淺談鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工及其質(zhì)量控制

李 根 陳艷培

（平頂山市凱達(dá)工程監(jiān)理處，河南 鄭州 467000）

1 鉆孔施工

1.1 場(chǎng)地清理

1.1.1 場(chǎng)地為旱地時(shí)，應(yīng)清除雜物，鏟除軟土，整平夯實(shí)。

1.1.2 場(chǎng)地有水時(shí)宜用筑堤施工。

1.1.3 鉆機(jī)及護(hù)筒安裝

1.1.3.1 鉆機(jī)頂部起至滑輪槽緣，固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒中心三者應(yīng)在一條豎直線上，并應(yīng)對(duì)準(zhǔn)樁位中心線，其偏差不得大于2cm，鉆機(jī)直徑不小于設(shè)計(jì)直徑。

1.1.3.2 護(hù)筒

護(hù)筒有固定樁位、保護(hù)孔口不坍塌，隔離地面水和保持孔內(nèi)水位高出施工水位以維護(hù)孔壁及鉆孔導(dǎo)向作用。對(duì)護(hù)筒制作、埋設(shè)或沉入的要求：

（1）護(hù)筒的內(nèi)徑應(yīng)大于鉆頭直徑20～40cm。

（2）護(hù)筒頂高：在旱地時(shí)應(yīng)高出地面0.30m，在水中，當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況良好，不易坍塌時(shí)宜高出施工水位1.0～1.2米；當(dāng)?shù)刭|(zhì)不良易坍塌時(shí)，宜高出施工水位1.5～2.0m。

（3）在旱地或淺水處，護(hù)筒底端在埋入天然地層，其埋設(shè)深度不應(yīng)小于1.0～1.5m。

（4）鋼護(hù)筒加長可采用拼裝螺栓加橡膠墊連接。

（5）護(hù)筒平面位置的偏差不得大于5cm。

1.2 泥漿

1.2.1 土層本身為粘性土?xí)r，能在鉆井中形成合格的泥漿。

1.2.2 若采用亞粘土?xí)r，其塑性指數(shù)不宜小于15，大于0.1mm顆粒不宜超過6%；一般地層泥漿相對(duì)密度1.0～1.25,粘度16～22秒；松散易坍地層泥漿相對(duì)密度1.2～1.8，粘度19～23秒。

1.3 鉆孔

1.3.1 鉆孔中應(yīng)填寫好《鉆孔樁原始記錄表》。

1.3.2 鉆孔應(yīng)一次完成，不得中途停止，遇到事故必須及時(shí)處理。

1.3.3 鉆孔打到設(shè)計(jì)要求深度后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行孔深、孔位、孔徑及垂直度的檢測(cè)，確認(rèn)滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行清孔和灌注水下混凝土的準(zhǔn)備工作。

2 清孔

2.1 終孔檢查后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行孔底清理，以免間隔時(shí)間過長，發(fā)生鉆渣沉淀造成清孔困難或坍塌。

2.2 不論采用何種清孔方法，在清孔排渣時(shí)必須注意保持孔內(nèi)水頭，以防坍孔。

2.3 用換漿法或掏渣清孔時(shí)，應(yīng)檢查孔口溢出的泥漿或孔底提出泥漿的指標(biāo)。灌注混凝土前，孔底沉淀厚度應(yīng)不大于設(shè)計(jì)規(guī)定。當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，對(duì)于直徑≤1.5m的裝≤300mm；對(duì)于樁徑＞1.5m的樁或樁長＞40m或土質(zhì)較差的樁≤500mm。

3 水下混凝土的配制

3.1 水泥強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5，并且每立方米混凝土水泥的用量不得小于350kg，其初凝時(shí)間用標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)時(shí)，不宜早于2.5～3.5h。

3.2 粗骨料宜用卵石，如用碎石則含砂率應(yīng)增加約30%，并有良好的級(jí)配；最小粒徑不小于5mm，最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小間距的1/4，同時(shí)應(yīng)不大于40mm。

3.3 混凝土含砂率宜采用40%～50%，水灰比宜用 0.5～0.6。

3.4 混凝土的坍落度以16～22cm為宜，并且應(yīng)具有足夠的流動(dòng)度。

3.5 混凝土的實(shí)際初凝時(shí)間應(yīng)滿足灌注工作時(shí)間的需要。

3.6 應(yīng)混凝土的實(shí)際配制標(biāo)號(hào)宜比設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)提高10～15%。

3.7 灌注前混凝土的配合比及其試驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)范要求才能投入使用。

4 鋼筋籠的制作

4.1 鋼筋籠的制作必須按照設(shè)計(jì)圖紙，鋼筋、骨架的綁扎，焊接應(yīng)符合對(duì)于鋼筋性能要求的規(guī)定。

4.2 鋼筋籠上端應(yīng)焊的吊環(huán)不宜小于4個(gè)；為確保 保護(hù)層的厚度，應(yīng)在鋼筋籠的周圍主筋上每隔適當(dāng)距離對(duì)稱的設(shè)鋼筋“耳環(huán)”緩凝土方塊等措施。

5 鋼筋籠和導(dǎo)管的吊裝

5.1 在鉆孔終孔并進(jìn)行清孔，檢測(cè)后，應(yīng)盡快吊裝鋼筋籠，入孔時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位輕放，入孔后應(yīng)牢固定位。

5.2 鋼筋籠分節(jié)吊裝，就地焊接時(shí)，上下節(jié)主筋位置應(yīng)對(duì)準(zhǔn)，軸線應(yīng)一致，焊接質(zhì)量符合質(zhì)量要求。

5.3 導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)一致，內(nèi)壁光順，有足夠的密封性和堅(jiān)固性，并做水密試驗(yàn)。

6 水下混凝土灌注，導(dǎo)管注入法

6.1 在吊裝鋼筋籠和導(dǎo)管后、灌注混凝土前應(yīng)對(duì)孔底沉淀層再測(cè)一次，應(yīng)符合規(guī)范要求。

6.2 為滿足清孔、處理灌注事故和保持孔內(nèi)水頭壓力的需要，灌注混凝土期間，應(yīng)盡量準(zhǔn)備吸泥機(jī)、高壓射水管和潛水泵等設(shè)備。

6.3 開始灌注時(shí)，導(dǎo)管下口至孔底間距一般宜為20～40cm。

6.4 開始灌注后，導(dǎo)管的初次埋深一般不小于1.0m，灌注應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。拆除導(dǎo)管一般不超過15min，并不得中途停工。必須認(rèn)真填寫好《水下混凝土灌注記錄》。

6.5 子灌注過程中，應(yīng)經(jīng)常探測(cè)混凝土面的高度，及時(shí)提升和拆除導(dǎo)管，要求導(dǎo)管的埋置深度一般為2.0～4.0m，最大埋深不得大于6.0m。

6.6 混凝土由遠(yuǎn)距離運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢查，如有離析、坍落度不符合要求等現(xiàn)象，應(yīng)在不提高水灰比的原則下重新拌和，重新拌合后仍不能達(dá)到要求者，不得使用。

6.7 灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)預(yù)加一定厚度，以清除泥漿，確保樁頂質(zhì)量；適宜的預(yù)加高度應(yīng)按實(shí)際情況通過實(shí)踐求出，一般不小于0.5m，較深的樁宜不小于1.0m。

6.8 在灌注混凝土?xí)r每根樁應(yīng)將灌注混凝土抽樣2-3組試塊，并應(yīng)編號(hào)妥善保管，做強(qiáng)度檢測(cè)。

6.9 有關(guān)混凝土灌注情況，如灌注時(shí)間、混凝土面的深度、導(dǎo)管深度、拆除以后發(fā)生的異常現(xiàn)象等均應(yīng)填入《水下混凝土灌注記錄》中。

7 質(zhì)量檢驗(yàn)

7.1 鉆孔的質(zhì)量檢驗(yàn)；

鉆孔、清孔和鋼筋籠下放完畢，以及樁的混凝土灌注后，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，并填寫《鉆孔灌注樁質(zhì)量檢驗(yàn)單》。

7.2 樁的質(zhì)量檢驗(yàn)；

主要是指灌注水下混凝土質(zhì)量的檢驗(yàn)、樁身質(zhì)量檢測(cè)（結(jié)構(gòu)完整性檢測(cè)和單樁承載力檢測(cè)），檢測(cè)工作由具有相應(yīng)資格的部門進(jìn)行。

8 、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量缺陷防治措施

鉆孔灌注樁施工屬于隱蔽工程，成樁的好壞直接影響到橋梁的承載力和橋梁的安全使用功能。施工中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題有：坍孔、縮孔、斷樁和孔位偏斜。

8.1 坍孔

在鉆孔過程中，如果出現(xiàn)鉆孔內(nèi)水位突然下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出渣明顯增加，而進(jìn)尺慢或停止，就表示有坍孔。一旦坍孔，鉆孔就無法進(jìn)行，易造成掉鉆、埋鉆事故。

8.1.1 引起坍孔的原因：

(1)成孔速度太快，泥漿護(hù)壁來不及形成泥膜，泥漿濃度和密度不足，起不到可靠的護(hù)壁作用；(2)護(hù)壁深度不夠，下端孔口處于軟弱，在孔內(nèi)水壓力下產(chǎn)生漏水；(3)鉆孔直接觸及護(hù)筒，由于震動(dòng)使孔口坍塌。

8.1.2 預(yù)防措施：

(1)督促施工單位提高泥漿質(zhì)量，選用相對(duì)密度、粘度、膠體率較大的泥漿，如果鉆孔土質(zhì)是粉質(zhì)砂土或亞粘土應(yīng)增加粘土來制漿；(2)增加護(hù)筒的埋置深度，使護(hù)筒底端不漏將，確保孔內(nèi)水壓力大于孔外，增加孔壁側(cè)壓力。

8.1.3 處理方法

(1)如果發(fā)生的孔口坍孔能用加大泥漿濃度來控制水位差，能使孔壁不再坍塌即可；如果不能停止時(shí)，當(dāng)發(fā)生孔口坍塌時(shí)，可立即拆除護(hù)筒并立即回填鉆孔，重新埋設(shè)深埋護(hù)筒，并將護(hù)筒周圍土夯實(shí)填密實(shí)重新鉆孔。(2)如果發(fā)生空內(nèi)坍孔時(shí)，回填砂和泥土混合物，待回填物沉積密實(shí)后在進(jìn)行鉆進(jìn)。

8.2 縮孔

產(chǎn)生孔徑小于設(shè)計(jì)空值現(xiàn)象稱為縮孔，縮孔會(huì)產(chǎn)生鋼筋籠保護(hù)層過小及降低樁承載力的質(zhì)量問題。

8.2.1 產(chǎn)生原因

(1)鉆機(jī)補(bǔ)焊不及時(shí)，嚴(yán)重磨損的鉆錐鉆出的比設(shè)計(jì)樁徑稍小。(2)鉆進(jìn)土層中有軟粘土，遇水膨脹后使孔徑縮小。(3)清孔不徹底，泥漿中含泥塊較多，再加上終灌拔管過快，引起樁頂周邊夾泥，導(dǎo)致保護(hù)層厚度不足。(4)孔內(nèi)水頭下降，對(duì)孔壁靜水壓力減小，導(dǎo)致局部對(duì)孔壁土層失穩(wěn)坍塌，造成樁身夾泥或縮徑。

8.2.2 預(yù)防措施

(1)經(jīng)常檢查鉆具尺寸，并督促施工單位及時(shí)補(bǔ)焊或更換鋸齒，有軟素土?xí)r，采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿。(2)清孔時(shí)，要做到清渣不清泥，防止清孔后澆筑混凝土過程中局部坍孔，導(dǎo)致縮徑產(chǎn)生。

8.2.3 處理方法

如果產(chǎn)生縮徑，采用鉆具上、下反復(fù)掃孔的方法來擴(kuò)大孔徑。

8.3 斷樁

斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進(jìn)入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開使混凝土變質(zhì)或截面受損，從而使樁不能滿足受力要求。

8.3.1 形成原因

(1)首灌混凝土量不足，不能埋住導(dǎo)管底部，從而形成斷樁。(2)混凝土坍落度過小或石料粒徑過大，導(dǎo)管直徑過小堵管，當(dāng)處理不好不得不提導(dǎo)管時(shí)形成斷樁。(3)導(dǎo)管口滲漏使泥漿進(jìn)入導(dǎo)管。(4)導(dǎo)管埋置深度不足，拔導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管底脫離混凝土面，形成斷樁。

8.3.2 預(yù)防措施

(1)一定要復(fù)核首灌混凝土的量是否準(zhǔn)確。(2)對(duì)拌制混凝土的粗集料要控制好，最大粒徑不得超過40mm，不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6-1/8，選擇合理內(nèi)徑的導(dǎo)管。(3)對(duì)混凝土灌注所用的導(dǎo)管，應(yīng)督促承包人做密水承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，以防導(dǎo)管漏氣。(4)在灌注混凝土的過程中，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度2～6m。

8.3.3 處理方法

(1)斷樁后能提鋼筋籠的速度提出鋼筋籠，用沖擊鉆將已灌注的混凝土沖碎，重新灌注新混凝土。

(2)斷樁在地表以下5～10m之內(nèi)的，可開挖再接樁。

(3)斷樁后無條件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理或無法處理的，可報(bào)告設(shè)計(jì)單位，由設(shè)計(jì)單位提出補(bǔ)樁方案，在原樁兩側(cè)補(bǔ)樁。

8.4 鉆孔偏斜

現(xiàn)場(chǎng)鉆成的樁孔，垂直度不豎直，斜樁斜度不符合要求或樁位偏離設(shè)計(jì)樁位等稱為鉆孔偏斜。鉆孔偏斜會(huì)使鉆孔灌注樁施工時(shí)鋼筋籠難以吊入，造成樁的承載力小于設(shè)計(jì)要求。

8.4.1 形成原因

(1)樁機(jī)本身未豎直，平臺(tái)未水平。

(2)擴(kuò)孔較大處鉆頭擺動(dòng)偏向一方。

(3)鉆機(jī)產(chǎn)生不均勻沉降。

(4)鉆桿彎曲，接頭不正。

(5)在鉆孔過程中遇大孤石或探頭石。

8.4.2 預(yù)防措施

(1)檢查鉆桿、鉆架的垂直度，不符合要求，及時(shí)調(diào)整。

(2)加大樁機(jī)支持面積，使樁機(jī)穩(wěn)固，并保證樁機(jī)水平臺(tái)水平。

(3)嚴(yán)格要求按規(guī)范要求配備鉆桿。

8.4.3 處理方法：在偏斜處鉆頭上下反復(fù)掃孔，使孔正直。

[1]陳建新.橋梁鉆孔灌注樁施工中的問題及防治[J].中南公路工程.2004(04).

[2]劉秋芝.談鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制[J].港工技術(shù).2005(02).