鉆孔混凝土灌注樁施工質量控制要點

杜鋒

針對鉆孔混凝土灌注樁的質量問題成因，提出了具體的施工控制措施，保證了灌注樁的施工質量。

砼灌注樁是提高地基承載力，保證水工建筑物正常工作的重要手段，在施工過程中要嚴格遵守規(guī)范，作業(yè)中應分工明確，密切配合，統(tǒng)一指揮，做到快速、連續(xù)施工，灌注成高質量的混凝土灌注樁，防止發(fā)生質量事故。如出現(xiàn)事故時，應分析原因，采取合理的技術措施，及時設法補救，經過補救、補強后樁必須經認真的檢驗合格后方可使用。對于質量極差、確實無法利用的，應與設計單位研究解決。

工程概況

桃曲坡水庫灌區(qū)低干渠輸水工程全長7978m，主要有隧洞7座，橋倒2座，渡槽3座，明涵1座及節(jié)制閘、分水閘1座等。其中1號、1號橋倒及3號渡槽均位于溝道處，溝道表面為沖洪積堆積碎石土，厚3～5m，下部為風洪積黃土狀壤土，厚20～39m，底部為砂巖，強風化巖體厚5.9m，較破碎，強度較低，質量級別Ⅴ級，弱風化巖體較完整，巖體質量級別Ⅳ級，該三座建筑物均采用了C20鋼筋砼灌注樁做為基礎，其中：1號渡槽長101m，槽架基礎采用單排樁，孔徑為800mm、 孔距為2000mm；1號橋倒長度為226m，橋架基礎采用梅花形布孔，孔徑為600mm、孔距為2850mm；為砼灌注樁基礎；3號渡槽：長72m，為分為9跨，跨長為8m，支墩基礎采用C20鋼筋砼鉆孔灌注樁，孔徑為600mm、孔距為2300mm。

通過對灌注樁的實際施工及參考相關資料，對鉆孔灌注樁在實際施工中容易發(fā)生的質量問題和控制要點進行了深入總結。

鉆孔灌注樁施工質量問題和控制要點

成孔質量的控制。成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質量如控制得不好，則可能會發(fā)生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設計持力層要求等，還將直接影響樁身質量和造成樁承載力下降。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。

采取隔孔施工程序 ：鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內成樁，周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩(wěn)妥的技術措施。

確保樁身成孔垂直精度 ：為了保證成孔垂直精度滿足設計要求，應采取擴大樁機支承面積使樁機穩(wěn)固，經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施。

確保樁位、樁頂標高和成孔深度：在護筒定位后及時復核護筒的位置。嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過程中自然地坪的標高會發(fā)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的留出長度來校驗成孔達到深度。

雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發(fā)生坍孔、沉渣過厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測繩復核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復鉆并清孔。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環(huán)球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第547期2014年第15期-----轉載須注名來源同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達1.2%，為提高測繩的測量精度，在使用前要預濕后重新標定，并在使用中經常復核。

鋼筋籠制作質量和吊放。鋼筋籠制作前，首先要檢查鋼材的質量保證資料，檢查合格后再按設計和施工規(guī)范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規(guī)格、數(shù)量和制作質量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上，這是由于鋼筋籠吊放后是暫時固定在鉆架底梁上的。因此，吊環(huán)長度是根據底粱標高的變化而改變，所以應根據底粱標高逐根復核吊環(huán)長度，以確保鋼筋的埋人標高滿足設計要求。

在鋼筋籠吊放過程中，應逐節(jié)驗收鋼筋籠的連接焊縫質量，對質量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。同時，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當?shù)醴攀茏钑r，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應停止吊放并尋找原因。如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進行復鉆糾偏，并在重新驗收成孔質量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

卡管。在灌注過程中，混凝土在導管中下不去為卡管，有兩種情況：

初灌時隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如坍落度過小，流動性差，夾有大卵石，拌和不均勻，以及運輸途中產生離析，導管接縫處漏水，雨天運送混凝土未遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導管堵塞。

處理辦法：可用長桿沖搗管內混凝土，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落，如仍不能下落時，則須將導管連同其內的混凝土提出鉆孔，進行清理修整（注意不要使導管內的混凝土落入井孔），然后重新吊裝導管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入孔底，則須按前述方法清除。

機械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導管中停留時間過長，或灌注混凝土的時間過長，最初的混凝土已初凝，增大了導管內混凝土下落的阻力，混凝土堵在管內。

其預防方法是，灌注前仔細檢查檢修灌注機械，并準備備用機械，發(fā)生故障時，立即調換機械，同時采取措施，加速混凝土灌注，必要時，可在首批混凝土中摻加緩凝劑，以延緩混凝土的初凝時間。

當灌注時間已久，孔內的首批混凝土已初凝，導管內堵塞有混凝土時，將導管拔出，重安鉆機，利用較小鉆頭將鋼筋籠以內的混凝土吸出，用沖抓錐將骨架逐一拔出，然后用粘土摻砂礫填塞井孔，待沉實后重新鉆孔成樁。

混凝土灌注樁導管故障。導管故障的原因：灌注樁施工中常常會遇到一些導管故障，如埋管、導管拔出、導管堵塞等，在這些故障中其誘因較多，主要由以下幾種情況：

導管埋深不合理造成。剛開始灌注的時候，導管在距離鉆孔底部較近的時候，顛管的時就會出現(xiàn)導管口進入到底部沉渣中的情況，因此出現(xiàn)導管的堵塞。

導管內的混凝土出現(xiàn)空氣阻隔，這樣也會造成導管的堵塞。

在灌注的過程中因為導管的破裂而造成澆注的導管的堵塞，這主要的原因是導管的強度過小，而且在施工的過程中上下移動導管的過程中過于劇烈。

埋管的情況，導管在施工的過程中無法上下移動，這樣的情況就是埋管，其主要的原因是導管的埋深出現(xiàn)誤差，導致導管外壁的混凝土出現(xiàn)初凝，讓導管與混凝土之間的摩擦力增加，從而導致了導管無法拔出，或者因為前面的原因導管斷裂。

導管拔出，這樣的情況是在灌注的過程中因為對混凝土澆注的高度和導管埋入的深度計算失準造成的，另外也有一部分是因為操作過于劇烈而造成的向上的拔出力過大、過猛而造成的。

導管故障的預防 ：在施工的過程可以采用一些必要的措施對導管的故障進行預防，

熟讀圖紙，精確定位導管深度和位置。

在最初的灌注時，首先對灌注的樁孔進行探測，保證其底部的沉渣小于1/4樁徑，另外控制導管距離底部為500mm左右，且不要顛管。

為了避免導管中出現(xiàn)空氣間隔，在剛開始的灌注中應當保持混凝土的連續(xù)性灌注。在施工的過程中盡量的連續(xù)緩慢的進行給料，而且配合導管的上移速度，不要過急。在拆卸導管的時候盡量讓導管內的混凝土面接近料斗，距離不宜過大。

為了避免導管的裂縫，在選擇導管材料的時候應當著重檢查導管壁的厚度，對一些使用時間較長，管壁變薄的應當及時的更換。另外，新制的導管的時候使用的鋼板不應當小于3mm，而且在使用的過程中對易損的部位要重點監(jiān)控，及時更換。還有，在顛管的時候也不要用力過大。

針對埋管的情況，應當注意的是對埋深的控制，不要超過最高限度的6m范圍，在導管的上端最好設置振搗裝置，在灌注的過程中進行人為的導管的震動或者抖動，讓導管周圍初凝的混凝土及時脫離。另外針對斷管的情況，處理利用前面的預防措施外，還應當檢查接口處的螺栓是否安裝到位，牢固。同時在導管提升的過程中對提升的過程進行監(jiān)督，保證穩(wěn)定勻速，避免急提。

針對卡管，一般可以采用長桿對管內的混凝土進行沖搗，同時利用設備進行導管的抖動，還可以像預防埋管一樣進行人工的定時振搗。如果還是不能解決就必須將導管拔出，進行清理然后再進行灌注。

特殊地層處理措施。斷層：在鉆孔樁鉆進過程中如發(fā)現(xiàn)斷層應采取有效措施進行及時的處理。為了便于操作人員準確判斷孔內是否發(fā)生漏漿，可以在孔內放置了一個小皮球并在上面插一面小三角旗，這樣有利于鉆機上的操作人員坐在操作臺上隨時觀察孔內泥漿面的變化，一旦發(fā)現(xiàn)泥漿面出現(xiàn)下降就可以立即將鉆頭提出孔外，再根據漏漿的情況采取補漿和回填片石。

如在斷層位置經過反復的回填片石鉆進仍出現(xiàn)漏漿的情況下，可以采取灌注水下的混凝土對斷層進行填充，混凝土強度等級不宜太高一般選擇C20混凝土，灌注高度以超出斷層頂板以上1m為宜。

粉砂層、軟弱層：在施工中，遇到較厚的粉砂層（砂層）等不良地質時，應采取護壁措施，加大泥漿比重，增加水面高度，情況嚴重的情況下，可采用陶土粉配化學漿糊、水泥粉和油漆纖維等措施，更為嚴重的也可采用分段捂漿（黃土或水泥漿土）或粘土擠壓法護壁。鉆進速度適中，同時減少下籠時間，節(jié)數(shù)不宜多，焊接速度加快，下籠期間仍不斷注入護壁泥漿，使孔內盛滿（施工過程的泥漿處理應及時、隨時外運）。

淤泥地層：3號渡槽處地層上部為淤泥層，很容易出現(xiàn)縮孔情況，如正常泥漿護壁不能保證成孔質量，在淤泥層下鋼護筒法成孔。在鉆孔樁施工前先下外護筒，護筒要求和埋設方法與其他護筒相同，埋設深度控制在1.5～2m。正常沖擊至設計孔深后，立即往孔內下入內徑600mm鋼護筒，然后再進行檢孔和清孔等工序。如果在沖擊過程中即已發(fā)生縮孔現(xiàn)象，可分多次下內護筒，即沖擊3～4m，下一次護筒，再沖擊3～4m，再下一次護筒，直至設計孔深。

成樁質量的控制。為確保成樁質量，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），如發(fā)現(xiàn)實樣與質保書不符，應立即取樣進行復查，對不合格的材料（如水泥、砂、石、水質），嚴禁用于混凝土灌注樁。

鉆孔灌注混凝土要控制好配合比，防止離析現(xiàn)象的發(fā)生。因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進行調整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復核配合比并校驗計量的準確性，嚴格計量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。

為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象。在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm～20cm，并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋人深度。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m～4m。不宜大于5m和小于lm，嚴禁把導管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高5m～8m時，應及時將坍落度調小至l2cm～l6cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。

在灌注樁施工過程中，嚴格按施工實施細則要求，按工序進行質量控制，堅持每道工序實施檢查驗收許可制、成樁輔以適當?shù)臋z測方法，就能保證屬于地下隱蔽工程、施工難以控制的混凝土灌注樁質量達到設計要求。

（作者單位：陜西省桃曲坡水庫灌溉管理局）