淺談陸地鉆孔樁施工質量控制

馬衛東

（太原鐵建天和工程公司，山西 太原 030001）

鉆孔樁是在泥漿護壁條件下，利用機械鉆進形成樁孔，采用導管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔樁基礎施工簡便、操作方法易撐控、設備投入不是很大，因而無論是在鐵路、公路、水利水電等大型建設，還是在各類房屋及民用建筑中都得到了廣泛應用。在鐵路方面，為適應大規模高標準鐵路建設需要，全面落實質量、安全、工期、投資效益、環境保護、技術創新“六位一體”建設管理要求，施工技術人員必須熟悉鉆孔樁施工工藝，熟悉鉆孔樁易發生質量問題的各個環節并嚴加控制，杜絕質量弊病的出現。一旦出現問題應認真分析，采取切實可行的措施進行解決，使成孔順利進行。

1 鉆孔樁基礎施工

鉆孔樁基礎無論是鉆孔，還是灌注混凝土都是在水下進行,整個過程不像其他工程可以觀察監督，成樁后也無法開挖驗收，只能通過嚴格的過程控制和完工后的儀器檢測來判斷質量的合格與否。因此，要求相關作業人員在施工技術措施上要落實，并加強施工質量管理，控制好施工當中的每個環節，爭取將隱患消除在施工過程中。

1.1 鉆孔灌注樁施工工藝

場地準備→樁位放樣→埋設護筒→鉆機就位→泥漿制備、鉆進→成孔檢測→清孔→安放鋼筋籠→安放導管→混凝土施工→樁頭處理→基樁檢測。

1.2 鉆孔樁的質量控制

1.2.1 測量控制

鉆孔樁的樁位測量是鉆孔樁質量控制的第一環節。測量放樣是施工中最常見的基礎工作，在鉆孔樁施工中很多技術人員認為其簡單，而忽視它的最要性，因此往往會發生樁位偏差的現象。2005年在陽曲縣公鐵立交橋樁基樁位放樣中，由于施工地段狹窄，放出的樁位無法采用護樁復核，護筒埋設好后，便直接鉆進，成樁后，等承臺基坑開挖完畢，放樣承臺十字軸線時發現其中有兩根樁樁位偏移15 cm，超出了規范要求。雖然最終采取措施進行了彌補，但卻給項目部造成了經濟損失。由此可見，樁位測量在鉆孔樁施工中是一個不容忽視的重要環節，想要得到控制，必須做到以下幾點：一是要在樁位放樣前，測量人員必須掌握每個墩臺樁位總體布置和細部結構尺寸，并結合現場條件確定適宜的放樣方法；二是在放出樁位后，對其換手測量復核，無誤后放樣護樁對其進行控制，并詳細記錄測量數據，向作業人員進行書面交底；三是在埋設護筒后依照交底，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差（小于等于50 mm），并同時檢查護筒周圍的黏土回填是否密實，護筒位置是否穩定，以防鉆孔過程中發生漏漿現象；四是鉆進過程中經常校核鉆桿的垂直度，以防斜孔現象的發生；五是護筒埋設后，對筒頂標高進行測量，計算出實際要鉆的孔深及相關數據，為鉆進深度和灌注樁長提供依據。

1.2.2 泥漿控制

泥漿的主要作用是提高靜水壓力、保護孔壁,通過泥漿循環把鉆渣排出孔外達到減少沉渣的目的，除此之外，泥漿還具有冷卻鉆頭和潤滑鉆頭之功效。

在鉆孔前通過鉆探資料了解地質情況，為砂類土、碎（卵）石類土或黏土夾層時，應制備泥漿護壁。鉆孔時入孔泥漿比重控制在1.1~1.3之間，其稠度過大會影響鉆進速度，過稀則不利于護壁和排渣，因此控制稠度：一般地層為16~22 s、松散易坍的地層為19~28 s。排出泥漿的比重控制在1.2~1.4之間；當穿過砂夾卵石層或容易塌孔的土層時排出泥漿的比重可增大至1.3~1.5。在施工過程中除控制以上兩項指標外，還應重視泥漿的黏度，土層不同，對泥漿黏度要求也不同，在混有砂土的淤泥層中，泥漿黏度控制在20~23 Pa.s之間，在砂土中控制在23~45 Pa.s之間，在沙礫層應大于45 Pa.s。這些指標眼觀無法準確把握，只有用檢測儀器測量，因此在過程中應勤測量，一旦發現泥漿指標過大或過小，應盡快采取措施，以防造成塌孔，帶來不必要的經濟損失。

1.2.3 成孔控制

成孔是鉆孔樁施工中相當重要的一個環節，其質量把控不好，則可能會發生塌孔、縮徑、樁孔偏斜等現象，還將直接影響樁身質量并造成樁的承載力下降。因此，在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作：一是確保樁孔的的垂直度，這是鉆孔樁順利進行的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直度，應采取擴大、整平、夯實鉆機工作平臺，經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。二是泥漿護壁技術，泥漿護壁是鉆孔樁施工的又一重要環節，泥漿護壁的好壞直接關系到鉆孔灌注樁的質量。三是確保樁位、樁頂標高和成孔深度。在施工過程中原地面的標高會發生一些變化，為準確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據鉆桿在鉆機上留出長度來校驗成孔達到深度，或測量出護筒頂標高，計算出樁孔應鉆進的深度，成孔后復核護筒標高，用測繩測量成孔達到的深度。四是要做好記錄，當出現異常情況時有原始資料供查。五是成孔后利用探孔器對孔徑和垂直度進行檢查。

1.2.4 清孔控制

清孔是采用泥漿循環流動，沖擊樁孔底部的沉渣，使渣粒懸浮起來，通過泥漿的黏結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔。沉渣的厚度直接影響灌注樁的承載能力。因此，在施工時采取以下措施對其質量進行控制：一是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，直到排出的泥漿和起初入孔的泥漿比重接近為止；二是清孔排渣時，必須注意保持孔內水頭，防止坍孔；三是當鋼筋籠下孔后，再次測定沉渣厚度，不符合要求時進行第二次清孔，第二次清孔完成后，立即進行混凝土澆筑，以免沉渣厚度再次增厚，從而影響成樁質量。

1.2.5 灌注混凝土控制

灌注水下混凝土，是成樁的最后一道工序，施工質量至關重要。

原材的質量是成樁質量與否的一個重要環節，因此在施工中要嚴格檢查驗收進場原材料的質保書（水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告），不合格材料嚴禁使用。施工配合比要隨水泥品種、砂、石料規格及含水率的變化進行調整，并要保證用量的準確性。在陽曲縣公鐵立交橋樁基灌注時，因混凝土的攪拌時間不夠，出罐的混凝土顏色不均，制作的混凝土試件強度不夠，混凝土過稀，造成灌注過程中砼不落管，致使成樁不能順利進行，雖然最后費了周折，完成了施工任務，但此樁已達不到一類樁的質量標準。從這個實列中可以看出，混凝土攪拌時間不足將直接影響樁身的強度，再加上坍落度不達標，甚至會造成斷樁現象。因此在施工中一定要嚴格控制混凝土的攪拌時間，一般混凝土要求攪拌時間為2 min，摻加外加劑時宜延長1 min，混凝土坍落度應控制在18~22 cm之間。

首批混凝土灌注時，混凝土的初存量應保證灌注后，使導管埋入混凝土的深度不小于1.0 m，否則會出現樁底混凝土中摻有泥漿或鉆渣，影響成樁質量。混凝土灌注過程中應經常測探孔內混凝土面高程，及時調整導管埋深，導管埋深宜在2~6 m，最小埋深任何時候不得小于1.0 m，除以上規范要求之外，在施工中調整導管埋深時，抽動導管的速度要均勻，保證有序的拔管和連續灌注，并且升降導管的幅度不宜過大，否則會造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落、樁身夾泥的現象，給樁身帶來質量缺陷。

2 鉆孔樁出現異常情況時的預防及處理措施

2.1 樁孔縮孔

出現縮孔后：使用探孔器檢查成孔時，探孔器沉入一定部位后受阻，這說明鉆孔某一部位的孔徑不符合設計要求，或從某一部位開始，孔徑逐漸縮小。出現這種現象的原因有以下幾種：一是地質構造中含有軟弱層，在鉆孔通過該層中，軟弱層在土壓力的作用下，向孔內凸出形成縮孔；二是地質構造中塑性土層，遇水膨脹，形成縮孔；三是鉆頭磨損過快，未及時補焊，從而形成縮孔。縮孔一經發生，鋼筋籠不能沉入孔內，成樁無法進行，因此應采取以下幾種預防或處理措施，使成樁順利進入下一道工序：一是根據地質鉆探資料及鉆孔中的土質變化，若發現含有軟弱層或塑性土時，要注意經常掃孔；二是經常檢查鉆頭，當出現磨損時要及時補焊，把磨損較多的鉆頭補焊后再進行擴孔至設計樁徑。

2.2 樁孔坍孔

樁孔坍孔就是在鉆孔過程中或成孔后孔壁坍塌的現象。發生這種現象經過分析存在以下幾種原因，并且任何一個原因的出現，都將造成坍孔現象。一是由于泥漿稠度小，護壁效果差，或護筒埋置較淺，或周圍封堵不密實而出現漏水，或護筒底部的黏土層厚度不足，護筒底部漏水等原因，造成泥漿水頭高度不夠，對孔壁壓力減少造成坍孔；二是泥漿相對密度過小，致使水頭對孔壁的壓力不足造成坍孔；三是在松軟砂層中鉆孔時進程過快，泥漿護壁形成較慢，孔壁滲水造成坍孔；四是鉆進時未連續作業，中途停鉆時間較長，孔內水頭未能保持在孔外水位或地下水位線以上2 m，降低了水頭對孔壁的壓力造成坍孔；五是操作不當，提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁造成坍孔；六是鉆孔附近有大型設備作業，或有臨時通行便道，車輛通行時產生振動造成坍孔；七是清孔后未及時澆注砼，放置時間過長造成坍孔。可見，造成坍孔的原因復雜，因此當出現坍孔現象時，一定要經過地質資料或鉆孔記錄認真分析，找出原因，制定切實可行的有效措施：一是在鉆孔附近，不要設臨時通過便道，禁止有大型設備作業。二是在陸地埋置護筒時，應在護筒底部和周圍夯填黏土，注意要夯實，以保證護筒穩固和防止地面水的滲入。三是應根據設計部門提供的地質勘探資料，選用適宜的泥漿比重、泥漿黏度和適宜的鉆進速度。如在砂層中鉆孔時，應加大泥漿稠度，選用較好的造漿材料，提高泥漿的黏度以加強護壁，并適當降低進程速度等。四是鉆孔時要連續作業，無特殊情況，中途不得停鉆。五是提升鉆頭、下放鋼筋籠時應保持垂直，盡量不要碰撞孔壁。六是若澆筑準備工作不充分，暫時不要進行清孔，清孔合格后要及時澆筑砼。

3 結束語

總之，在鉆孔過程中由于地質條件不同，采用的鉆機不同，施工隊伍的操作水平不同出現的問題也各不相同，并且鉆孔樁的整個施工過程是在水下進行，質量檢查困難，要保證其質量，還得以人為本，所以說現場管理人員必須具有高度的責任心，以防為主，以控為綱，對樁基各個施工環節要充分重視并精心施工，當出現問題時要搜集相關資料多加分析、多加總結，找出原因，采取有效措施解決問題，從而更有效地杜絕陸地鉆孔樁施工中質量弊病的發生。