鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題預(yù)防措施

王卓茹

摘 要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，灌注樁基礎(chǔ)在房屋建筑、橋梁及水利等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，灌注樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)水平也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。常言道“萬丈高樓平地起”，這充分體現(xiàn)出基礎(chǔ)是工程建設(shè)中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響總體工程質(zhì)量。鉆孔灌注樁是灌注樁基礎(chǔ)中最常用一種形式，現(xiàn)就鉆孔灌注樁施工質(zhì)量相關(guān)問題與大家初探。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；質(zhì)量問題；預(yù)防措施

1 鉆孔灌注樁簡(jiǎn)介

1.1 問世背景

20世紀(jì)初，因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，高層建筑不斷增加，但是因?yàn)楹枚喑鞘械牡鼗鶙l件比較差，不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力，如果仍沿用當(dāng)時(shí)通用的摩擦樁來建造高層建筑，必將產(chǎn)生很大的沉降。于是工程師們借鑒了掘井技術(shù)發(fā)明了人工挖孔灌注混凝土而形成的灌注樁。20世紀(jì)40年代初，隨著大功率鉆孔機(jī)具研制成功，鉆機(jī)鉆孔逐漸取代了人工挖孔，形成了鉆孔灌注樁。

1.2 定義

鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。

1.3 分類

1.3.1 按樁徑大小分

（1）小樁：由于樁徑小，施工機(jī)械、施工場(chǎng)地、施工方法較為簡(jiǎn)單，多用于基礎(chǔ)加固和復(fù)合樁基礎(chǔ)中；

（2）中樁：成樁方法和施工工藝繁多，工業(yè)與民用建筑物中大量使用，是目前使用最多的一類樁；

（3）大樁：樁徑大且樁端不可擴(kuò)大，單樁承載力高，近20年發(fā)展快，多用于重型建筑物、構(gòu)筑物、港口碼頭、公路鐵路橋涵等工程。

1.3.2 按成樁工藝分

（1）干作業(yè)法鉆孔灌注樁；

（2）泥漿護(hù)壁法鉆孔灌注樁；

（3）套管護(hù)壁法鉆孔灌注樁。

2 常見質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

2.1 塌孔與縮孔

2.1.1 產(chǎn)生原因

（1）鉆機(jī)鉆孔過程中鉆進(jìn)速度過快；

（2）護(hù)壁泥漿性能差；

（3）鉆孔完成后放置時(shí)間過長(zhǎng)。

2.1.2 預(yù)防措施

（1）鉆機(jī)鉆孔過程中要控制鉆進(jìn)速度，特別是穿過較厚的砂層、礫石層時(shí)，鉆進(jìn)速度應(yīng)控制在2m/h以內(nèi)；

（2）嚴(yán)格控制泥漿性能。主要控制其密度為1.3～1.4g/cm3、黏度為20～30s、含砂率不大于6%。若孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上要求時(shí)，可采用加黏土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法，提高泥漿的性能，通過對(duì)泥漿的除砂處理，控制泥漿的密度和含砂率；

（3）鉆孔完成后，無特殊原因，應(yīng)立即進(jìn)行下道工序。

2.2 鉆孔傾斜

2.2.1 產(chǎn)生原因

（1）場(chǎng)地平整度和密實(shí)度差，鉆機(jī)安裝不平整或鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆孔傾斜；

（2）鉆機(jī)鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔傾斜；

（3）鉆機(jī)鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成偏離鉆進(jìn)方向；

（4）鉆進(jìn)中遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時(shí)，鉆壓過高使鉆頭受力不均，偏離鉆進(jìn)方向，造成鉆孔傾斜。

2.2.2 預(yù)防措施

（1）平整場(chǎng)地、清除雜物、換除軟土、夯打密實(shí)，鉆機(jī)底座不能直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上，以免產(chǎn)生不均勻沉降；

（2）安裝鉆機(jī)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆機(jī)的平整度和主動(dòng)鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程中應(yīng)定時(shí)檢查主動(dòng)鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差立即調(diào)整；

（3）定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)維修或更換；

（4）在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)，應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)；

（5）在復(fù)雜地層鉆進(jìn)時(shí)，必要時(shí)在鉆桿上加設(shè)扶正器。

2.3 鋼筋骨架上浮

2.3.1 產(chǎn)生原因

（1）混凝土初凝和終凝時(shí)間太短、流動(dòng)性差，使孔內(nèi)混凝土過早結(jié)塊，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋骨架底部時(shí)，結(jié)塊的混凝土托起鋼筋骨架；

（2）清孔時(shí)孔內(nèi)泥漿懸浮顆粒太多，混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上，形成較密實(shí)的砂層，并隨孔內(nèi)混凝土逐漸升高，當(dāng)砂層上升至鋼筋骨架底部時(shí)托起鋼筋骨架；

（3）混凝土灌注至鋼筋骨架底部時(shí)，灌注速度太快，造成鋼筋骨架上浮。

2.3.2 預(yù)防措施

（1）嚴(yán)格控制水泥、碎石、砂等原材料的質(zhì)量，采用混凝土拌和站集中拌和，自動(dòng)控制混凝土的配合比、水灰比及自動(dòng)控制進(jìn)料和出料，并自動(dòng)控制拌和時(shí)間，保證混凝土的質(zhì)量；

（2）清孔時(shí)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測(cè)量孔底沉渣厚度，及時(shí)對(duì)孔內(nèi)泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。混凝土灌注前，要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合規(guī)定；

（3）控制好混凝土的灌注速度，當(dāng)灌注的混凝土面距鋼筋骨架底部1m左右時(shí)，應(yīng)降低灌注速度，當(dāng)混凝土面上升到骨架底部4m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口高于骨架底部2m以上，然后恢復(fù)正常灌注速度。

2.4 樁身混凝土夾渣或斷樁

2.4.1 產(chǎn)生原因

（1）混凝土初灌量不夠，造成初埋后埋管深度太小或?qū)Ч芨揪蜎]有進(jìn)入混凝土；

（2）混凝土灌注過程拔管長(zhǎng)度控制不準(zhǔn)，導(dǎo)管拔出混凝土面；

（3）混凝土初凝和終凝時(shí)間太短或灌注時(shí)間太長(zhǎng)，使混凝土上部結(jié)塊，造成樁身混凝土夾渣；

（4）未做好清孔工作，孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上，形成沉積沙層，阻礙混凝土的正常上升，當(dāng)混凝土沖破沉積沙層時(shí)，部分砂粒及浮渣被包入混凝土內(nèi)。

2.4.2 預(yù)防措施

（1）混凝土灌注時(shí)，導(dǎo)管底部應(yīng)距孔底0.3～0.5m，初灌時(shí)導(dǎo)管首次埋深應(yīng)不小于1.0m，準(zhǔn)確計(jì)算混凝土的初灌量；

首批灌注混凝土所需數(shù)量可按下式計(jì)算：

V≥h1∏d2/4+∏D2（H1+H2）/4

式中：V—灌注首批混凝土所需數(shù)量（m3）；

D—樁孔直徑（m）；

H1—樁孔底至導(dǎo)管底端間距，一般取0.4m；

H2—導(dǎo)管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m；

d—導(dǎo)管內(nèi)徑（m）；

h1—樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平

衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m）：

h1=Hwγw/γc

Hw—樁孔內(nèi)水或泥漿的深度（m）；

γw—樁孔內(nèi)水或泥漿的重度（KN/m3）；

γc—混凝土板和物的重度（KN/m3）。

（2）混凝土灌注過程中，拔管應(yīng)由專人負(fù)責(zé)指揮，并分別采用理論灌入量計(jì)算孔內(nèi)混凝土面和重錘實(shí)測(cè)孔內(nèi)混凝土面，取兩者的低值來控制拔管長(zhǎng)度，確保導(dǎo)管的埋深不小于1.0m；

（3）單樁混凝土灌注時(shí)間宜控制在1.5倍混凝土初凝時(shí)間內(nèi)；

（4）做好清孔、二次清孔工作，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測(cè)量孔底沉渣厚度。混凝土灌注前，要對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行二次清孔，使孔底沉渣厚度符合規(guī)定。

2.5 樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

2.5.1 產(chǎn)生原因

（1）超灌高度不夠；

（2）混凝土浮漿太多；

（3）混凝土面測(cè)定不準(zhǔn)。

2.5.2 預(yù)防措施

（1）灌注樁頂混凝土應(yīng)比設(shè)計(jì)標(biāo)高高0.5～1.0m；

（2）樁頂部分的混凝土，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整混凝土的配合比，增大碎石含量，減少樁頂浮漿；

（3）在灌注最后階段，孔內(nèi)混凝土面測(cè)定應(yīng)采用硬桿筒式取樣法測(cè)定。

3 總結(jié)

避免施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題最根本的方法就是做好施工前的一切技術(shù)準(zhǔn)備工作，鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬于隱蔽工程項(xiàng)目，質(zhì)量檢查比較困難，要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，其關(guān)鍵在于制定針對(duì)質(zhì)量問題的預(yù)防措施。這就要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員在開始施工前，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，制定完備的質(zhì)量問題預(yù)防措施，以防為主，對(duì)于易出現(xiàn)質(zhì)量問題的施工環(huán)節(jié)充分重視并精心施工。

參考文獻(xiàn)

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