鉆孔灌注樁的質量管理問題及防治措施

【摘 要】樁基礎工程是一種隱蔽工程，同時又是托起高樓大廈、長橋巨港的基礎工程，直接維系著整個工程的安危和正常使用。樁基礎作為建筑工程強制控制內容之一，是建筑工程質量管理的重中之重。本文對鉆孔灌注樁的質量管理與控制措施作了分析，供相關人員參考。

【關鍵詞】鉆孔灌注樁；施工工藝；質量控制；技術應用

引言

鉆孔灌注樁，目前在民用和工業建筑施工中已占據了重要地位，但灌注樁的施工大部分是在水下進行，不可預計因素多，施工工序種類繁多，影響因素多，水下混凝土施工要求嚴格，稍有不慎，就可能出現孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等質量事故，所以，要積極采取各種有效預防措施，才能保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質量。

1 鉆孔灌注樁施工過程中常出現的問題及成因

1.1 孔壁塌陷

孔口坍塌容易被發現，而孔內坍陷則需要仔細觀察，如孔內水位突然下降；孔口水面冒細密水泡；出土量顯著增加，沒有進尺或進尺甚小；孔深突然變淺，鉆頭達不到原來孔深；鉆機負荷顯著增加等均表明孔內有坍塌。

孔壁塌陷的主要原因：土質較差、土體張力小、泥漿護壁不好、護筒周圍未用黏土緊密填封以及護筒內水位不高，或者鉆進速度較快、孔鉆時間過長、成孔后待灌時間和灌注時間過長等。

1.2 孔內局部縮頸

縮頸即孔徑小于設計孔徑的要求。

可能的原因：泥漿性能欠佳，失水量大，引起塑性黏土層吸水膨脹后使孔徑縮小。

1.3 護筒下層、冒水

護筒外壁冒水會引起地基下沉、護筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，可能導致無法施工。

可能的原因：埋設護筒周圍的土不夠密實；護筒水位差太大；鉆頭起落時碰撞了護筒。

1.4 鉆孔偏斜、彎孔

在鉆孔時，由于橫向作用鉆進時產生孔位偏斜或彎孔。

可能的原因：鉆機安裝就位穩定性，鉆桿彎曲或鉆桿接頭不直，鉆頭擺動大；進入巖層交界面時鉆進過大；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石、其他硬物等情形。

1.5 樁底沉渣量過多

樁底沉渣最過多，將影響樁的承載力[2]

可能的原因：清孔不干凈或未進行二次清孔；泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難以將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。

1.6 卡管

卡管指水下灌注混凝土過程中，混凝土出現無法自行下落。

可能的原因：混凝土顆粒料級配差、混凝土和易性及流動性差造成離析；混凝土中粗骨料粒徑過大；各種機械故障引起混凝土澆筑不連續，在導管中停留時間過長，孔內已灌注混凝土初凝；導管進水造成混凝土離析；導管埋深太大或泥漿比重太大，混凝土內外壓力差小等。

1.7 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮指鋼筋籠的位置高于設計位置。

可能的原因：孔內泥漿比重太大致使鋼筋籠浮力大；混凝土配合比、水灰比控制不好；鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導管在混凝土中埋置深度過大，鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆筑時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導管底端末及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土從導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。

2 質量管理與控制的關鍵

2.1 地基承載力的鑒定

從樁的施工程序來講，在質量控制中，首先確保地基承載力符合設計要求，否則將使樁失效。地基承載力取決于巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。

2.2 樁身強度的控制

地基承載力符合設計要求，若樁身強度不足，樁的承載力亦得不到保證，樁身強度是樁質量管理的另一關鍵。

樁身質量管理主要在于控制混凝土的質量，樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與混凝土質量。鋼筋籠的制作檢查簡單明了；而影響混凝土質量因素則很多，有些是可見的，有些是不可見的。在工程實踐中，不少樁由于混凝土質量問題而使樁身強度達不到設計要求，因此樁身質量的管理主要在于監控好混凝土的質量。

鉆孔樁混凝土質量不僅與澆注工藝有關，還與成孔工藝有很大關系。要確保樁孔成孔質量與灌注工藝的合理性與操作得當。鉆孔樁成孔質量在于：樁徑不小于設計樁徑，護壁可靠；關系到混凝土質量的灌注工藝主要是：

2.2.1 控制好混凝土質量的和易性，防止出現堵管、埋管，引起斷樁事故；

2.2.2 控制導管埋深2～4m，使混凝土面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入混凝土，防止提漏引起斷樁事故。

2.3 沉渣量的檢查

對摩擦樁來說，由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設計中端部反力不大，端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成受荷時發生大量沉降，同樣使樁的承載力失效。

3 質量控制措施

3.1 監控措施

比較準確判斷樁身混凝土質量的是靜載與抽芯，但是由于靜載、軸芯為操作性檢驗，且費用高、時間長，所以常常采用動測法判定樁身混凝土的質量，而動測法具有一定的局限性，動測結果不能作為樁基工程竣工的驗收依據，用于普查質量僅供驗收參考。

對灌注樁質量監控要依施工單位素質，掌握施工過程實際情況與施工記錄來判斷混凝土質量。審查主要施工人員、施工單位所施工過的工程質量情況；審查施工工藝是否適合于施工的實際情況，采取了什么質量保證措施。

3.2 主要質量問題與控制措施

3.2.1 樁底地基承載力不足

原因：樁端沒有支承在持力層上面。

控制措施：這種情況一般出現在復雜地層，一般最好取芯檢驗，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進情況、工程地質資料進行綜合考慮。

3.2.2 縮徑

原因：塑性土膨脹。

控制措施：成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時間，孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹；如出現縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

3.2.3 樁底沉渣量過大

原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。

控制措施：認真檢查，采用正確的測繩與測錘；一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行，準備一個清孔接頭，一頭可接導管，一頭接膠管，在導管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點：及時有效保證樁底干凈。

3.2.4 鋼筋籠上浮

原因：當混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距鋼筋籠僅1m左右距離時，由于澆注的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠上浮；或由于混凝土灌注至鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上移。

控制措施：灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上；當發現鋼筋籠開始上浮時，應立即停止澆注，并準確計算導管埋深和已澆混凝土標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消除。

3.2.5 斷樁與夾泥層

原因：

（1）泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內儲存大量混凝土，一旦流出其勢甚猛，在混凝土流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層。

（2）灌注混凝土過程中，因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層和斷樁的原因。導管提漏有兩種原因：當導管堵塞時，一般采用上下振擊法，使混凝土強行流出，但如此時導管埋深很少，極易提漏。或因泥漿過稠，如果估算或測混凝土困難，在測量導管埋深時，對混凝土澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導管提離混凝土面，也就產生提漏，引起斷樁。

（3）灌注時間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管與導管拔不上來，引發斷樁事故。

（4）導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導管拔上后混凝土不能及時沖填，造成泥漿填入。

控制措施：

①認真做好清孔，防止孔壁坍塌。

②盡可能提高混凝土澆注速度：開始澆混凝土時盡量積累大量混凝土，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。或快速連續澆注，使混凝土和泥漿一直保持流動狀態，可防導管堵塞。

③提升導管要準確可靠，灌注混凝土過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規程。

④灌注水下混凝土前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發現問題要及時更換。

4 結束語

鉆孔灌注樁質量管理的控制，關鍵在于做好施工前和施工過程中的動態控制，只要準備充分，施工方法得當，管理措施到位，就一定能夠防止鉆孔灌注樁容易出現的質量缺陷，發揮其經濟、承載力大等優點，做出合格滿意的工程。