李衛(wèi)明

摘 要： 鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，作為現(xiàn)代建筑工程中常用的基礎形式；但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下環(huán)境中進行與完成的，施工過程容易出現(xiàn)質(zhì)量事故，且施工過程無法直接觀察獲得質(zhì)量情況，必須重視施工過程監(jiān)控；施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將直接影響到整個樁的質(zhì)量，甚至造成嚴重的質(zhì)量事故。

關(guān)鍵詞： 鉆孔灌注樁；控制技術(shù)

1、引言

由于灌注樁一般屬于隱蔽工程，不容易保證其質(zhì)量，且內(nèi)部質(zhì)量無法觀察，若成樁后進行開挖驗收，因費用和工期所限都不現(xiàn)實。因此，在施工中把它當作一項關(guān)鍵性工程看待，加強施工過程管理，把握和分析施工過程中可能會發(fā)生的問題，必須從施工過程中的每一道工序抓起，嚴格控制、嚴把質(zhì)量關(guān)，將一切不良隱患消除在成樁之前，以過程控制來保證施工質(zhì)量。

2、混凝土灌注樁施工控制技術(shù)

水下混凝土灌注樁工程的施工通常采用導管法進行施工。是在泥漿護壁的樁孔中，混凝土拌和物在一定的落差壓力作用下，通過密封連接的導管進入到初期灌注的混凝土下面，頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿逐步上升，形成連續(xù)密實的混凝土樁身。導管法施工技術(shù)要求非常嚴格，為使水下混凝土灌注樁施工質(zhì)量得以保證，必須要從施工設備、成孔質(zhì)量、護壁泥漿、鋼筋籠制作安裝、混凝土配制、灌注工藝等幾方面加以控制，才能保證灌注樁的施工質(zhì)量。

2.1.施工設備的控制

砼灌注樁要求施工不能間斷，這就對施工設備質(zhì)量提出了嚴格要求，混凝土灌注所需施工設備、機具要求配套并且性能完好。這是保證灌注水下混凝土質(zhì)量的前提。施工現(xiàn)場備用發(fā)電機數(shù)量充足，要保證工地的備用發(fā)電機性能良好，足以應付施工過程中可能發(fā)生的電網(wǎng)斷電情況，這樣可以防止灌注時間延誤，避免造成斷樁事故。 注意混凝土拌和機類型的選擇，宜選用大容量拌和機，在數(shù)量上可以保證混凝土的連續(xù)灌注。對混凝土拌和機在每次使用前都應進行認真的檢查維修。導管是灌注水下混凝土的重要工具，其直徑大小要根據(jù)灌注強度要求進行選擇。要求導管應具備足夠的強度和剛度、且密封性良好，管壁光滑、導管平直，無穿孔裂紋，導管接口處應有彈性墊圈密封。如果導管接頭密封不嚴，焊縫破裂，水從接頭或焊縫中浸入會引起事故，因此施工之前必須要進行水密、承壓和接頭抗拉試驗。 儲料斗、漏斗、溜槽以及其他有關(guān)灌注機具使用前都應進行檢查，以保證施工安全和施工質(zhì)量。 同時，儲料斗的大小要滿足首次封底混凝土存儲數(shù)量的要求。

2.2.成孔質(zhì)量的控制

2.2.1.隔孔施工程序。

鉆孔灌注樁是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁。成孔階段是依靠泥漿來平衡的，且在進行鉆孔灌注樁施工時會使周圍的土體松動。故采取較適應的樁距以防止塌孔和縮頸。

2.2.2.孔的垂直度。

鉆孔灌注樁的垂直度是保證基礎承載力和圍護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑尺寸準確性的重要一環(huán)。產(chǎn)生斜孔或彎曲狀孔的原因主要是：

1）. 鉆機安裝就位穩(wěn)定性差，鉆機作業(yè)時振動或鉆桿彎曲所致；

2）. 地面軟弱或軟硬不均勻時；

3）. 土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其他硬物等情形。

對于這些情況，施工前必須認真做好準備，首先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地；在不均勻地層中鉆孔時，采用自重大和鉆桿剛度大的鉆機。進入不均硬層、斜狀巖層和碰到孤石時，鉆速要減慢。另外安裝導正裝置也是防止孔斜的一種辦法。

2.2.3.確保成孔深度。

鉆孔的深度是否達到設計要求，往往也影響灌注樁的承載力。在施工過程中要在場地附近設好水準點，并且每間隔一段時間進行校核，確保水準點的精度在規(guī)范誤差范圍以內(nèi)，護筒埋設好后及時進行測量，并做好記錄，與圖紙的設計高程對應計算出準確的孔深。

2.2.4.確保清孔質(zhì)量。

清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈。灌注樁成孔至設計標高，應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔，，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1. 10～1. 20 ，測得孔底沉渣厚度小于50 mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管。清孔后和灌注水下混凝土前應檢測孔底的沉渣厚度。不符合要求時應重新清孔直至沉渣厚度符合要求為止。 2.3.泥漿護壁的控制

從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆孔灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)鉆孔灌注樁所處的不同地質(zhì)條件。在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴格進行工藝控制，選用高塑性粘土或膨潤土拌制泥漿，并根據(jù)施工機械、工藝及穿越土層的條件進行配合比設計。

2.3.1泥漿護壁成孔時，宜采用孔口護筒，護筒埋設應準確、穩(wěn)定，護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50mm。護筒內(nèi)徑大于鉆頭直徑100mm。護筒的埋設深度：在黏性土中不宜小于1.0m；砂土中不宜小于1.5m，其高度尚應滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求；采用旋挖鉆機施工時護筒的埋設深度不宜小于2.5m。受水位漲落影響或水下施工的鉆孔灌注樁，護筒應加高加深，必要時應打入不透水層。

2.3.2.除能自行造漿的黏性土層外，均應制備泥漿。泥漿制備應選用高塑性黏土或膨潤土。泥漿應按照設計配合比拌制，制備泥漿的性能指標應符合設計要求。

2.3.3.泥漿護壁應符合下列規(guī)定：

1）、正、反循環(huán)鉆機施工期間護筒內(nèi)的泥漿面應高出地下水位1.0m以上，在受水位漲落影響時，泥漿面應高出最高水位1.5m以上；旋挖鉆機施工期間護筒內(nèi)的泥漿面宜高出地下水位3.0m以上；

2）、在清孔過程中，應使用經(jīng)沉淀處理或新制備的優(yōu)質(zhì)泥漿置換孔內(nèi)未達標的泥漿；

3）、在容易產(chǎn)生泥漿滲漏的土層中應采取投擲黏土土塊、加大泥漿相對密度等維持孔壁穩(wěn)定的措施。endprint

2.4.鋼筋籠制作安裝的控制

混凝土灌注樁的鋼筋籠制作場地應平整、堅硬。鋼筋籠制作時宜采用對中支架，鋼筋籠整體吊裝時應采取有效措施防止鋼筋籠變形。

2.4.1鋼筋籠制作質(zhì)量。

鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，然后進行取樣試驗，合格后方可進行鋼筋籠制作施工。同時，還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上，由于吊環(huán)長度隨底梁標高的變化而改變，所以應根據(jù)底梁標高逐根復核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。

2.4.2鋼筋籠吊放。

在鋼筋籠吊放過程中，應逐節(jié)驗收鋼筋籠連接焊縫的質(zhì)量，對質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。在下放時應對準孔位中心，一般采用正反旋轉(zhuǎn)緩慢的逐步下沉。

2.5.混凝土原材料及配合比的控制

水下混凝土的強度等級、耐久性、工作性能和所用原材料應符合設計要求和相應規(guī)范的規(guī)定。為確保成樁質(zhì)量，要嚴格檢查驗收進場原材料質(zhì)保書（水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告），如發(fā)現(xiàn)試樣與質(zhì)保書不符，應立即取樣進行復查，選用原材料要重點注意以下幾點：

2.5.1.水泥一般選用普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，初凝時間宜不早于3h，宜選用標號在42.5的水泥。所選的水泥品種應通過初凝時間和抗壓強度試驗。要注意水泥的用量要達到規(guī)范規(guī)定的標準。

2.5.2粗骨料宜選用堅硬的卵礫石和碎石，應優(yōu)先采用符合要求的卵石。骨料最大粒徑不應大于導管直徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時粒徑在40mm以內(nèi)。粗骨料的級配應保證混凝土具有良好的和易性。細骨料宜采用級配良好的中、粗砂?；炷恋暮奥室话銥?0%～50%，水灰比宜采用0.5～0.6。

2.5.3.為提高和易性，混凝土中宜摻入外加劑，水下混凝土常用的外加劑有減水劑、緩凝劑和早強劑等，摻入外加劑前，必須經(jīng)過試驗，以確定外加劑的使用種類、摻入量和摻入程序。

總之，混凝土的配合比必須與導管灌注水下混凝土相適應。合適的配合比應使混凝土具有足夠的可塑性和粘聚性，易于在導管中流動而又不易離析，水下混凝土施工級配比設計提高一級，坍落度為18 cm～22 cm ，擴展度為34 cm～38 cm。而且一般來說，當水下混凝土的強度高時，其耐久性也好。因而要從水泥標號的選擇、水泥及水的用量比例、骨料的種類和性質(zhì)及摻用外加劑等幾個方面考慮來保證混凝土質(zhì)量。配合比應經(jīng)試驗室試配?；炷翑嚢钑r間要適宜，要攪拌均勻，如混凝土攪拌和輸送過程中，出現(xiàn)不均勻或離析泌水現(xiàn)象，流動性差時，要嚴禁使用。

2.6.灌注施工工藝的控制

灌注水下混凝土是混凝土樁施工的重要工序，是灌注樁質(zhì)量控制中最重要的一個環(huán)節(jié)。水下澆筑混凝土是用混凝土從孔底開始灌注，將孔內(nèi)泥漿置換出來，成為混凝土樁，澆筑過程中，應及時掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導管插入深度，測定每個混凝土面位置應取兩個以上的測點，測繩受拉伸、濕度等因素影響，所標長度變化較大，須經(jīng)常校正。澆筑混凝土必須連續(xù)進行，否則先澆灌進去的混凝土達到初凝，將阻止后澆灌的混凝土從導管中流出。施工中，混凝土澆筑速度應盡可能地快一些，終止?jié)仓炷燎?，須確定混凝土面的真實高度，以見到混凝土中的粗骨料為準。

在灌注混凝土過程中，應重點注意以下幾點：

2.6.1鋼筋籠和鉆孔的中心要對應，定位要準確。如果是不放到孔底的鋼筋籠，要特別注意吊環(huán)、吊鉤的強度及牢固性。鋼筋籠吊放時要保持軸線順直，位置居中，嚴禁碰撞孔壁，以免產(chǎn)生坍孔。鋼筋籠安放到位后應立即安設導管。

2.6.2注意首批混凝土量必須滿足導管埋深1.0m以上的需要，所以漏斗和儲料斗及漏斗和輸送泵的混凝土儲存數(shù)量要充足。首次灌注混凝土時，應有足夠的混凝土儲備量。首批混凝土入孔后，水下混凝土應連續(xù)澆注，且邊灌注混凝土邊提升導管，使導管埋深控制在2—6m范圍內(nèi)，嚴禁導管提出混凝土面，以防造成導管堵塞或斷樁。根據(jù)導管內(nèi)混凝土壓力與管外水壓力平衡的原則，導管內(nèi)混凝土必須保持的最小高度為：Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的體積就應為 Vd=πd2？Hd/4（d為導管直徑）。首批混凝土若埋深不足，混凝土下灌后不能埋沒導管底口，會導致泥水從導管底口進入。如果出現(xiàn)這種導管入水現(xiàn)象應立即將導管提出，將散落在孔底的混凝土拌合物用空氣吸泥機或抓斗機清出，然后重新下導管灌注。

2.6.3首批混凝土灌注正常后，必須連續(xù)進行，不得中斷。否則先灌入的混凝土達到初凝，將阻止后灌入的混凝土從導管中流出，造成斷樁。同時在灌注過程中，應經(jīng)常用測錘探測混凝土面的上升高度，并適時提升、逐級拆卸導管，保持導管的合理埋深。要注意正確控制導管埋深，埋管深度一般應控制在2到6m，同時應注意灌注速度。由于灌注樁不能象上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗，而且存在一定的混凝土灌入阻力，在灌注混凝土時必須克服很大的灌入阻力以保證混凝土樁身的質(zhì)量，所以最好采用大體積混凝土沖擊灌注法。每一斗灌注要將2 m3～3 m3 混凝土在大斗中積蓄夠量，出料口直接插入導管，然后打開活門一次連續(xù)沖擊下去。其優(yōu)點是：功能大、沖擊力強。在巨大的沖力作用下，混凝土的向上頂升力和側(cè)向擠壓力就有了保證，樁的摩阻力和樁身混凝土密實性都可得到保證；首斗混凝土灌注沖擊力大，沉渣、沉淤被濺開，樁端與持力層能較好地結(jié)合，確保端承力的發(fā)揮。灌注時間短，樁身段骨料分布均勻，樁身段強度能得到保證。

2.6.4.為確保樁頂質(zhì)量，在樁頂設計標高以上應加灌0.5～1.0m高度，待樁頂混凝土強度達到設計強度70%時，將其鑿除。在灌注將近結(jié)束時，如出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，將部分沉淀土掏出，使灌注工作順利進行。在拔出最后一段長導管時，拔管速度要慢，以防止樁頂沉淀的泥漿擠入導管下形成泥心。

2.6.5.對灌注過程中從孔內(nèi)溢出的泥漿，應引流至適當?shù)攸c處理，以防止環(huán)境污染。

3、結(jié)束語：

混凝土灌注樁是一種常見的基礎形式，在實際中有著廣泛的應用，因此加強鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，對有效控制工程質(zhì)量及工程造價，有著很重要的現(xiàn)實意義。

鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目，質(zhì)量檢查比較困難，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，如地質(zhì)因素、成孔質(zhì)量、泥漿護壁、鋼筋籠的制作安裝、混凝土的配制、灌注工藝等。若稍有不慎或措施不嚴，就會在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故，給國家財產(chǎn)造成重大損失。因此，水下混凝土灌注樁質(zhì)量的提高，需要各個環(huán)節(jié)共同協(xié)作來保證。對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心組織、精心施工，掌握施工過程實際情況與施工記錄，認真做好成孔記錄與灌注記錄，分析記錄中出現(xiàn)的機械故障及孔內(nèi)異常情況、事故等，并進行推斷，及時消除隱患。只有這樣，混凝土灌注樁的質(zhì)量控制才能得到保證，才能確保整個工程的質(zhì)量。

參考文獻

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》人民交通出版社 2011年08月.

[2]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》人民交通出版社 2005年01月.

[3]《樁基工程手冊》 人民交通出版社 2008年07月 .endprint