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摘要：本文根據(jù)樁基工程多年的施工經(jīng)驗(yàn)，對鉆孔灌注樁的施工工藝及施工方法進(jìn)行了闡述，并結(jié)合鉆孔灌注樁施工過程中過去所發(fā)生的質(zhì)量問題及事故，提出了一些具體的控制方法。...

鉆孔灌注樁施工工藝及質(zhì)量控制

謝偉令

福建省第五建筑工程公司福州分公司  350014

一、概述

    隨著我國工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，在高層建筑、重型廠房、橋梁、港口碼頭、海上采油平臺及核電站等工程中大量采用了樁基礎(chǔ)，目前已成為我國工程建設(shè)中最為重要的基礎(chǔ)形式。在所有樁基類型中，鉆孔灌注樁的應(yīng)用較為普遍，其中尤以鉆孔灌注樁為多。在福建省，鉆孔灌注樁廣泛應(yīng)用于樓房、廠房、橋梁、塔座中。

    隨著鉆孔灌注樁應(yīng)用的日益擴(kuò)大，如何保證工程質(zhì)量成為首要問題。目前，在樁基施工中，質(zhì)量控制能力較差，控制手段不力，造成質(zhì)量水平不穩(wěn)定，重大工程質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，給國家和人民的財(cái)產(chǎn)帶來巨大損失。雖然鉆孑L灌注樁施工工藝正日益完善，但往往由于施工管理不規(guī)范，斷樁、堵管、夾泥、蜂窩、少灌等質(zhì)量問題也時(shí)有發(fā)生。因此，運(yùn)用科學(xué)合理的施工工藝和方法，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量控制則顯得極為重要。

    因此，有必要對鉆孔灌注樁的施工工藝、方法及其質(zhì)量控制加以分析，找出質(zhì)量控制的途徑，研究相應(yīng)對策，從而保證樁基施工質(zhì)量，減少質(zhì)量事故發(fā)生。

    本文根據(jù)筆者對樁基工程多年的施工經(jīng)驗(yàn)，對鉆孔灌注樁施工工藝進(jìn)行了闡述，并結(jié)合鉆孔灌注樁施工過程中所發(fā)生的質(zhì)量問題及事故，提出了一些具體的質(zhì)量控制方法。

二、鉆孔灌注樁施工工藝

    鉆孔灌注樁是一項(xiàng)工序較多，技術(shù)要求較高，工作量較大，并需在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成的地下(或水下)隱蔽工程。施工過程主要包括四個(gè)步驟：成孔工藝、鋼筋籠制作與安裝、混凝土配制和混凝土灌注。

    1、成孔工藝

    (1)護(hù)筒(圖1所示)及其埋設(shè)。

 

     一般鉆孑L灌注樁孔口表土都比較松軟，采用泥漿護(hù)壁時(shí)，孔口又會(huì)受到泥漿的浸泡、沖刷，加上設(shè)備自重作用和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的震動(dòng)，孔口容易坍陷，需要用護(hù)筒加以防治；通過護(hù)筒還可提高孔內(nèi)的水頭高度，增加對孔壁的靜水壓力來防止孔壁坍塌。護(hù)筒埋設(shè)工作是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工的開端，護(hù)筒位置與垂直度準(zhǔn)確與否，護(hù)筒周圍和護(hù)筒底腳是否緊密，是否透水，對成孔、成樁的質(zhì)量都有重大影響。

    包括挖孔埋設(shè)和填筑埋設(shè)兩種。挖孔埋設(shè)適用于地下水位在地面以下超過lm的情況。施工時(shí)，先在樁位處挖出比護(hù)筒外徑大80～100cm的圓坑，然后，通過控制樁放樣，把  鉆孔中心位置標(biāo)于坑底，再把護(hù)筒吊放進(jìn)坑內(nèi)，用十字架在護(hù)筒頂部或底部找出護(hù)筒的圓心位置，然后移動(dòng)護(hù)筒，使護(hù)筒中心與鉆孔中心位置重合。同時(shí)，用水平尺或垂球檢查，使護(hù)筒測深不準(zhǔn)確。灌注過程中，應(yīng)注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔口的返水情況，及時(shí)測量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除，保持導(dǎo)管的合理埋深。測量孔內(nèi)混凝土面高度的次數(shù)一般不宜少于所使用的導(dǎo)管節(jié)數(shù)，并應(yīng)在每次起升導(dǎo)管前，探測一次管內(nèi)外混凝土面高度。特別情況下應(yīng)增加探測次數(shù)，同時(shí)，觀察孔口返水情況，以正確地分析和判定孔內(nèi)情況，并作好記錄。導(dǎo)管提升時(shí)應(yīng)保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。隨著孔內(nèi)混凝土的上升，需逐節(jié)拆除導(dǎo)管。拆除導(dǎo)管的動(dòng)作要快，時(shí)間不宜超過l0分鐘，拆下的導(dǎo)管應(yīng)立即沖洗干凈。

    保樁頂混凝土的質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高以上加灌一定高度，增加的高度可按孔深、成孔和清孔方法而定，一般不宜小于0.5m，深樁不宜小于1.0m。同時(shí)，在灌注混凝土的過程中，要按要求留置混凝土試件。

    注將近結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度減小，導(dǎo)管外泥漿重度增大，沉碴增多，混凝土頂升比較困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土或增大漏斗提升高度，使灌注工作順利進(jìn)行，在拔出最后一節(jié)長導(dǎo)管時(shí)，拔管速度要慢。以防止樁頂濃泥漿擠入混凝土形成泥心。鋼護(hù)筒在灌注結(jié)束，混凝土初凝前拔出，起吊護(hù)筒時(shí)要保持其垂直性，否則會(huì)使樁頂歪扭甚至破壞。

三、鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制

    1、施工機(jī)具的選擇

    施工機(jī)具的好壞對能否保證施工質(zhì)量以及功效的高低起著至關(guān)重要的作用。選擇好合適的施工機(jī)具是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的首要條件。泥漿循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔灌注樁的施工機(jī)具主要包括成孔的鉆機(jī)、泥漿循環(huán)設(shè)備、鉆桿、鉆頭與保徑圈，成樁的導(dǎo)管、料斗、球塞、混凝土拌制與輸送設(shè)備。

    對于不同的地質(zhì)條件，不同的樁徑，其選擇使用的成孔機(jī)具如鉆機(jī)、鉆桿、鉆頭有很大差別。選擇鉆機(jī)，首先要看功率和扭矩夠不夠，因?yàn)闃稄皆酱螅�鉆進(jìn)時(shí)切削阻力越大，要求功率和扭矩也越大。鉆桿選擇則不宜采用過細(xì)的鉆桿，過細(xì)的鉆桿其桿內(nèi)通道小，泥漿循環(huán)量受限制，鉆進(jìn)速度慢，沉渣多，成樁質(zhì)量難以保證，同時(shí)鉆桿細(xì)則剛度小，受壓時(shí)容易發(fā)生彎曲，造成鉆孔的形狀不規(guī)則。鉆頭直徑必須保證樁的設(shè)計(jì)直徑，一般比設(shè)計(jì)樁徑小5—6era，鉆頭形狀應(yīng)對稱，錐尖角度不應(yīng)小于120度，因?yàn)椴粚ΨQ的鉆頭易產(chǎn)生斜孔，錐尖過尖會(huì)在孔底產(chǎn)生一個(gè)錐形，其中埋藏大量泥塊沉渣從而影響樁的承載力。

    2、泥漿的調(diào)制和使用

    泥漿是關(guān)系到鉆孔灌注樁施工質(zhì)量好壞的重要材料，一般采用自然造漿，必要時(shí)采取人工造漿，即用水、粘土(或膨潤土)和添加劑按適當(dāng)比例配置而成。在施工中應(yīng)注意檢測泥  漿的各項(xiàng)指標(biāo)，尤其是比重和粘度這兩項(xiàng)最直觀、最重要的指標(biāo)。泥漿的比重過大既影響鉆進(jìn)速度，也使孔壁泥皮增厚；泥漿的比重過小則護(hù)壁性能差，容易坍孔。

   3、鉆進(jìn)過程

    鉆進(jìn)過程總的原則要快，一個(gè)樁的施工時(shí)間越短，質(zhì)量也越不容易出現(xiàn)問題，當(dāng)然，也不是要絕對快，該慢孔段要慢。如開孔時(shí)要輕壓慢鉆以防止發(fā)生孔斜，待鉆頭或?qū)�向部位全部進(jìn)入地層后，方可加速鉆進(jìn)；在淤泥質(zhì)土層也不能太快，需防止形成螺旋孔。

    鉆進(jìn)過程中泥漿循環(huán)量應(yīng)根據(jù)地層和鉆進(jìn)速度加以調(diào)整，若進(jìn)尺速度快而泵量小，泥漿必定粘稠而且泥塊沉渣多，影響成孔質(zhì)量；在松軟易坍塌地層中鉆進(jìn)時(shí)若泵量和壓力太大，會(huì)造成成孔直徑過大甚至坍孔。在鉆孔排渣、提鉆頭除土停鉆時(shí)，應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定水位和要求的泥漿比重和粘度。

    4、清孔

    第一次清孔是鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)深度后直接利用鉆具進(jìn)行換漿清孔工作。因?yàn)榈谝淮吻彐?/span>L的沖力大，清孔能力強(qiáng)，可以把絕大部分沉渣，包括較大的泥塊都返出孔外，而第二次清孔是利用截面粗的導(dǎo)管進(jìn)行，沖力要小得多，因而第一次清孔一定應(yīng)達(dá)到返出的泥漿中不含有泥塊為止。第二次清孔是利用導(dǎo)管進(jìn)行，目的是清除這段時(shí)間里從泥漿中沉淀到孔底或是被鋼筋籠撞下去的泥塊沉渣。在清孔過程中必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止坍孔。清孔完畢后，應(yīng)從孔底取出泥漿樣品，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)。

    5、水下混凝土灌注

    水下混凝土在灌注中應(yīng)控制以下幾點(diǎn)：

    (1)初凝時(shí)間。這個(gè)指標(biāo)對于灌注樁非常重要，一般要求所提供配合比的初凝時(shí)間是實(shí)際澆灌時(shí)間的兩倍，否則容易在澆灌過程中出現(xiàn)導(dǎo)管凝死等事故。

    (2)流動(dòng)性。規(guī)范要求坍落度18—22cm之間，當(dāng)坍落度小時(shí)，易堵塞導(dǎo)管，坍落度大時(shí)易發(fā)離析。

    (3)水下混凝土灌注前應(yīng)檢查樁底沉淀層厚度與泥漿指標(biāo)，不符合要求應(yīng)再次清孔。

    (4)當(dāng)混凝土灌到孔口不再返出泥漿時(shí)，說明混凝土壓力已等于或小于其樁內(nèi)頂升的阻力，此時(shí)應(yīng)提升導(dǎo)管。

    (5)導(dǎo)管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易發(fā)生凝住導(dǎo)管的斷樁事故，埋深太淺時(shí)灌注的混凝土容易沖翻孔內(nèi)混凝土頂面而將沉渣泥漿卷入，造成夾泥甚至斷樁，也容易發(fā)生導(dǎo)管拔出混凝土的事故。因此，應(yīng)做到勤提勤拆，不能出現(xiàn)一次拆十幾米的情況。

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(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：溫紅娟  劉紅娟  尹維維 編輯 文徑 審核)

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