鉆孔灌注樁施工探討

公言法

【摘要】鉆孔灌注樁屬于一種現場工業化的基礎工程施工方法。所需機械設備有螺旋鉆孔機、鉆擴機或潛水鉆孔機。

【關鍵詞】電動鉆孔；灌注樁；基礎施工探討

Discussion on Construction Bored

Gong Yan-fa

（Mengyin Construction Supervision OfficeMengyinShandong276200）

【Abstract】Bored pile foundation construction method belonging to a field of industrialization. Machinery and equipment are required auger boring machines， drilling expansion or submersible drilling machine.

【Key words】Electric drill；Pile；Foundation construction Discussion

鉆孔灌注樁是使用電動鉆孔機械鉆孔，待成孔深度達到設計要求后進行清孔、放入鋼筋籠，然后在孔內灌注混凝土而成樁。

1. 鉆孔灌注樁工藝過程

（1）螺旋鉆孔灌注樁施工工藝：鉆機就位后，用吊線、水平尺等檢查導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心。鉆孔時放下鉆機，使鉆桿向下移動至鉆頭觸及土面時，才開動轉軸旋動鉆桿，邊鉆邊進邊出土。當鉆到預定深度后，必須在原深處進行空鉆清土，然后停鉆提起鉆桿。樁孔鉆成清孔后，應盡快吊放鋼筋，灌注混凝土不要隔夜，灌注混凝土時應分層進行。

（2）大直徑鉆孔擴底灌注樁施工工藝：場地平整→放樁位線→鉆孔機就位→機械鉆直孔→人工清直孔及擴孔→擴孔清底→檢查→放鋼筋籠→灌注混凝土。大直徑鉆孔灌注樁一般是指樁身直徑大于700mm，用機械或人工成孔，在孔內灌注混凝土而成的樁，如果樁底部再進行擴大，則稱大直徑鉆孔擴底灌注樁。

2. 鉆孔灌注樁施工要點

2.1成孔的垂直度。

鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要指標，垂直度的檢測應該是保證樁身質量的重要環節。為避免鉆孔傾斜，在鉆機就位和鉆孔過程中，要隨時注意校核鉆桿的垂直度，發現傾斜及時糾正。對于地基不均勻，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，施工前必須作好準備。在不均勻地層中鉆孔時，使用自重大的鉆機和剛度大的鉆桿則較為有利。進入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時，鉆速要打慢檔。處理大孤石和堅硬巖石，采用自重大的復合式牙輪鉆或換用沖擊鉆都是有效的方法。導正裝置經工程實踐表明，也是防止孔斜的簡單有效的方法。

2.2成孔的深度。

（1）如測量有誤達則不到設計深度。一般施工隊伍常用的測繩一經水泡就會出現收縮現象，有的收縮量可達1%左右，測50m的孔就會產生0.5m左右的誤差。采用細鋼絲測繩要當心數標松動錯位。徹底避免誤測的辦法是在施工現場或附近地面上設置長度標記作為準繩，每次終孔一定把測繩拿去核實。

（2）鉆孔入巖深度達不到設計要求。更多的是由于地層分布不均勻，如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導致判斷失誤。入巖深度的控制因鉆孔工藝不同而有所區別。反循環工藝和沖擊鉆成孔的樁，可采用巖樣鑒別法。此外，還需注意每個樁的入巖和終孔的巖樣最好留樣備案，直至工程使用正常，沉降穩定。

2.3鉆孔的孔徑。

在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的粘性土和粉土中鉆孔容易出現縮孔現象。尤其要重視液性指數IL>0.75呈現軟塑狀態和流塑狀態的粘性土，而在IL>1.0呈流塑狀態的淤泥質軟土層成孔縮孔現象更不可避免。與孔徑有關的質量問題有：

（1）由于孔徑小于規范要求，樁的截面縮小，承載能力降低，實際上降低了樁的安全系數。

（2）軟弱土層一般都在地層上部，縮頸現象也發生在此段，而樁的內力也是上段大，容易造成樁身抗壓強度不夠而破壞。

（3）由于孔徑達不到要求，導致鋼筋籠無保護層，樁的抗壓彎能力消弱或喪失。

2.4孔內的泥漿。

在鉆孔灌柱樁的施工中，，泥漿質量差，會形成如下的不良后果：

（1）形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脫落，導致孔壁穩定性差，在砂性土地層易于塌壁，在流塑狀粘土層則易于縮孔。

（2）泥漿稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮質量差、厚度大，大大降低樁的側摩阻力。

（3）稠漿在鋼筋籠鋼筋上沉積粘附，導致鋼筋與砼握裹力降低。泥漿比重過大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流動半徑，使砼骨料大部分堆積在樁芯部位，而鋼筋籠外幾乎無骨料，不僅樁身質量不好而且樁的側摩阻力也難以發揮。故對泥漿質量的管理決不是個小問題，一定要嚴格要求施工單位按規范要求嚴格控制。

2.5孔內的沉渣與沉淤。

（1）沉淤的控制主要是提高泥漿質量和減少空孔時間。沉渣的清除采用反循環成孔工藝能達到較好的效果速度能達到2～3m / s. 是正循環的40倍以上，故攜渣能力強。為此，可采用正循環成孔，反循環清孔的工藝。此法現場只需增加一臺6m3的空壓機即可，費用不大，簡便易行，效果良好。

（2）無論采用反循環還是正循環成孔工節，都應重視砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分鐘左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時間內不會沉淀。此時灌注砼，砼墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。

2.6混凝土的灌注。

2.6.1成孔后孔內混凝土的灌注是最后一道也是最關鍵的一道工序。

在保證混凝土質量合格的前提下，導管法水下灌注混凝土質量難以控制的主要原因是：（1）不能象上部結構施工那樣逐層振搗；（2）由于導管埋在泥漿和混凝土中，混凝土的灌入阻力是相當大的，灌入阻力可按下式估算：R=π（D2-d2） （L1rw+L2rh）/4式中；D為樁直徑；d為導管直徑；rw為泥漿重度；rh為砼重度。

2.6.2要克服很大的灌入阻力保證混凝土樁身質量，必須有相當大的沖擊力，沖擊力越大，完成混凝土灌注的時間越短，砼樁身越均勻。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒徑則摩擦系數不一樣，因此僅靠靜力平衡產生的超壓力緩慢流淌，則易造成混凝土粗骨料在樁芯堆積，隨半徑增大而遞減。樁身不勻，則影響樁身混凝土的抗壓強度和樁的承載能力。

2.6.3目前最常見的水下砼灌注法有如下缺點：

（1）砼料落入導管中不連續，形不成較大的沖擊能量，使砼沒有足夠的力量向四周擠壓、擴散，樁的摩阻力嚴重降低。此外，還容易使樁身不均勻。

（2）砼料絕大多數要經過反彈再落入導管，容易造成砼離析和堵管。

（3）吊臂上下移動速度慢，產生不了大的加速度，因此砼料的下落沒有足夠的超壓，造成砼料的導管附近堆積成鐘形斷面。由于不能將隔漿層水平頂升，在鐘形斷面塌落時容易裹入泥漿，造成夾泥芯。

（4）由于導管上下移動次數過于頻繁，使得泥漿不斷沿導管壁滲入砼中，影響樁身砼質量。

2.6.4鑒于以上缺點，在施工中宜采用大體積砼沖擊灌注法。但用大體積砼沖擊灌入法應注意以下幾個問題：

（1）必須注意排氣技術，防止形成氣堵，使砼料灌不下去。

（2）砼料最好通過網篩（網眼8～10cm左右）進入料斗，防止夾雜大直徑塊石、水泥塊等造成卡管。

（3）砼和易性要好，如砼離析，則容易在料斗下部和出料口處形成堆積，導致出料困難，同時也容易堵塞導管。

（4）砼灌注時，吊車司機的配合也至關重要。當打開活門砼料下落時，必須隨砼料的下落不斷向上提動導管，提動量要小，注意掌握時機。

（5）當砼灌注到樁頂部位時，為了保持足夠的沖力，必須注意導管要留有一定的長度，一般為10m左右，灌注時及時上撥，保證高度產生沖力，使樁頭部分的砼質量不至降低。

3. 提議重視的幾點建議

綜上所述，為了不斷提高建設工程鉆孔灌注樁的質量，施工中應從以下幾個方面進行嚴格控制并不斷進行研究、改進和提高：

（1）對施工單位鉆孔設備鉆頭的切削性能、泥漿的處理設備等與施工效率和質量有關的機具、儀器等都應進行檢查。

（2）不同的施工方法其效率和質量有很大的差異，施工時應從施工方法著手進行預先控制。

（3）認真研究質量檢測設備的準確性和可靠性，如大小應變動測的適用范圍等。檢測結果不準確易引起糾紛，處理不當會降低安全度，留下工程隱患。

（4）提高和完善管理水平，應強調過程控制和事前控制為主，建議擬定系統化的動態管理制度和方法。

（5）健全質量管理制度、提高質量意識，樹立質量第一的和預控為主的觀念不斷更新質量理念。

相信不久的將來，鉆孔灌注樁的施工技術將進一步日臻完善并在建筑領域內得到更廣泛的應用。