泥漿護壁沖孔灌注樁施工監理中應注意的問題及對策

李 青 文

（柳州大公工程建設監理有限責任公司  廣西  柳州 郵編 545007）

    某企業商業辦公樓裙樓六層、主樓23層，基礎設計為80根沖孔灌注樁承托2000 m厚承臺筏板，孔樁樁徑有1.5 m、1.7 m、2.0 m三種，樁間距4.5 m，樁長12 m～32 m，平均樁長21m，樁身累計總長1680 m米，灌注混凝土2913 m3立方米。設計圖規定樁底標高要落在中風化巖層下2 m左右。該工程地質條件：巖土層由第四系人工堆積層（Qml）、第四系沖積層(Qal)、石炭系中統大埔組白云巖（C2d）組成。按其工程特性分7層，自上而下分述如下：①素土層；②硬塑狀粘土；③稍密狀圓礫；④硬塑狀次生紅粘土；⑤可塑狀粘土；⑥強風化白云巖；⑦中風化白云巖；⑧溶洞充填粘土，分布在白云巖石⑥和⑦的溶洞中。其中②～⑤層巖石土在不同的樁位有不同順序的組成，多含砂礫石，屬性偏為粘土砂礫層，厚度為7m～21m之間；⑥層為強風化白云巖，淺灰色，粗晶結構，中厚層狀構造，裂隙發育，為方解石或泥質充填，合金回轉鉆進較快，巖芯破碎，多呈砂狀，少量碎石狀，巖芯側面局部見少量溶蝕現象，厚度為5～16.1 m，局部有巖溶。⑦層為中風化白云巖，灰白、灰色，粗晶結構，中厚層狀構造，裂隙較發育，為方解石或泥質充填，合金回轉鉆進較慢，巖芯較破碎，多呈砂狀，少量呈碎石狀、碎塊狀，巖芯側面局部見少量溶蝕現象；地下水位較高在-6 m左右。本文介紹泥漿護壁沖孔灌注樁施工監理工作中應注意的幾個問題及對策。

1.沖孔過程的問題及監理對策

    問題：

    從現場地質條件分析，不同的樁孔從孔口至孔底要穿過不同的巖土層：①素土層—②硬塑狀粘土—③稍密狀圓礫—④硬塑狀次生紅粘土—⑤可塑狀粘土—⑥強風化白云巖—⑦中風化白云巖。且地下水位較高，沖孔過程預見到的問題有：遇粘土砂礫層中含有大漂石，沖鍾無法進尺；或遇泥夾卵石緊密層、巖石裂隙等無法抓起；或遇有承壓水及流砂，孔壁易坍塌；或有強透水層、遇土溶洞使泥漿損失，達不到護壁的目的；或遇不規則的斜巖面造成斜孔或無法進尺等。

    監理對策：

    （1）對審定施工方制定沖孔樁施工方案時，建議先對作業現場樁頂標高以上部位地土方先行開挖至地下室底板下，即樁頂標高以上預留破鑿樁頭加上沖孔機護筒的高度處。沖孔施工可從②硬塑狀粘土層開始，減少了沖孔在①素土層的工作量，沖孔長度減少約5 m。

    （2）要求施工方從改進護壁泥漿工藝入手，在不同的巖土層面應采用不同的泥漿護壁工藝，配合合適重量的沖擊鉆頭和合理的沖程高度，以保證沖孔的順利進行，防止了孔壁坍塌、樁孔偏斜、沖鍾無法進尺、沖鍾無法提起等現象發生。做法為：在地表以下較松散區域，可按1：1比例投入粘土和小片石（粒徑不大于15㎝）反復沖擊，必要時回填2～3次，以加固護筒下腳，形成穩定護壁；在粘性土、粘性土層中采用中小沖程1～2m，泥漿密度1.25㎏/L進行泥漿護壁；在緊密的砂、礫石層中，采用高、中沖程2～3 m，泥漿密度1.2 ～1.4㎏/L進行泥漿護壁；在巖層中表面不平，可采用加大沖錘配重，低錘快打，泥漿密度1.3㎏/L進行泥漿護壁；在沖孔過程，現場監理要隨時督促施工方檢測泥漿密度，發現問題要求施工方及時調整，這樣做防止了孔壁坍塌、樁孔偏斜等現象發生。另外要求施工方在現場預備粘土、片石、水泥，以防沖孔時遇到土溶洞時使用它們的抖合物對土洞進行處理。

    （3）沖進過程中，注意觀察機械運轉情況及排渣的種類、形態和大小，根據不同的土層控制沖進速度，避免因沖進速度過快而造成塌孔。

2.如何掌握終孔查驗時間的問題及監理對策：

    問題：

    如何監控樁孔入巖深度和樁孔是否深入中風化巖全巖面，確保成樁進入持力層，滿足孔樁承載力要求。

    監理對策：

    依設計圖規定樁孔底標高要落在中風化巖層下2 m左右，監理對查驗樁孔是否已進入中風化巖層要注意到，因該基巖處于裂隙較發育階段，有可能遇不規則的斜巖面造成斜孔或無法進尺，就以為已進入中風化巖層，那是不科學的。監理做法：檢查沖孔機進入深度約0.2～0.5 m /12h；將沖孔中返出泥漿在溝道中沉淀的砂粒撈出，放在手中觀察砂粒邊角，若邊角較尖銳，表明可能鉆進中風化層的頂部，然后將砂粒放在兩手掌中搓動，若感覺砂粒輕微刺手，則認為已達到中風化層的頂部，沖錘再沖下2 m左右，撈出砂粒觀察并與地質勘察的樣本對比；必要時請地質部門專業技術人員到現場協助確認。經過這樣詳細的多方檢查確認，確保了樁孔底標高符合設計要求全面進入中風化巖層。

3.如何掌握沉渣檢查時間的問題及監理對策：

    問題：

    大多數施工單位認為清孔和沉渣檢查是在樁孔底達到持力層后在下鋼筋籠前進行就行了，不再需要進行第二清孔和沉渣檢查。但是下鋼筋籠需要一定時間和下放鋼筋籠時對孔壁的碰撞；并且，此時泥漿泵循環作用已停止，會造成泥漿再度沉淀，有可能造成孔底內500㎜范圍的泥漿比重超過規范規定適合混凝土澆灌的值（比重值應小于1.25㎏/L，含砂率8%，粘度28s）和沉渣厚度超過設計規定值50㎜的情況。

    監理對策：

    監理認為，在下完鋼筋籠后必須要做第二清孔和沉渣檢查才能確診泥漿比重和沉渣厚度是否符合規范規定和設計要求，才能確定是否同意可進行混凝土澆灌施工。且可改進測定泥漿比重和沉渣厚度的方法，即把規范規定比重值應小于1.25㎏/L，和設計規定沉渣厚度值應小于50㎜分二次測定，第一次在下鋼筋籠前測定，泥漿比重值應小于1.0～1.07㎏/L，沉渣厚度應小于25㎜，第二次在下鋼筋籠后測定泥漿比重值應小于1.25㎏/L，沉渣總厚度小于50㎜，即可進行混凝土澆筑。另提高吊放鋼筋籠的速度，可有效控制沉渣厚度，即上下段鋼筋籠連接方式采用搭接連接，可加快連接速度，但綁扎點使用焊機點焊，在搭接區段落的箍筋應當加密并全點焊，這樣做既保證了連接速度，保證了連接牢靠，又加快了吊裝速度，避免了因鋼筋籠連接時間過長，泥漿沉淀需反復清孔，既占用了大量勞動力，又影響工程質量和進度。

4.吊放鋼筋籠的定位問題、安全問題及監理對策：

    問題：

    （1）設計對鋼筋籠制作安裝的要求是放入樁孔內的鋼筋籠即要保證主筋的保護層為50㎜，也要保證鋼筋籠居中，垂直度偏差不超過樁長0.5%，并且下放到孔底。設計者都會在鋼筋籠上沿籠長每間隔2m附設計鋼筋籠外環或鋼筋耳環或混凝土墊塊等設置。殊不知，這些附屬設置在安放鋼筋籠時，鋼筋籠外環容易與孔壁相撞導致孔壁上的泥土下落而增厚孔底的沉渣，而鋼筋耳環與孔壁接觸面很小，鋼筋易嵌入孔壁泥土中，不能起保護主筋位置正確的作用，鋼筋籠不居中。

    （2）如何保證吊裝鋼筋籠的安全問題。

    監理對策：

    （1）監理建議：既作定位用又可以做為保護層使用的鋼筋籠外環或混凝土墊塊或鋼筋耳環等附屬設置改進為：沿籠長每間隔2 m焊接寬不小于5㎝，長度不小于10㎝（與孔壁的接觸面）的鋼板。

    （2）制做一節鋼筋籠的長度一般在12m，如何防止吊裝鋼筋籠變形及過程安全，施工單位的做法是在每節鋼筋籠的主筋內側每隔5 m設一道十字形Ф14加強支撐，與主筋焊接牢固組成骨架。但十字形Ф14加強支撐在鋼筋籠吊裝到孔口位置后要拆除，以方面澆灌混凝土的導管裝入孔內，這很是麻煩。監理建議：把十字形Ф14加強支撐改為每隔5 m設三角形Ф18加強支撐，三角形中心區基本是樁孔中心區域，方便了混凝土導管裝入孔內，不需要再拆除三角形Ф18加強支撐；另上下段鋼筋籠連接方式采用搭接連接，可加快連接速度，但綁扎點使用焊機點焊，在搭接區段落的箍筋應當加密并全點焊。上述兩方法的采用，對吊放就位鋼筋籠時不發生變形起保障作用和保證了吊裝過程安全。

5.灌注水下混凝土時的問題及監理對策：

    灌注水下混凝土時的技術要求通常有以下幾點：

    （1）開始灌注混凝土時導管底部至孔底的距離宜為300～500mm。

    （2）應有足夠的混凝土儲備量，導管一次埋入混凝土灌注面以下不應少于0.8m。

    （3）灌注水下混凝土必須連續施工，每根樁的灌注時間應按初盤混凝土的初凝時間控制，對灌注過程中的故障應記錄備案。

    （4）應控制最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8～1.0m，鑿除泛漿高度后必須保證暴露的樁頂混凝土強度達到設計等級。每根樁灌注到頂后應注意超高800mm的質量，承包人應檢查標高。標高按設計標高加800mm進行檢查。

    上述技術要求施工方一般都能做到。但在以下幾點是施工方會忽略需要監理注意到的問題：

    （1）在灌注前必須控制好泥漿比重，這是影響樁基質量的很重要因素。

    （2）水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過試驗確定，坍落度宜為180～220㎜。施工單位往往確信商品砼公司會控制混凝土坍落度的數值，混凝土到現場后不再對坍落度進行檢測，并且認為，混凝土在水中了，坍落度的數值是不重要的。其實，坍落度的數值反映出水灰比的控制要求，這是影響混凝土密實性的重要因素之一。

    （3）混凝土澆灌時充盈系數的要求。施工方出于經濟的考慮，往往會按要求的最低限值計算混凝土的澆灌量。殊不知，這樣做有可能樁身的混凝土不能保證充分密實。因在其它條件相同的情況下，較大的充盈系數表明樁身混凝土嵌入樁周土體的體積較大，孔壁的凹凸被部分混凝土擠密實了，樁身本身的混凝土也就密實了，保證了樁身的質量，還可達到增加樁身承載力的目的。

    （4）澆灌水下混凝土方法大多采用導管澆筑法。即把儲料斗架設在護筒的上口，混凝土經儲料斗入導管灌入樁孔內。但對澆筑過程中導管提拔的時間和速度的掌握對的混凝土密實有較大影響，監理在旁站中是要著重注意的。

    （5）水下混凝土澆灌必須連續不能中斷，施工方往往忽略混凝土澆灌預案的制定。

    監理對策：

    （1）嚴格執行規范規定，混凝土澆灌前必須落實泥漿比重、沉渣厚度的實測工作，孔底內500㎜范圍的泥漿比重控制在應小于1.25，含砂率8%，粘度28s，沉渣厚度應小設計規定值50㎜。

    （2）隨時抽查混凝土的坍落度，控制在180～220㎜。對不符合要求的來料堅決清出現場。

    （3）征得業主同意，對混凝土澆灌量的控制，要求施工方按充盈系數最大限值計算混凝土的澆灌量，對特殊情況可增大混凝土的澆灌量。

    （4）到提撥導管時，必須用測繩先檢查入孔混凝土的高度以判斷提升導管的高度，而不是憑感覺判斷提管時間和高度。另要求施工方改進提管方式，即邊提管邊對導管進行上下移動、左右晃動一定時間，這相當于使用振動捧，對混凝土起振搗作用，提高了混凝土的密實性。

    （5）要求施工方制定澆灌水下混凝土的應急預案，對砼來料、機械故障、現場停電等作出應急準備，確保混凝土的連續澆灌和成樁質量。

    總結：本工程經施工單位不斷完善施工方案，采納了監理人員的建議和要求，順利完成了沖孔灌注樁施工任務，確保了孔樁的質量。80根工程樁按10%隨機抽取10根樁做鉆芯法檢測, 結果顯示10根樁芯樣基本連續、完整、表面較光滑、呈柱狀、斷口基本吻合、骨料分布基本均勻、芯樣上部、中部、下部砼強度相差1.06%，樁底無沉渣，持力層為中風化白云巖。檢測評定結論為10根鉆芯法檢測工程樁，樁身完整性為Ⅰ類樁，施工樁長、樁身砼強度、樁底沉渣、樁端持力層等均滿足設計要求和施工規范規定。剩余的70根工程樁采用聲波透射法檢測：Ⅰ類樁64根，占抽檢總數的91.4%，Ⅱ類樁6根，占抽檢總數的8.6%，未發現Ⅲ、Ⅳ類樁，整個工程的沖孔灌注樁的工程質量得到了保證。

依據標準及參考文獻：

[1]國家標準 《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）

[2]《建筑技術》雜志  北京出版社 2001年第3期、2002年第3期

(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)