鉆孔灌注樁施工工藝及質量控制

謝偉令

福建省第五建筑工程公司福州分公司  350014

一、概述

    隨著我國工程建設事業的蓬勃發展，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，目前已成為我國工程建設中最為重要的基礎形式。在所有樁基類型中，鉆孔灌注樁的應用較為普遍，其中尤以鉆孔灌注樁為多。在福建省，鉆孔灌注樁廣泛應用于樓房、廠房、橋梁、塔座中。

    隨著鉆孔灌注樁應用的日益擴大，如何保證工程質量成為首要問題。目前，在樁基施工中，質量控制能力較差，控制手段不力，造成質量水平不穩定，重大工程質量事故時有發生，給國家和人民的財產帶來巨大損失。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范，斷樁、堵管、夾泥、蜂窩、少灌等質量問題也時有發生。因此，運用科學合理的施工工藝和方法，加強施工過程中的質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、方法及其質量控制加以分析，找出質量控制的途徑，研究相應對策，從而保證樁基施工質量，減少質量事故發生。

    本文根據筆者對樁基工程多年的施工經驗，對鉆孔灌注樁施工工藝進行了闡述，并結合鉆孔灌注樁施工過程中所發生的質量問題及事故，提出了一些具體的質量控制方法。

二、鉆孔灌注樁施工工藝

    鉆孔灌注樁是一項工序較多，技術要求較高，工作量較大，并需在一個短時間內連續完成的地下(或水下)隱蔽工程。施工過程主要包括四個步驟：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)護筒(圖1所示)及其埋設。

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

    包括挖孔埋設和填筑埋設兩種。挖孔埋設適用于地下水位在地面以下超過lm的情況。施工時，先在樁位處挖出比護筒外徑大80～100cm的圓坑，然后，通過控制樁放樣，把  鉆孔中心位置標于坑底，再把護筒吊放進坑內，用十字架在護筒頂部或底部找出護筒的圓心位置，然后移動護筒，使護筒中心與鉆孔中心位置重合。同時，用水平尺或垂球檢查，使護筒測深不準確。灌注過程中，應注意觀察管內混凝土下降和孔口的返水情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除，保持導管的合理埋深。測量孔內混凝土面高度的次數一般不宜少于所使用的導管節數，并應在每次起升導管前，探測一次管內外混凝土面高度。特別情況下應增加探測次數，同時，觀察孔口返水情況，以正確地分析和判定孔內情況，并作好記錄。導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。隨著孔內混凝土的上升，需逐節拆除導管。拆除導管的動作要快，時間不宜超過l0分鐘，拆下的導管應立即沖洗干凈。

    保樁頂混凝土的質量，在樁頂設計標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，在灌注混凝土的過程中，要按要求留置混凝土試件。

    注將近結束時，由于導管內混凝土柱高度減小，導管外泥漿重度增大，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，使灌注工作順利進行，在拔出最后一節長導管時，拔管速度要慢。以防止樁頂濃泥漿擠入混凝土形成泥心。鋼護筒在灌注結束，混凝土初凝前拔出，起吊護筒時要保持其垂直性，否則會使樁頂歪扭甚至破壞。

三、鉆孔灌注樁的質量控制

    1、施工機具的選擇

    施工機具的好壞對能否保證施工質量以及功效的高低起著至關重要的作用。選擇好合適的施工機具是實現質量控制的首要條件。泥漿循環回轉鉆進成孔灌注樁的施工機具主要包括成孔的鉆機、泥漿循環設備、鉆桿、鉆頭與保徑圈，成樁的導管、料斗、球塞、混凝土拌制與輸送設備。

    對于不同的地質條件，不同的樁徑，其選擇使用的成孔機具如鉆機、鉆桿、鉆頭有很大差別。選擇鉆機，首先要看功率和扭矩夠不夠，因為樁徑越大，鉆進時切削阻力越大，要求功率和扭矩也越大。鉆桿選擇則不宜采用過細的鉆桿，過細的鉆桿其桿內通道小，泥漿循環量受限制，鉆進速度慢，沉渣多，成樁質量難以保證，同時鉆桿細則剛度小，受壓時容易發生彎曲，造成鉆孔的形狀不規則。鉆頭直徑必須保證樁的設計直徑，一般比設計樁徑小5—6era，鉆頭形狀應對稱，錐尖角度不應小于120度，因為不對稱的鉆頭易產生斜孔，錐尖過尖會在孔底產生一個錐形，其中埋藏大量泥塊沉渣從而影響樁的承載力。

    2、泥漿的調制和使用

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

   3、鉆進過程

    鉆進過程總的原則要快，一個樁的施工時間越短，質量也越不容易出現問題，當然，也不是要絕對快，該慢孔段要慢。如開孔時要輕壓慢鉆以防止發生孔斜，待鉆頭或導向部位全部進入地層后，方可加速鉆進；在淤泥質土層也不能太快，需防止形成螺旋孔。

    鉆進過程中泥漿循環量應根據地層和鉆進速度加以調整，若進尺速度快而泵量小，泥漿必定粘稠而且泥塊沉渣多，影響成孔質量；在松軟易坍塌地層中鉆進時若泵量和壓力太大，會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，應保持孔內具有規定水位和要求的泥漿比重和粘度。

    4、清孔

    第一次清孔是鉆進至設計深度后直接利用鉆具進行換漿清孔工作。因為第一次清孑L的沖力大，清孔能力強，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管進行，沖力要小得多，因而第一次清孔一定應達到返出的泥漿中不含有泥塊為止。第二次清孔是利用導管進行，目的是清除這段時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水頭，防止坍孔。清孔完畢后，應從孔底取出泥漿樣品，進行性能指標試驗。

    5、水下混凝土灌注

    水下混凝土在灌注中應控制以下幾點：

    (1)初凝時間。這個指標對于灌注樁非常重要，一般要求所提供配合比的初凝時間是實際澆灌時間的兩倍，否則容易在澆灌過程中出現導管凝死等事故。

    (2)流動性。規范要求坍落度18—22cm之間，當坍落度小時，易堵塞導管，坍落度大時易發離析。

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

    (4)當混凝土灌到孔口不再返出泥漿時，說明混凝土壓力已等于或小于其樁內頂升的阻力，此時應提升導管。

    (5)導管的埋深太大或太小都是不利的，埋深太大容易發生凝住導管的斷樁事故，埋深太淺時灌注的混凝土容易沖翻孔內混凝土頂面而將沉渣泥漿卷入，造成夾泥甚至斷樁，也容易發生導管拔出混凝土的事故。因此，應做到勤提勤拆，不能出現一次拆十幾米的情況。

參考文獻

[1]韓光明．談鉆孔灌注樁的施工技術[J]．科技創新導報，2008—02．

[2]鄭興海．鉆孔灌注樁常見質量缺陷處理及預防措施[J]．工程與建設，2008—01．

[3]高振科．淺析鉆孔灌注樁施工的質量控制[J]．甘肅科技縱橫，2008—01．、[4]楊中元．鉆孔灌注樁質量的控制[J]．河南建材，2008  —01．

[5]張銳文．鉆孔灌注樁水下砼灌注施工控制[J]．中國科技信息，2008一o5．

[6]陳小瓊．鉆孔灌注樁的施工技術和質量控制[J]．內江科技，2007一o3．

[7]安錦．淺談樁基工程的成孔工藝和質量控制[J]．湖南農機，2008—01

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