沖擊鉆孔灌注樁施工質量控制

在施工過程中容易出現孔壁坍落、鋼筋籠上浮等質量問題，面對可能出現的問題采用相應的防范措施，對已發生的問題及時解決，就能按質按量完成沖擊鉆孔灌注樁施工。

1 施工質量控制內容

檢查查驗樁位、樁頂標高、樁底沉渣厚度、樁身完整性、承載力、垂直度、樁徑、原材料、混凝土配合比及強度、泥漿配合比及性能指標、鋼筋籠制作及安裝、混凝土澆筑等。

2 工藝流程和施工準備

2.1 施工工藝流程

沖擊鉆孔系統設備由沖擊鉆頭、三腳立架、卷揚機組成。沖擊鉆孔灌注樁的工藝流程為：施工場地平整→樁定位→開挖泥漿池、沉淀池→護筒埋設→鉆孔設備就位、孔位校核→鉆孔、泥漿環、清除廢漿、泥渣→入巖面確認，嵌巖→清孔換漿→終孔驗收→鋼筋籠安裝和安裝鋼導管→第二次清孔，最終孔深驗收→澆筑水下混凝土→灌注樁完成。

2.2 施工準備

2.2.1 主要施工準備工作質量控制

（1）做好專項施工方案編制、交底工作

開工前應編制專業施工方案，并經公司、監理單位審核，并對每個管理人員及現場作業人員進行安全技術交底。

（2）測量定位控制

測量儀器使用前應進行檢查，儀器測量精度應滿足規范要求，測量偏差嚴格控制在規范允許偏差之內（一般為±5cm）。樁位定位后，再次復核長度是否與施工圖相符；合格后做好保護；孔位校核時再次復測樁位，做到自檢、監理復核。

2.2.2 鉆孔前應做好的事項

鉆孔前的應做好的事項包括：①樁位放樣、驗收；②鋼護筒埋設及其定位復核；③開挖泥漿池、沉淀池；④鋼筋原材、商品混凝土供貨單位、鉆孔設備、施工班組等質量驗收等。其次應進行試樁，并形成試樁試驗報告，試樁的主要目的是落實現場施工監測方法，如最后10錘下沉量、進尺速度等。

3 施工過程質量控制

3.1 成孔過程質量監控

3.1.1 成孔過程質量施工程序

①檢查孔徑、軸線、垂直度、泥漿性能，沖孔過程進尺記錄；②檢查是否入巖，包括巖樣的留取及比對，并對入巖深度及時簽認；③終孔檢查孔深、、沉渣厚度；④鋼筋籠的制作、安裝；混凝土灌注。

3.1.2 成孔過程關鍵點質量控制

（1）孔壁坍落

孔壁坍落事故是沖孔過程最常發生事故之一，有如質量通病， 施工管理人員應掌握其發生的原理并提前做好預防。為避免事故發生的應對措施有：1、吃透施工圖設計及工程地質勘察報告，主要是設計技術要求和孔位相對應地質情況；2、鋼護筒埋設深度滿足要求，孔口及場地內排水良好；3、特殊地層鉆嚴控進尺、采用優質泥漿等，4、第二次清孔后及時澆筑水下混凝土。

（2）清孔、排渣

清孔也是灌注樁成樁質量控制的關鍵點。通過清孔盡可能將沉渣排除，使水下混凝土與基巖良好接合，以保證樁底承載力。 現場正常做法：終孔后將鉆頭提至距孔底0.2-0.3m處，空轉鉆頭，利用空轉吸出殘存在孔底石渣并排除；必要時可投入適量混合土以提高泥漿比重和膠結力，增加排渣能力。 清孔快結束前，重新調整泥漿比重使其符合規定，這有利于水下混凝土的灌注，提高成樁質量。

（3）孔底沉渣

放鋼筋龍、混凝土導管均會造成土體跌落，增加沉渣厚度。因此，灌注樁的沉渣厚度應在鋼筋籠放入后，混凝土澆筑前測定。沉渣厚度的檢查目前均用重錘，但人為因素影響很大，應專人負責，用專一的重錘，測繩長度應定期檢查。有些地方用較先進的沉渣儀，這種儀器應預先做標定。

沖擊鉆孔灌注樁沉渣厚度要求一般不得大于100 mm，要達到該規定沉渣厚度，首先，要控制好泥漿質量（泥漿的比重和粘度），泥漿過稀攜渣能力差，而過稠會增加成孔阻力及在孔壁形成泥皮縮小樁徑。作法是根據地下水位高低、地層土的工作性、所用鉆頭種類等確定泥漿的比重、粘度，如使用管形鉆頭鉆孔時，入孔泥漿比重為1.1～1.3；使用實心鉆頭鉆孔時，孔底泥漿比重不宜大于：砂黏土為1.3；大漂石、卵石層為1.4；巖石為1.2。其次，第一次清孔應補充新鮮泥漿使其置換出孔內原有泥漿（含渣量大、雜質多）；最后，沉渣厚度應在二次清孔后檢查，即鋼筋籠和導管安裝后，再次復檢沉渣厚度。若沉渣超標，可用導管中附屬的風管再次清孔，直至符合設計要求。

（4） 終孔深度

房屋建筑工程基本不可能提供每根樁的地質鉆探資料，而巖面高程及成孔深度的確定直接影響到樁的承載力，持力層及終孔深度的正確判定，是質量控制的一個關鍵環節。地底下的巖面有如溝壑，地質勘察報告不一定能全面準確反映地質情況，而樁長受樁位、地質情況影響較大，現場施工控制可按以下幾點進行：

①根據工程地質勘察報告、施工圖、相鄰已完樁長（若有），初步確定樁長。

②根據成孔沖擊聲音、機械設備振動、進尺速度等作進一步判定。

③根據出孔口巖樣和泥漿顏色進行確定，此時應勤撈巖樣與試樁確定巖樣進行比對，孔深與設計圖紙出入較大者及時上報監理、業主、勘探單位協商處理。

④巖層頂面高程確定后，再根據設計要求確定終孔深度。

3.2 混凝土灌注過程質量

3.2.1 灌注過程主要環節質量控制

（1） 鋼筋籠安裝。

鋼筋籠安裝必須重視以下幾點 ：①鋼筋應采用機械加工，鋼筋籠在胎膜上制作，保證規格尺寸的準確、統一。 ②如鋼筋籠過長應分段制作，吊放鋼筋籠入孔時再分段焊接，但應注意短鋼筋籠放置于底部， 這有利于樁的抗拔能力 ③鋼筋籠在運輸和吊放過程中，每隔2～5m設置加強箍一道，并在鋼筋籠內每隔3～4m裝一個可拆卸的十字形臨時骨架，在鋼筋籠吊放時再拆除。④在鋼筋籠周圍主筋上每隔一定間距設置混凝土墊塊或內馬蹬形式鋼筋墊。⑤清孔時應把沉渣清理干凈，保證實際有效孔深滿足施工圖要求。⑥鋼筋籠應垂直緩慢放入孔內，防止碰撞孔壁。鋼筋籠放入孔內后，要采取措施，固定好位置。⑦對在運輸、堆放及吊裝過程中已經發生變形的鋼筋籠，嚴禁使用。鋼筋籠的安裝過程應事先通知監理或業主，做好隱蔽簽證。

（2）鋼導管埋設深度的控制

鋼導管埋設端口是否合理埋置于已澆筑水下混凝土面直接影響著灌注樁的質量，應設為質量控制關鍵點。首先澆筑第一斗混凝土是最重要一個步驟，必須確保該砼量應能滿足導管端口埋入混凝土面1.0 m以上，否則會造成導管內反灌泥漿，混凝土澆筑宣告失敗，得重新鉆；其次提升或拆卸導管時要勤測混凝土面實際位置，使導管埋置保持合理深度，合理的埋置深度為1～6m。

（3）樁頂高度質量控制

工程建設標準強制性條文規定樁頂標高至少要比設計標高高出0.5m。為滿足這一要求及樁頂混凝土強度滿足設計要求（樁頂砼極易含有雜質，故有混凝土超灌量）。計算好最后一次混凝土超灌量尤為關鍵，超灌量計算不準確是時常發生的，超灌量過大造成浪費，而超灌量不足將造成質量問題，一般混凝土超灌量計算：V=（剩余未澆筑孔深+0.5m）×孔徑×1.25擴孔系數；其次清孔應徹底，混凝土灌注時須正確利用導管上下振搗，使沉渣、浮渣、泥皮被頂起至樁頂。

4 工作中遇到的安全質量事故及采取的措施。

4.1 孔壁坍落處理

孔壁坍落多發生在鉆孔過程中或清孔時，發生坍落的原因主要有：泥漿相對密度不夠，起不到可靠的護壁作用；孔內水頭高度不夠或孔內出現承壓水，降低了靜水壓力；護筒埋置太淺，下端孔坍塌；在松散砂層中鉆孔時，進尺太快或停在一處空轉時間太長，轉速太快；沖擊（抓）錐或掏渣筒傾倒，撞擊孔壁；用爆破處理孔內孤石、探頭石時，炸藥量過大，造成很大振動。

針對以上可能造成孔壁坍落應做好防治措施，如：在松散砂土或流砂中鉆進時，應控制進尺，選用較大相對密度、黏度、膠體率的優質泥漿(或投入摻片石、低錘沖擊，使黏土膏、片石擠入孔壁）；地下水位變化過大，應采取升高護筒，增大水頭，或用虹吸管連接等措施；用爆破處理孔內孤石、探頭石時嚴格控制沖程高度和炸藥量；孔口坍塌時，應先探明位置，將砂和黏土（或砂礫和黃土）混合物填到坍孔位置以上1～2米；如坍孔嚴重，應全部回填，等回填物沉積密實后再進行鉆孔。

結合所接觸施工項目遇到的問題及解決方法與同行分享一下。施工作業面的位置原先是屬于亂拋石層、未經強夯、存在孔隙大、厚度達到16米、且該作業面與海水的潮汐也有關系，施工難度大；一般施工進展約2.5-3米之間就出現塌孔，高潮位施工水頭還能保持，但是低潮位時泥漿液基本被海水一起帶出孔位。由于所處施工環境導致成孔難度大，根據這些情況首先采用紅土及碎石拌合倒入孔內再沖孔，仍出現塌孔、漏漿無法成孔；其次采用低壓灌水泥漿及低標號砼倒入孔內再沖孔，還是出現塌孔、漏漿，仍然無法成孔；分析原因主要還是拋石層太厚、孔隙太大、受潮水漲退影響大，使漿液無法保持水頭。最后采用反開挖將拋石層開挖到低潮水位，接著采用紅土回填并分層及時夯實，再進行沖孔施工其效果顯著未出現塌孔、漏漿，成孔順利。

4.2 卡鉆

卡鉆指鉆頭在距孔底一定高度卡住，提不上來，但向下可以為上卡。在孔底卡住為下卡。產生原因：不規則孔形未處理；坍孔落石、工具掉進孔內；長護筒傾斜，下端為鉆頭撞擊變形；鉆頭尺寸不一，或焊補超限；下鉆太猛，鉆頭撞碰在孔內傾倒。

發生卡鉆，不宜強提，不可盲動以免愈卡愈緊或造成坍孔埋鉆。 處理方法：①上下提動鉆頭，使之旋轉，并用撬棍配合，左右反復撥動大繩，使鉆頭能沿下落的原道提出；用小鉆頭沖擊卡鉆一邊孔壁或鉆頭，使鉆頭松動后，再起吊。②無活動余地的情況下，可用強提法。強提的支撐枕木垛位置要離孔口范圍稍遠，以免孔口坍塌，并加保險繩，以免拉斷大繩而掉鉆。具體可用滑車組、杠桿、千斤頂等辦法施力拉拔鉆頭。③爆破法。以上兩種方法仍無法取出時，可采用爆破法，但應探明卡鉆具體位置，控制好藥量的水下爆破，出現探頭石情況下經常采用。發生卡鉆時嚴禁人員進入沒有護筒或其他防護設施的鉆孔內。

4.3. 鋼筋籠上浮

4.3.1 原因分析

①混凝土在進入鋼筋籠底部時灌注速度太快。②鋼筋籠未采取固定措施。③當混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅1m左右的距離時，由于灌注的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠上浮。④由于混凝土灌注過程中導管埋深較大時，其上層混凝土因灌注時間較長，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，混凝土在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移。

4.3.2 預防措施

①灌注混凝土前，應將鋼筋籠固定在孔位護筒上。②灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土灌注高程及導管埋深，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。③當發現鋼筋籠開始上浮時，應立即停止灌注，并準確計算導管埋深和已澆混凝土高程，提升導管后再進行灌注，上浮即可消除。

5 結語

結合現行規范、專業技術，吃透規范設計圖紙及地質勘察資料，事前多了解該工程的原始地形地貌，增加施工管理人員安全事故防隱意識及處理事故能力，努力提高現場作業人員專業技能，使鉆孔灌注樁發揮出它的優點，質量符合設計及規范要求，順利完成施工目標。