注混凝土質(zhì)量。做好一次清孔，為了縮短清孔與灌注之間的時(shí)間,采用灌注管進(jìn)行清孔，可大大降低渣土沉淀的機(jī)會(huì)，從而有效控制樁底沉渣厚度。

5.6 樁頂

1）原因分析。灌注的混凝土，通過(guò)導(dǎo)管從鉆孔底部排出，把孔底的沉渣沖起并填補(bǔ)其空間。隨著灌注的繼續(xù)，混凝土柱不斷升高，由于沉渣比重比混凝土小，始終浮在最上面，形成樁頂浮渣。浮渣的密實(shí)性較差，與混凝土有明顯區(qū)別。

2）預(yù)防措施。當(dāng)混凝土灌注至最后一斗時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確探明浮渣厚度。計(jì)算調(diào)整末斗混凝土容量。灌注完以后再?gòu)?fù)查樁頂高度，達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)將導(dǎo)管拆除，否則補(bǔ)料。

5.7 混凝土強(qiáng)度

1）原因分析。選擇實(shí)力強(qiáng)、社會(huì)信譽(yù)好、以往有過(guò)良好合作的商品混凝土供應(yīng)商。在開(kāi)工前監(jiān)督攪拌站按設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行混凝土試配、快速保養(yǎng)檢測(cè)。嚴(yán)格按規(guī)范把好水泥、砂、石的質(zhì)量關(guān)，有質(zhì)量保證書(shū)的也要進(jìn)行核對(duì)。

2）預(yù)防措施。灌注過(guò)程中，經(jīng)常觀察分析混凝土配合比，及時(shí)測(cè)試坍落度。為節(jié)約水泥可適量加入添加劑，減少加水量，提高混凝土強(qiáng)度。嚴(yán)格按規(guī)定作試塊，應(yīng)在拌合機(jī)出料口取樣，保證取樣質(zhì)量。

5.8 樁身結(jié)構(gòu)

1）原因分析。制作鋼筋籠不能超過(guò)規(guī)范允許的誤差，包括主筋的搭接方式、長(zhǎng)度。定心塊是控制保護(hù)層厚度的必要措施，不能省略。

2）預(yù)防措施。鋼筋籠的全部數(shù)據(jù)都應(yīng)按隱蔽工程進(jìn)行驗(yàn)收、記錄。鋼筋籠底應(yīng)制成錐形，底面用環(huán)筋封端，以便順利下放。起吊部位可增焊環(huán)筋，提高強(qiáng)度。起吊鋼繩應(yīng)放長(zhǎng)，以減少兩繩夾角，防止鋼筋籠起吊時(shí)變形。確保導(dǎo)管密封良好，灌注時(shí)串動(dòng)導(dǎo)管時(shí)提高不能過(guò)多，防止夾泥、斷樁等質(zhì)量事故發(fā)生。如發(fā)生這些事故，應(yīng)將導(dǎo)管全部提出，處理好以后再下入孔內(nèi)。

6 保證旋挖鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的技術(shù)總結(jié)

1）填土、黏土，添砂層一般比較松軟，可選用摩擦鉆桿和回轉(zhuǎn)鉆斗鉆進(jìn)。

2）填土層在干性狀態(tài)下膠結(jié)性都比較好，在干孔鉆進(jìn)下可用單底板土層鉆斗鉆進(jìn)，也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆斗鉆進(jìn)。

3）若在濕孔鉆進(jìn)條件下，因土遇水的膠結(jié)性能變差，一般用底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)以便撈取鉆渣。

4）砂土層和砂層的膠結(jié)性能都比較差，不管干孔鉆進(jìn)還是濕孔鉆進(jìn)均用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。

5）對(duì)于含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。

6）對(duì)于硬質(zhì)較大的基巖地層、大的漂石層，直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進(jìn)都比較困難，嵌巖筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)。

7）嵌巖筒鉆分為取芯巖石筒鉆和不取芯巖石筒鉆，取芯巖石筒體鉆除了筒體底下端焊有子彈頭截齒外，筒體內(nèi)壁上裝有承托巖芯的合頁(yè)片。不取芯巖石筒鉆則沒(méi)有承托巖芯的合頁(yè)片。嵌巖筒鉆的主要作用在于對(duì)孔內(nèi)巖芯的圓周進(jìn)行松動(dòng)掏挖，為以后下入嵌巖短螺旋鉆頭破碎巖芯創(chuàng)造破碎自由面。

8）對(duì)于層理發(fā)育且各向異性的硬巖地層，用嵌巖筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進(jìn)，能有效地預(yù)防孔斜及提高工作效率。

9）旋挖鉆機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)，根據(jù)地層選用鉆斗的同時(shí)，還要注意在鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺的控制，在使用旋挖斗時(shí)依據(jù)斗體的容量,一般在斗體三分之二為合適，鉆斗倒土堆放點(diǎn)距樁孔口需大于6.0 m。進(jìn)尺深度根據(jù)樁直徑而定,也要根據(jù)地層的密度控制進(jìn)尺深度。進(jìn)尺過(guò)多導(dǎo)致卸土困難，還會(huì)造成埋鉆卡鉆的事故發(fā)生，過(guò)少會(huì)延誤施工進(jìn)度，增加設(shè)備、能源消耗，從而成本提高，降低了效益。

7 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明,旋挖鉆機(jī)成孔灌注樁是高效、環(huán)保的成樁方式，只有規(guī)范施工，根據(jù)地層選擇合適的鉆具和操作方法，對(duì)成孔、泥漿管理、清渣、放置鋼筋籠和導(dǎo)管、灌注混凝土等工序進(jìn)行嚴(yán)格控制,才能避免質(zhì)量通病。