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摘要：著重從工程監理的角度出發，對鉆孔灌注樁施工過程中容易發生的鉆孔垂直度超標、孔深控制不當、縮孔塌孔、泥漿比重控制不當、沉渣沉瘀過厚、混凝土的配料和設計強度偏低以及灌注不當等主要問題進行了分析，進而提出了鉆孔灌注樁的施工監理控制要點。...

鉆孔灌注樁的施工監理

張忠元

(杭州市余杭區建筑工程質量監督站，浙江杭州311100)

    近幾年，隨著大批高層建筑及高等級公路建設的發展，鉆孔灌注樁得到了廣泛應用。但在施工過程中因工藝落后、地下施工情況難以控制等原因仍存在較多問題，本文著重從監理的角度，對鉆孔灌注樁施工中的主要問題進行探討。

    施工監理與工程管理按照國家現行有關規范施工并不存在什么困難，然而施工質量卻常常達不到要求，如果施工單位在施工中能對最薄弱的環節予以關注，予以加強，就能收到事半功倍的效果。下面對鉆孔灌注樁的施工監理的要點作出分析和總結。

1.鉆孔垂直度

    鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要一環，目前絕大多數的施工現場不檢查垂直度，有的單位沒有檢查設備或根本不知道如何檢測，有的單位則因測孔斜費時費力不愿做。因此，斜率超標，樁的受力狀態被改變，樁頭偏位，嚴重影響鋼筋籠的安置。為避免鉆孔傾斜，在鉆機就位和鉆孔過程中，要隨時注意校核鉆桿的垂直度，發現傾斜及時糾正。對于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必須做好預案。

    在不均勻地層中鉆孔時，鉆機自重大、鉆桿剛度大較為有利。進入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時，鉆速要打慢檔。處理大孤石和堅硬巖石，采用自重大的復合式牙輪鉆或換用沖擊鉆都是有效的方法。導正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。終孔后再發現孔斜糾正起來費時費力，且修孔常使樁的充盈系數增大，最大達1.6以上。

2.孔深

    在嚴重的樁基工程事故中，孔深不到位的例子很多，對于孔深的量測應是監理工作的重點，實際操作中應注意的問題有：(1)測量有誤未達到設計深度。一般施工隊常用的測繩一經水泡就會出現收縮現象，有的收縮量可達lcm/1m左右，測50 m的孔就會產生0.5 m左右的誤差。更大的測量誤差是由于測繩易斷引起的，斷了以后不知道的人仍以斷處為起點繼續使用，往往可差數米。采用細鋼絲測繩要當心數標松動錯位。徹底避免誤測的辦法是在施工現場或附近地面上設置長度標記作為準繩，每次終孔一定把測繩拿去核實。(2)鉆孔入巖深度達不到設計要求，更多的是由于地層分布不均勻，如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導致判斷失誤。入巖深度的控制因鉆孔工藝不同而有所區別。反循環工藝和沖擊鉆成孔的樁，可采用巖樣鑒別法。此外，還需注意每個樁的人巖和終孔的巖樣最好留樣備案，直至工程使用正常，沉降穩定。正循環工藝成孔的樁由于取不到完整巖樣確定嵌巖深度很困難。較可靠的辦法是認真分析鉆探資料，根據各鉆孔土層分布情況綜合評判場地地質概況，然后做出巖層分布的等高線圖，按等高線圖確定成孔深度。因本法有一定的隨機性，應適當加大安全系數，有時尚需適當補充鉆探孔，并可用取芯鉆頭直接取巖芯判定。

3.孔徑

    在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的黏性土和粉土中鉆孔容易出現縮孔現象。尤其要重視液性指數>0.75呈軟塑狀態和流塑狀態的黏性土，而在>1.0呈流塑狀態的軟土層中成孔縮孔現象更不可避免。與孔徑有關的質量問題有：①由于孔徑小于規范要求，樁的截面縮小，承載能力降低，實際上降低了樁的安全系數。②軟弱土層一般都在地層上部，縮徑易造成樁身抗壓強度不夠而破壞。③由于孔徑達不到要求，導致鋼筋籠無保護層，樁的長期承載力受到影響。防治的主要措施是加強對孔徑的檢測與控制，提高泥漿質量，增大泥漿比重和粘性及稠度。鉆頭直徑應適當加大，也可采用處理孔斜的導正器法，在導正器上焊一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆的過程中起掃孔作用。此外在易于產生縮孔的土層中施工，減少空孔時間也是非常重要和有效的措施。

4.泥漿

    在鉆孔灌注樁的施工中，無論對于成孔質量還是最終對樁的承載能力的發揮，泥漿質量都是相當重要的因素。目前樁基施工隊伍絕大多數缺乏對泥漿質量和泥漿管理的重視，泥漿質量差，其后果是：(1)形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脫落，導致孔壁穩定性差，在砂性土地層易于塌壁，在流塑狀黏土層則易于縮孔。(2)泥漿稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮質量差、厚度大，大大降低了樁的側摩阻力。(3)稠漿在鋼筋籠鋼筋上沉積粘附，導致鋼筋與混凝土握裹力降低。(4)泥漿比重過大，使得混凝土水下灌注阻力增大，降低混凝土的流動半徑，使混凝土骨料大部分堆積在樁芯部位，而鋼筋籠外幾乎無骨料，不僅樁身質量不好而且樁的側摩阻力也難以發揮。有的工程計算承載力為14000KN以上，而靜載試驗不到5000KN就破壞，其中就有泥漿的影響。在空氣中坍落度為21cm、擴散直徑為38cm的混凝土，在水中坍落度下降為16.5cm、擴散直徑為30cm，而在比重為l.5泥漿中，坍落度則為l4 cm，擴散直徑只有27cm。因此，對泥漿質量的管理決不是個小問題，監理一定要嚴格要求施工單位按規范要求嚴格控制。

5.渣與沉淤

    一般把沉渣與沉淤混為一談，凡是孔底的沉積物統稱沉渣，實際上是有區別的。沉渣是鉆孔過程中鉆機切削和孔壁塌落的巖土，主要是砂、礫石和碎巖屑等，而沉淤則是比重大、稠度大的劣質泥漿由于空孔時間過長沉淀而成的流塑狀混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣，沉渣與沉淤均在樁底形成軟弱隔層，能導致端承力減小甚至喪失殆盡。沉淤的控制主要是提高泥漿質量和減少空孔時間。沉渣的清除采用反循環成孔工藝能達到較好的效果。為此，可采用正循環成孔，氣舉反循環清孔的工藝。此法現場只需增加一臺6m3的空壓機即可，費用不大，簡便易行，效果良好。采用該法的關鍵是控制好孔內泥漿面的落降，落降快、落差大則易塌孔，因此補漿要跟上，而且抽渣時間要短。實踐證明，應用得當，樁的承載力能大幅度提高。無論采用反循環還是正循環成孔工藝，都應重視混凝土灌注前的清孔。灌注前抽吸2 min左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時間內不會沉淀。此時灌注混凝土，混凝土墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。

6.凝土灌注

    混凝土灌注是最后一道也是最關鍵的一道工序。首先必須嚴格按設計強度配制混凝土。許多施工單位都是現場攪拌混凝土，其常見問題是：(1)砂石的含泥量偏大；(2)配料的計量不準確；(3)水泥保管不善受潮。水下混凝土灌注由于阻力大不易流暢灌入，于是施工單位常隨意加大水灰比，增大塌落度便于混凝土灌注，結果混凝土的強度等級嚴重降低。質檢和設計人員應加強現場質量監理，決不能輕易相信試塊的試驗結果。

    在保證混凝土質量合格的前提下，導管法水下灌注混凝土質量難以控制的主要原因是：(1)不能象上部結構施工那樣逐層振搗；(2)由于導管埋在泥漿和混凝土中，混凝土的灌入阻力是相當大的，灌太陽力可按下式估算：

    式中，D為樁直徑；d為導管直徑；r。為泥漿重度；r1為混凝土重度；要克服很大的灌入阻力保證混凝土樁身質量，必須有相當大的沖擊力，沖擊力越大，完成每一斗混凝土灌注的時間越短，混凝土樁身越均勻。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒徑的摩擦系數不一樣，因此僅靠靜力平衡產生的超壓力緩慢流淌，易造成混凝土粗骨料在樁芯堆積，其含量隨半徑增大而遞減。樁身不勻，影響樁的抗壓強度。

    目前最常見的水下混凝土灌注法的缺點是：(1)在向大斗投料過程中，混凝土的絕大多數勢能在撞擊大斗壁的碰撞中損耗掉，混凝土料落入導管中不連續，形不成較大的沖擊能量，使混凝土沒有足夠的力量向四周擠壓、擴散。此外，還容易使樁身不均勻。(2)絕大多數混凝土料要經過反彈再落人導管，容易造成混凝土離析和堵管。(3)吊臂上下移動速度慢，產生不了大的加速度，因此混凝土料的下落沒有足夠的超壓，造成混凝土料在導管附近堆積成鐘形斷面。由于不能將隔層水平頂升，在鐘形斷面塌落時容易裹入泥漿，造成夾泥芯。

7.結  語

    綜上所述，為了保證鉆孔灌注樁的樁身質量，監理單位應做到：(1)對施工單位鉆孔設備鉆頭的切削性能、泥漿的處理設備以及與施工效率和質量有關的機具、儀器等都應進行檢查。(2)不同的施工方法其效率和質量有很大差異，監理應從施工方法著手進行預先控制。(3)認真研究質量檢測設備的準確性和可靠性，如大小應變動測的適用范圍等。檢測結果不準確易引起糾紛，處理不當會降低安全度，留下工程隱患。(4)提高和完善管理水平，應以工序控制和事前控制為主，建立系統化的動態管理制度和方法。(5)樁的施工過程中既要做到嚴格監理、關鍵工序進行旁站，又要熱情服務，把質量隱患消除在萌芽中。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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