加強(qiáng)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的研究

摘要：雖然鉆孔灌注樁施工正日益完善，但仍有些不足之處，因此，運(yùn)用科學(xué)的施工工藝，加強(qiáng)過程控制以確保工程質(zhì)量顯得極為重要。本文闡述鉆孔灌注樁施工工藝，歸納質(zhì)量控制點(diǎn)，總結(jié)常見質(zhì)量問題，分析質(zhì)量事故發(fā)生的原因，研究相應(yīng)的處理對(duì)策，找出了質(zhì)量控制的途徑，從而保證了鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；施工工藝；質(zhì)量控制

隨著我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樁基已成為工程中重要的基礎(chǔ)形式，在所有樁基類型中，灌注樁應(yīng)用最為普遍，其中尤以鉆孔灌注樁為主。鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動(dòng)、無擠土，對(duì)周圍環(huán)境及鄰近建筑影響小，能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力，適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建筑物等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。但是在具體的施工中仍有很多不足之處。

一、鉆孔灌注樁的特點(diǎn)

鉆孔灌注樁與其它樁型相比較有如下技術(shù)特點(diǎn)：

（1）鉆孔灌注樁屬于非擠土樁，施工過程中產(chǎn)生的噪聲低、振動(dòng)輕，沒有地面隆起或側(cè)移，也沒有濃煙排放，因而對(duì)環(huán)境影響小，對(duì)周圍建筑物及地下管線危害很小，是城區(qū)建筑的常用類型。

（2）可根據(jù)土層分布情況靈活選取樁長(zhǎng)，容易適應(yīng)持力層面高低不平的變化。

（3）可根據(jù)建筑物的荷載分布與土層情況采用不同樁徑，對(duì)于承受橫向荷載的樁可設(shè)計(jì)成有利于提高承載力的異形樁，還可設(shè)計(jì)成變截面樁，即在受彎矩較大的上部采用較大的截面。

（4）可穿過各種軟、硬夾層，將樁端置于堅(jiān)實(shí)土層或嵌入基巖，還可擴(kuò)大樁底以充分發(fā)揮樁身強(qiáng)度和持力層承載力。

（5）單樁承載力高，視地質(zhì)條件、樁身尺寸、混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同，一般可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬千牛，因此可設(shè)計(jì)成一柱一樁，無需樁頂承臺(tái)，簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

（6）樁身剛度大，既能承受較大的豎向荷載外，也能承受較大的橫向荷載，增強(qiáng)建筑物的抗震能力，并能有效地充當(dāng)坡地抗滑樁、堤岸支護(hù)樁以及地鐵和建筑物基坑開挖的支護(hù)樁，還可在基坑開挖后繼續(xù)作為地下室的承重墻等永久性結(jié)構(gòu)使用。

二、鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的原因和預(yù)防

（1）坍孔及預(yù)防措施

坍孔是由于鉆孔灌注樁成樁過程中樁壁四周土體不連續(xù)而產(chǎn)生切變，樁壁四周土體的粘聚力與內(nèi)摩擦角等發(fā)生變化，受樁體周圍土體豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下壓力等影響，

受樁體周圍土體豎向應(yīng)力、側(cè)向壓力、地下水壓力等影響，達(dá)到臨界狀態(tài)，出現(xiàn)程度不一的孔壁坍塌等質(zhì)量事故。通過深入分析，發(fā)現(xiàn)造成施工事故的原因主要在于：成孔速度太快，在孔壁周圍來不及形成泥膜；泥漿的密度及粘度不適宜；保持的水頭壓力不夠；在礫石等地下透水層等處有滲流水，鉆孔中出現(xiàn)程度較大的水滲流現(xiàn)象；沉放鋼筋時(shí)，碰撞了孔壁，破壞了泥膜及孔壁；護(hù)筒的長(zhǎng)度不夠，護(hù)筒變形或形狀不合適等。

針對(duì)上述問題，采取如下措施：

在鉆孔灌注樁的成孔施工中，鉆孔速度如過快，則孔壁未形成有效泥漿膜，施工中易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。而對(duì)于淤泥質(zhì)等非常軟弱的土質(zhì)，如果成孔速度過快，孔徑很不規(guī)則。對(duì)于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會(huì)產(chǎn)生樁的徑向擺動(dòng)，而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象。所以應(yīng)控制成孔速度，成孔速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照施工規(guī)范選取。當(dāng)然泥漿的密度及粘度對(duì)鉆孔時(shí)排渣與護(hù)壁的控制也很重要，也應(yīng)參照施工規(guī)范合理選擇。

另外，在成孔時(shí)，如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時(shí)，應(yīng)考慮是否改用其他施工方法。在施工中如發(fā)生坍孔事故，則坍孔的樁孔應(yīng)及時(shí)回填粘土等適宜材料，停置至少15d以上，當(dāng)?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定后才能再度施工[1]。

（2）樁底沉渣過厚及預(yù)防措施

樁底沉渣量過厚會(huì)影響樁基的承載力，載荷后會(huì)產(chǎn)生較大的沉降，所以必須通過清孔控制樁底沉渣厚度。清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的前提條件，通過清孔應(yīng)盡可能地使樁孔中的沉渣清除，使混凝土與地基結(jié)合良好，提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣過多的主要原因及處理措施如下：

清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔是樁底沉渣過多的主要原因。施工中應(yīng)保證鉆孔灌注樁成孔后，鉆頭提高至距孔底10～20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間≥20min。

當(dāng)使用的泥漿密度過小或泥漿注入量不足時(shí)，樁底的沉渣浮起困難，沉渣將堆積在樁底，影響樁與地基的結(jié)合，所以在施工中應(yīng)合理控制泥漿的密度、粘度等指標(biāo)。

鋼筋籠吊放過程中，如果鋼筋籠的軸向位置未對(duì)準(zhǔn)孔位，將會(huì)碰撞孔壁，造成孔壁土坍落在孔底。因此，鋼筋籠吊放時(shí)，應(yīng)確保鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁，從而減少沉渣。

樁孔清孔后盡量縮短待灌時(shí)間，避免泥漿沉積而使樁底沉渣過厚。開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30～40mm，并應(yīng)有足夠的首批混凝土儲(chǔ)備量，首批灌注混凝土可參考規(guī)范規(guī)定的計(jì)算式進(jìn)行計(jì)算，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力沖擠孔底沉渣，達(dá)到清除孔底沉渣的目的[2]。

（3）護(hù)筒失效及預(yù)防措施

在鉆進(jìn)過程中護(hù)筒變形或突然往下沉，護(hù)筒外壁冒水，刃腳或鉆孔壁向孔內(nèi)外漏漿。在施工中應(yīng)重視漏漿事故，嚴(yán)重的漏漿若不處理，可引起坍孔。施工中造成護(hù)筒失效的原因如下：埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，回填土夯實(shí)不夠，埋設(shè)太淺，護(hù)筒腳漏水；護(hù)筒制作不良，接縫不密合或焊縫有砂眼等，造成接縫漏漿；由于護(hù)筒下方孔內(nèi)大面積坍孔，致使地層發(fā)生變化，從而使鋼護(hù)筒下沉并傾斜，失去護(hù)筒作用；由于地下障礙物或護(hù)筒內(nèi)外壓力差過大，使護(hù)筒局部變形、開裂、漏水，失去護(hù)筒作用[3]。

相應(yīng)的防治措施有：采用粘土加固護(hù)筒周圍時(shí)，若漏水嚴(yán)重，應(yīng)將護(hù)筒拔除，然后回填重新埋設(shè)；在頂入鋼護(hù)筒時(shí)，盡量將鋼護(hù)筒埋得深一些，增加其穩(wěn)定性和抵抗局部沖刷的能力；如果護(hù)筒的下沉量較少，通過提高泥漿密度和粘度的方法，改善泥漿指標(biāo)后，繼續(xù)鉆孔；護(hù)筒變形處理可以根據(jù)其變形的部位進(jìn)行靈活處理（氧割、千斤頂校正、套筒法等）[3]。

（4）孔斜及預(yù)防措施

孔斜是指鉆孔灌注樁成孔過程中孔位產(chǎn)生傾斜，傾斜度大于1%的樁孔。造成孔斜的原因?yàn)殂@機(jī)安裝時(shí)，支撐不好、地層軟硬不均勻，操作時(shí)在易斜孔段不適當(dāng)加壓鉆進(jìn)、轉(zhuǎn)速過高造成晃動(dòng)等因素引起鉆機(jī)整體偏斜，也可能鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜，結(jié)果導(dǎo)致孔斜。

預(yù)防孔斜主要在成孔前預(yù)控與成孔過程中監(jiān)控。在鉆機(jī)就位和鉆孔過程中隨時(shí)注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正。對(duì)于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必須作好應(yīng)對(duì)措施。在不均勻地層中鉆孔時(shí)，鉆機(jī)自重大、鉆桿剛度大較為有利。進(jìn)入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時(shí)，鉆速要開慢檔。處理大孤石和堅(jiān)硬巖石，采用自重大的復(fù)合式牙輪鉆頭也是有效的方法[3]。

（5）縮頸、擴(kuò)徑及預(yù)防措施

縮頸是鉆孔灌注樁施工時(shí)比較多見的質(zhì)量問題，主要由于樁周圍土體在混凝土灌注過程中產(chǎn)生膨脹造成。特別是土層中有軟塑土則易遇水膨脹，成樁后容易造成縮頸現(xiàn)象。

預(yù)防的主要措施是加強(qiáng)對(duì)孔徑的檢測(cè)與控制，提高泥漿質(zhì)量，嚴(yán)格控制泥漿的失水率、密度、粘度等各項(xiàng)性能指標(biāo)。鉆頭直徑應(yīng)適當(dāng)加大，在導(dǎo)正器上焊一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進(jìn)或起鉆的過程中起掃孔作用。另外，減少成孔后空置時(shí)間也是非常有效的措施 [3]。

參考文獻(xiàn)

[1]李照中.鉆孔灌注樁質(zhì)量事故成因及處理[J].鐵道建筑，2007（10）：70～71.

[2]周向群.鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的要點(diǎn)及實(shí)用方法[J].施工技術(shù)，2005（1）：99～101.

[3] 朱偉強(qiáng).淺析鉆孔灌注樁成樁缺陷及預(yù)防措施[J].施工技術(shù)，2006（12）：44～46.

[4] 宋云財(cái).鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量缺陷的預(yù)防與處理[J].鐵道建筑，2006（8）：82～84.