軟基大直徑鉆孔灌注樁施工質量控制

摘要：大直徑樁鉆孔灌注樁是當前軟基地區高大建筑物或構筑物建設的重要施工工藝。通過對軟土地基影響大直徑鉆孔灌注樁質量的因素分析，分別從護筒埋設、樁基成孔、泥漿的調配和使用等方面對大直徑鉆孔灌注樁施工質量的過程控制措施作了深入的探討。

關鍵詞：軟土地基 大直徑鉆孔灌注樁 施工質量

目前，在軟土地區高大建筑物或構筑物的建設中，大直徑樁鉆孔灌注樁由于其較高的單樁承載力得到了廣泛應用。但在實際操作過程中，由于地質環境惡劣，土體特性如土層物理力學指標等存在較大差異，以及施工工藝等因素的影響，深厚軟基區的基樁成孔質量仍需在成孔、灌注階段加強控制，否則，處置失當的施工工藝極易導致樁位偏位、縮徑、坍孔等問題的出現。因此，加強樁位區域地層勘查，采用科學、恰當的施工參數與施工工藝，對于樁基施工的順利進行尤為重要，本文即聯系工程實際，就上述問題作一些簡單探討。

1 軟土地基對大直徑鉆孔灌注樁質量的影響

實踐操作及檢測均顯示，軟基鉆孔灌注樁的病害頻率遠高于常規地區非軟土地基，要預防軟土地基異常樁的出現，首要的問題是把握好鉆孔灌注樁質量在軟基地質環境下時可能受到的各方面影響，降低軟基區段Ⅱ、Ⅲ類樁的出現幾率。影響因素主要包括：

①成孔時軟土層的護壁效果，包括泥漿品質、稠度，鉆機類型及鉆進速度等；②軟土層厚度、層次深度，以及流塑性、壓縮性特征強度；③鋼筋骨架布置以全筋、半筋或無筋穿越流塑狀態的淤泥質軟土層次；④混凝土灌注的工藝控制，如混凝土計量準確性、清孔至灌注的間隔時間、導管埋置深度等。

如上述鉆孔灌注樁質量影響因素處于不利狀態或未能得到有效控制，灌注樁極易出現缺陷或病害。

2 軟基大直徑鉆孔灌注樁施工的過程控制措施

2.1 護筒埋設

為增加護筒剛度，防止變形，應選用長度2.5m、直徑1.7m、壁厚5mm以上鋼護筒，護筒上下端及中部應于外側加焊一道加勁肋。由于軟基地質條件差，護筒開挖深度不宜太大，埋設時用粘土回填夯實，采用4根φ20鋼管以激振錘壓入，施工完畢后再連同護筒一并提起，循環使用。施工時護筒質量須注意以下幾點：護筒垂直度不得超過1%，中心偏差應低于50mm，護筒內徑變形超過10cm的應及時更換。

2.2 樁基成孔的主要技術要點及措施

①鉆進成孔應注意控制好樁徑、樁孔垂直度，保證泥漿循環通暢、鉆進效率，防止出現糊鉆。如成孔過程中發生縮徑現象，這通常是由于軟硬地層過渡段鉆進時沖錘補焊不及時所導致的，作業組應上下反復掃孔來解決該問題。

②鉆進技術參數。鉆頭加直徑950mm保徑圈，普通矛式鉆頭改為錐狀，增焊加勁片；鉆頭線速度14～18m/min，鉆壓20～40kN，鉆速30～60r/min。

③開孔時為防止出現超徑現象（樁徑過大）導致混凝土用量及成本增加，應采用小壓力慢鉆速，鉆至護筒下方4m處再加速。注意軟粘土層鉆進時要復鉆掃孔；粉細砂層宜采用慢鉆速、中等壓力，低鉆速有助于防止出渣過多并造成擴孔；有傾斜的軟硬土層交接處則應當做好樁孔傾斜的預防措施，要控制進尺，輔以經偉儀以便及時校正鉆桿的垂直度，并吊住鉆桿使其處于受拉狀態。

④成孔時間過長過短都不適宜，宜控制在36～50h內。否則，成孔時間過長，易發生坍孔、孔底沉淤多的情況；時間過短則易發生斜孔，樁徑很難得到保證，正循環清孔也很難達到清淤標準。

2.3 泥漿的調配和使用

①在軟土地基進行鉆孔灌注樁作業，泥漿的比重與粘度控制會直接影響到成孔、成樁的質量。鉆孔泥漿材料通常選擇膨潤土，并以機械、人工相配合的方法進行循環使用，護壁泥漿應選用塑性指數＞20、細小顆粒含量≥50%的粘土造漿，將約鉆渣1/3體積的泥漿均勻投放至孔中；護壁泥漿用土量在鉆至淤泥層時須增加50%，使足量粘土與鉆渣形成粘稠狀泥漿，在鉆頭鋼圈的旋抹作用下涂貼于孔壁內側，由此形成泥漿護壁，起到維護孔壁穩定性的作用。

②廢棄泥漿。由于泥漿的循環使用，所攜帶的鉆屑也會逐漸增多，上升至飽和狀態后會影響到鉆進速度，并導致泥皮疏松，孔壁摩阻降低。因此，當泥漿失去繼續攜帶鉆屑能力時，需要及時廢棄，其具體標準為泥漿比重＞1.2，失水量＞0.025L，膠體率＞95%。

③鉆進時泥漿的稠度控制。粘土、粉土自造漿能力較強，注射清水即可；砂層中則須投入適量粘土以便增加泥漿稠度，保證足夠的側壓力以便維持孔壁的穩定性。同時，泥漿池需定期注入清水并補充純堿等化學外加劑，使泥漿性能得到有效保持。此外，對于混凝土灌注過程中被頂回的泥漿，由于其結構遭到破壞且帶有大量有害元素，為避免其與循環使用的泥漿相混合，作業人員應及時采取措施，將頂回的泥漿排入廢漿池，以儲罐車運抵指定地點后再作排放。

2.4 清孔

樁基成孔后需要及時清孔，這需要參照樁基施工區域地質情況、設計要求進行確定。如該段地層粉砂層、砂礫層厚度較大，清孔時應首先通過泥漿泵將泥漿壓入孔內，當泥漿排出與吸入的顏色相一致時，再用清水壓入鉆錐。在此過程中作業人員須每隔10min檢測一次泥漿性能指標及沉渣厚度，直至滿足技術規范要求，確保混凝土灌注前無沉淀。應注意的是，粉砂層鉆孔灌注樁清孔時間應盡量控制在2h以內，超過2h仍未滿足相應技術標準的，作業組須及時將膨潤土、水泥直接加入孔內以增加泥漿比重。清孔完畢后，作業組應及時吊裝鋼筋籠，考分兩節吊入，為防止鋼筋骨架出現變形、扭曲現象，可加焊補強鋼筋。

2.5 混凝土灌注工藝

由于大直徑鉆孔灌注樁直徑大，樁孔超深，為確保混凝土澆灌質量，作業施工時應盡量做到連續、快速灌注，將每根樁的灌注時間控制在6h內。除要求混凝土拌合料各項指標滿足強度要求外，混凝土還應具備較高的流動、緩凝等特性，可摻入適量的緩凝劑以保證混凝土運輸過程中不出現離析現象。

混凝土澆灌過程中，應保持導管插入混凝土的深度≥2.0m，并以此標準確定導管每次提升的高度及拆除節數。同時，混凝土澆灌時要注意勤提導管的做法，測量、控制好混凝土的上升高度。終灌時由于樁頂部位砂漿多、石子少，并混有泥漿，因此需要采用超灌的方法使浮漿體上升，超過設計樁頂，使頂面標高超過設計標準1.0m左右，柱身施工時再行鑿除。

3 結語

深厚軟基區域進行鉆孔灌注樁施工，由于軟土土層特性的影響，成孔相對困難，特別是大直徑鉆孔灌注樁工藝流程相較于一般灌注樁，工序作業持續時間及復雜程度均大大增加，試樁工程還需檢測樁徑、垂直度等工藝指標。要保證順利成孔、成樁，施工隊伍在開工前就須依照地層資料確定好樁基施工的質量控制要點，選取若干樁位進行地質補勘，并嚴格落實技術交底工作，盡可能地規避成樁過程中的不利因素，才能切實地落實好大直徑鉆孔灌注樁施工質量控制工作。

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作者簡介：

陳壯（1973.10-），男，廣東湛江人，職稱：助理工程師，學歷：本科，主要研究方向：路橋工程。