周林

一、概述：

鉆孔灌注樁是通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，然后放入鋼筋籠，灌注混凝土而成。由于鉆孔灌注樁能夠在各種地質(zhì)條件下施工，單樁承載力高，直徑和樁長可變，沉降量小，被廣泛用于高層建筑及橋梁碼頭等建設工程中。

對于超高層建筑、巖層較淺且承載力要求較高的建筑，較多采用嵌巖鉆孔灌注樁。嵌巖鉆孔灌注樁單樁承載力較高，抗震性能較好。但是施工工藝復雜且難度大，并且影響灌注樁承載力的因素較多。如機型的選擇、入巖的判定、鉆孔及清孔環(huán)節(jié)的施工、鋼筋籠的綁扎、混凝土的灌注、二次注漿、施工人員和監(jiān)理人員的責任意識等都會影響灌注樁的質(zhì)量及單樁承載力的大小。筆者通過某工程實踐，參與了嵌巖鉆孔灌注樁的整個施工過程管理，對工程施工過程中存在的問題進行了分析和總結(jié)，現(xiàn)對嵌巖鉆孔灌注樁關(guān)鍵階段成孔階段的施工質(zhì)量控制與管理提出了意見和建議。

二、 工程概況

1、工程設計概況

本工程主體采用框架結(jié)構(gòu)，主樓區(qū)域樁基形式為鉆孔灌注樁，共計848根，灌注樁直徑為600mm。由于持力層標高起伏較大，樁長根據(jù)現(xiàn)場情況定，樁端進入中分化層不小于1米。本工程鉆孔灌注樁的樁端持力層為（7）層中風化粉砂質(zhì)泥巖、砂巖、礫巖層，該層極限段阻力標準值4000kpa。為減少樁底沉渣的不利影響，提高單樁承載力，本工程灌注樁采用后注漿施工工藝。

2、 工程地質(zhì)狀況

場地地面以下50米以內(nèi)土層主要有雜填土、粘性土、不同風化程度的礫巖和砂巖及泥巖組成。巖石層包含強風化和中風化巖層，從勘探情況看，強風化已穿透，中風化未穿透。強風化層主要成分是粉砂質(zhì)泥巖和砂巖全風化的殘積土，局部含有大塊漂石，顏色為磚紅色、紫紅色，厚度為1.8米—8.7米。中風化層主要成分是石英、巖屑和白云母，巖石強度總體尚可工程特性好，顏色為會紅、灰白色。地面高程在1.93～11.04m之間（85國家高程基準，以下同），相對高差9.11m。地表起伏較大，該范圍地層主要物理力學性質(zhì)指標如下表1所示：

三、 成孔階段施工控制

1、鉆機及鉆頭的選擇

選擇合適的機型和鉆頭必須充分考慮項目的特點和要求，才能合理選用。本項目特點：項目工期緊，并且項目所屬區(qū)域比較空曠；鉆孔灌注樁的設計要求：穿透強分化巖層并入中風化巖層1.5m-3m。

根據(jù)本工程的地質(zhì)條件及項目的特殊要求，適合本項目的鉆機類型有CZ-8A型沖擊鉆機和GPS20型工程鉆機，通過實際成樁對比發(fā)現(xiàn)，沖擊鉆機的成孔效率優(yōu)于GPS20型鉆機，要在100個日歷天完成如此大量的灌注樁施工，難度非常大，經(jīng)研究決定采用CZ-8A型沖擊鉆機成孔。沖擊鉆頭重為2.8-3.1噸，鉆頭直徑60cm。

2、 鉆孔過程中的質(zhì)量控制

2.1鉆孔前施工準備階段

（1）、確定施工順序：場地平整、樁位放線、開挖泥漿池、埋設護筒、鉆機就位，孔位校正、沖擊成孔、泥漿循環(huán)、清除廢漿、泥渣、清孔換漿、終孔驗收。

（2）、 鉆孔前，在孔口設置圓形高2m，厚8mm的鋼護筒。護筒內(nèi)徑比鉆頭直徑大200mm，深1.4m，埋設宜穿過上部填土層，以保護孔口和防止塌孔。護筒埋好后，四周土應壓實，位置應反復校正。沖孔機就位后，沖擊鉆應對準護筒中心，偏差不大于±20mm。

2.2入巖判定

常見問題：由于本項目地質(zhì)情況復雜，所以巖石的強分化層和中分化層之間界面難以判斷，施工過程中對入中分化巖層沒有明顯的判別方法。圖紙也沒有對每根樁設計固定的樁長，對入持力層的嵌巖深度判定有一定的難度。

判定方法：通過參建各方在現(xiàn)場對第一根入巖樁的施工進行分析、總結(jié)，主要可以通過地質(zhì)勘探報告、鉆機速率變化、巖石碎片進行綜合判定。

（1）、根據(jù)地質(zhì)勘探報告的地質(zhì)情況進行判斷

從地勘報告可以知道，整個場地的地質(zhì)情況是有雜填土、粘性土、不同風化程度的礫巖和砂巖及泥巖組成，巖石層包含強風化和中風化巖層。地勘報告的斷面地質(zhì)情況均可以反映各層的深度及厚度。但是在實際情況看，地勘只能相對有限的反映地質(zhì)情況，因為地勘的點位間距都在25-30米左右，而設計樁位柱網(wǎng)間距為7mx9m和9mx9m，且地質(zhì)情況復雜。所以須結(jié)合地勘報告中各層深度和厚度，可以初步判定入強分化和中風化的深度。

（2）、根據(jù)鉆機的鉆速速率進行判斷

鉆機鉆頭在進入土層時，運行較為正常，運行速率較快且較為均勻，鉆頭速率在1-2m/小時。當鉆頭接觸強分化巖石時，鉆速速率將會出現(xiàn)明顯變化，并伴有輕微聲響，嚴重時會停止。鉆頭在強分化層施工時，鉆頭速率比較緩慢，在50cm/小時左右，當鉆頭速率再次出現(xiàn)變化，速率在30cm/小時之內(nèi)時，可以基本判斷進入了中分化層。

（3）、根據(jù)打撈的碎片判斷

從孔底返至地表的石屑直接反映持力層性狀，應及時采集石屑，在強分化層時，鉆出的石屑相對較大，直徑一般都在4-10cm甚至更大。當石屑直徑都在1cm左右并且硬度較高時，可以基本判斷進入中風化層。

2.3入巖鉆孔施工階段

沖擊鉆頭開始沖擊成孔時宜低錘密擊，并及時加快水與粘土泥漿護壁，使孔壁擠壓密實，直至孔深達護筒下3～4m后，才加快速度，加大沖程，轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊。沖擊時應隨時測定和控制泥漿密度，并定時補漿。過程中應派專人及時清理泥漿池沉積物，保證不淤塞。泥漿泵也要有專人看管，防止泥漿泵被雜物填塞而不工作不供漿。在鉆孔過程中，在土層時施工人員每1-2m做一次檢查，進入巖層后每半小時做一次檢查，對孔的垂直度、深度情況做好記錄，如發(fā)現(xiàn)偏斜或者遇地質(zhì)特殊情況應立即停止鉆進，采取措施進行糾偏。對于變層處和易于發(fā)生偏斜的部位，應采用低錘輕擊、間斷沖擊的辦法穿過，以保持孔形良好。遇到強分化層時，由于鉆出的石屑直徑較大，要及時將孔內(nèi)殘渣排出孔外，以免孔內(nèi)殘渣太多，出現(xiàn)埋鉆現(xiàn)象。

3、 清孔階段

清孔的目的是清除孔底的沉渣，孔底沉渣是影響灌注樁承載力的因素之一。鉆孔到達設計深度后，測量檢查孔深和孔徑，與原設計核對無誤后，進行清孔。清孔過程中要控制泥漿的密度，防止塌孔。施工時一定要保證清孔時間和清孔質(zhì)量，將孔底淤泥、沉渣清除干凈。

四、對各參建單位質(zhì)量行為管理

1、施工過程中影響質(zhì)量的行為：

1.1、由于項目工期短，設計周期緊張，設計師對設計圖紙深度不夠，施工技術(shù)人員對圖紙理解不夠透徹，與專業(yè)設計師的溝通不暢。

1.2、施工工期緊張的原因，在施工過程中，整體運行的樁機數(shù)量較多，樁機運行基本是在24小時運轉(zhuǎn)，而且在過程中需要工人在現(xiàn)場按規(guī)定時間進行測量并記錄。對現(xiàn)場工人培訓及技術(shù)交底不夠或者不全面，對工人的工作時間配置不合理，會導致現(xiàn)場資料虛假，質(zhì)量控制標準不一。

1.3、勘探報告反映出巖石的各分化層并不是水平的，中分化的深度深淺不一，判斷入巖難度大，參建各方配合不好，對樁入巖深度有較大影響。

1.4、項目建筑面積大，樁基數(shù)量多，投入運轉(zhuǎn)的樁機的數(shù)量多，工期緊，24小時施工，所以對現(xiàn)場監(jiān)理人員的要求較高。監(jiān)理人員數(shù)量配置不夠、人員不到位、監(jiān)督及檢查力度不夠，會對影響整個樁基施工質(zhì)量。

2、對各參建單位的要求：

2.1、施工單位現(xiàn)場人員應認真負責，主要專業(yè)工種操作人員要有上崗證、根據(jù)現(xiàn)場施工情況對施工班組和人員合理配置，保證每臺樁機能夠順利運轉(zhuǎn)。

2.2、施工單位技術(shù)員應提前做好施工組織設計并對一些特殊的施工工藝做好施工方案，現(xiàn)場施工人員應熟悉圖紙，發(fā)現(xiàn)問題及時與各方進行溝通。對各樁機班組人員及時進行交底，保證按圖施工，按既定的施工方案執(zhí)行。

2.3、監(jiān)理單位現(xiàn)場人員應認真負責，監(jiān)理單位根據(jù)現(xiàn)場施工情況對監(jiān)理人員合理配置，保證施工時監(jiān)督檢查及時、到位，對重點部位、關(guān)鍵工序?qū)嵤┡哉颈O(jiān)理。

2.4、監(jiān)理單位的監(jiān)理規(guī)劃、監(jiān)理實施細則（關(guān)鍵部位和工序的確定及措施）做到及時并有針對性，現(xiàn)場監(jiān)理人員嚴格執(zhí)行制定的相關(guān)規(guī)定。

2.5、設計單位應認真仔細設計圖紙，對交付現(xiàn)場圖紙及時進行交底，對現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)圖紙矛盾和不符的情況及時進行解決。

2.6、建設、勘探、設計、監(jiān)理、施工單位應保持溝通順暢，及時發(fā)現(xiàn)并及時解決問題。對現(xiàn)場施工的特殊情況，各單位均需積極配合，合力解決。

五、結(jié)束語

因本區(qū)域?qū)儆诘蜕綒埱鸬貐^(qū)，巖層較淺，場地起伏較大。該區(qū)域內(nèi)高層建筑樁基形式通常采用嵌巖鉆孔灌注樁，采用沖擊鉆孔施工技術(shù)。本地區(qū)工程技術(shù)人員普遍對嵌巖鉆孔灌注樁施工工藝較為陌生。通過在本項目的整個施工過程管理，總結(jié)了嵌巖鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制與管理。只有嚴格遵守上述控制措施，才能在較短的工期內(nèi)，安全高效的完成施工任務。

參考文獻：

[1]《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）

[2]《建筑地基基礎工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）