鉆孔灌注樁的施工及監理探析

姚以郎

上海踏建建設管理咨詢有限公司 上海 201799

前言

杭州地區以丘陵地貌為主，地質情況復雜、地下水位較高，城市土地資源稀缺。而水下鉆孔灌注樁因其施工工藝適用性強、承載力較大、技術經濟指示優越、施工條件要求低等優點[1-2]，在杭州地區樁基礎施工中應用較為普遍。鉆孔灌注樁施工工藝引入中國已有50年的歷史，不管從技術方面還是規范制定方面都已系統化和規范化[3]，而實際施工中卻仍出現各種各樣的質量通病，如鉆孔是竄孔、塌孔，安放鋼筋籠時鋼筋籠安放不到位，以及灌樁時鋼筋籠上浮、堵管、斷樁、少灌等一系列質量問題發生[4]。基于此，本人就最近幾年所施工的項目為藍本，對鉆孔灌注樁如何進行有效監理展開論述。

1 鉆孔灌注樁施工方法

“GPS-10型回轉鉆”樁機，因其造價低、拼裝簡便、操作簡單、適用性強、對場地要求低等優點，在鉆孔灌注樁領域應用較為普遍，它由機架、主機、卷揚機、磨盤、帶刃鉆頭、鉆桿和導管等設備組成。其利用鉆頭和鉆桿的自重，通過主機、傳動軸、磨盤、鉆桿一系列設備的驅動，帶動帶刃鉆頭鉆進，將孔內土壤和巖層磨碎，通過鉆桿中心將泥漿從鉆頭噴入孔底，泥漿夾帶鉆渣上升，排入沉淀池。

具體施工步驟如下：

平整場地-測量放線-埋設護筒（a）-樁機對中就位-鉆進成孔（b）-一次清孔（c）－拆卸鉆桿和鉆頭并測定孔壁（d）－安放鋼筋籠和注漿管（e）－安放導管（f）－二次清孔（g）－灌注混凝土（h）－空孔回填（i）。具體如圖1所示。

圖1 鉆孔灌注樁施工示意圖

2 鉆孔灌注樁的監理策略

2.1 施工準備階段控制

施工準備階段控制是確保施工質量的前提條件，它可分為現場的施工準備工作和內業的施工準備工作，現場施工準備工作包括場地平整、測量放線、機械設備的檢測、護筒的埋設，樁機機臺平整度，鉆桿鉆頭的尺寸要求、現場的合理布置。內業的施工準備工作包括設計圖紙交底、地質勘查報告分析、方案的編制等工作。

（1）場地平整。機械設備進場前應對場地平整壓實，特別是回填土場地，避免樁機在鉆孔過程因場地沉降原因出現樁機傾斜現象。

（2）測量放線。測量放線應遵循從整體到局部，首先對建設單位提供的坐標控制點及水準點進行復測，誤差是否符合規范要求，根據控制點對現場具體樁位采取“一放兩復”制度，確保樁位偏差符合規范要求。

（3）護筒的埋設。護筒起到保護孔口、控制樁位偏差、提高灌樁質量和節約砼作用，但在實際施工過程中，因其操作麻煩往往被忽略，造成孔口坍塌成“廢孔”或孔口坍塌面積較大會出現樁機傾斜、傾倒現象。護筒一般采用鋼制，直徑大于樁徑10～20cm，高度一般為2m，但在特殊地層其高度需根據現場來定。護筒埋設其頂部應高出自然地坪30cm，護筒出漿口應面向循環小泵，四周應用黏土回填密實。如自然地坪回填土時間較短或回填土質較差其底部應伸入原土50cm。

（4）樁機機臺平整度。鉆機就位后，應對樁機的平整度和樁位“對中”進行檢驗，樁機的平整度應用水平尺檢驗，檢驗其磨盤面水平度是否符要求，樁機平整 度符合要求后，用卷揚機將主鉆桿吊起，并做到主鉆桿中心、磨盤中心與樁位中心（三心）成直線。

（5）鉆桿鉆頭的尺寸要求。樁機開鉆前應對鉆桿的垂直度、絲扣以及鉆頭的直徑和磨損程度進行檢查對不符合要求的應退場處理，剩余合格的進行有效長度丈量以便控制孔深。

鉆頭的選擇對施工的進度和鉆孔的質量至關重要，也是最能體現項目技術管理人員經驗和技術水平的地方，不同的地質選擇不同的鉆頭，一般地層適用“三翼條形刮刀魚尾鉆頭”，而對于特殊地質應根據不同地質選用不同鉆頭，如杭州倉前地區以黏土和老黃土為主，選用“三翼條形刮刀魚尾鉆頭”鉆進存在打滑進尺較慢現象，根據以往經驗先采用飛機鉆成孔后再用“三翼條形刮刀魚尾鉆頭”進行掃孔。杭州蕭山錢塘江附近以砂土、礫石、卵石為主并且卵石粒徑較大選用“三翼條形刮刀魚尾鉆頭”鉆進時，如鉆速較快鉆頭和鉆桿受力較大容易打斷。鉆速放慢則容易卡鉆，后對三翼鉆頭進行改進升級成“七翼條形刮刀魚尾鉆頭”。三軸止水帷幕附近施工圍護樁，因圍護樁施工部位貼近三軸攪拌樁，受三軸攪拌樁水泥滲透的影響使地質軟硬不均勻，采用“三翼條形刮刀魚尾鉆頭”鉆進時鉆頭往往容易跑偏，樁身垂直無法控制，采用筒鉆施工避免了以上問題。此上列舉說明選擇適用的鉆頭對樁身質量好壞有決定性作用。

（6）內業的施工準備工作。根據地質勘察報告分析可以得出巖土的種類、分布狀況，每層的厚度、地下水位的高程、巖土的含水量，巖層粒徑大小及分布率、巖層單軸抗壓強度等數據，為施工現場機具設備種類和數量的選擇、泥漿指標的調配、鉆孔理論孔深的確定（根據地質勘察報告地質剖面圖和總平圖繪制持力層的等高線）、現場樁機的分布為提供重要理論依據。

2.2 鉆孔階段控制

鉆孔階段控制是確保后續工作和樁身外形質量的關鍵環節，而鉆孔速度和泥漿指標的控制是影響孔身的決定性因素。以杭政儲出（2013）96號地塊商品住宅項目為例，其以中風化泥質粉砂巖層為樁端持力層，進入持力層深度為不小于1.5D。所以鉆孔時需穿越雜填土、粉質黏土、砂質粉土、淤泥質粉質黏土、黏土、中細砂、圓礫、全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖等十種不同地層，并且存在個別地層相互參叉。鉆孔時應根據不同巖土，選擇相對應的鉆進參數，剛開鉆時應輕壓慢轉，鉆入土層3～5米后逐步提高鉆速，其鉆速一般控制在6m/h左右，轉速208～281r/min。臨近終孔前放慢鉆進速度以便及時排出鉆屑，減少孔內沉渣。

具體的控制根據地質勘察報告地質情況和水文情況以及現場試打樁獲得的技術參數來進行控制。

現場施工過程中機械工人為了方便并且管理人員管理缺失，施工時沒有按規范要求，成樁48小時內隔孔跳打，跳打安全距離在4D（D—樁直徑）以上的規定。造成鉆孔時竄孔、塌孔現象普發。

2.3 鋼筋籠質量及安放階段控制

鋼筋籠是整個樁身的骨架，其對樁身的抗壓和抗剪強度能有效提高。施工過程常出現鋼筋籠脫焊散架、安放不到位，成樁后露筋等現象，對此應從鋼筋原材、焊材、制作工藝、運輸和安放等步驟進行控制。鋼筋應使用檢測合格的產品。焊材應根據不同的級別的鋼材，選用不同的焊材。如HPB235鋼材需采用E43**型焊材、HRB335鋼材需采用E50**型焊材、HRB400鋼筋因其含碳量高需用E55**型焊材。具體要求參照《鋼筋焊接驗收規程》相關規定。鋼筋籠制作前應進行工藝性焊接，確定焊接機械設備、焊接人員、焊接參數，以確保焊接質量。

鋼筋籠運至現場根據現場情況可采用人工兩輪手推車或平板運輸車運輸，嚴禁采用挖機吊運，起吊時采取兩點起吊方式。

鋼筋籠安放需保證鋼筋籠中心與樁孔中心線一至，下放時采取兩側對稱吊放，嚴禁單點吊放，上下兩段連接時要始終保持鋼筋籠中心與樁孔中心線一至后焊接。

鋼筋籠直徑一般比孔徑小10cm，為了防止鋼筋籠與樁中心線不一致出現露筋現象，在鋼筋籠安放過程中應設置保護墊塊，每3米設一組，每組四塊，對稱設置。

2.4 導管安放階段控制

導管安放前應對導管進行水密性試驗，以檢測導管接頭的密封性和導管是否能承受本工程灌樁所承受的最大沖擊壓力，避免在灌樁過程中出現夾泥，破管斷樁現象。導管安放時上下節導管應與樁孔中心線一至，各絲扣接口處應刷潤滑油和安放密封圈，嚴禁強行連接。混凝土灌完后要及時對導管接口和內外壁進行清洗，并對接口的絲扣進行養護。

2.5 二清階段控制

二清階段的控制關鍵是泥漿各指標的控制，最優化泥漿指標能有效地清除孔內的廢渣以及提高灌樁時砼灌注的質量。而泥漿指標的控制需根據地質情況和水文情況來確定，如砂層、圓礫層、卵石層厚度較厚，地下水位較高則泥漿比重、黏度、膠體率指標較高，相對于黏土、淤泥層則泥漿比重、黏度、膠體率指標較低。其指標的高低可采取清水稀釋或摻加膨潤土以達到最佳指標。當孔內沉渣達到規范要求后需將泥漿比重、黏度、含砂率調至＜1.25、≤28S、≤8%以便灌樁。砼灌車未到現場灌樁嚴禁停止清孔，以免停頓時間較長泥漿出現分層現象。

2.6 灌樁階段控制

灌樁是灌注樁的最后一道工序，也是質量通病頻發階段，更是最能體現施工管理水平的一個環節。堵管、樁身夾泥、斷樁、爆管、鋼筋籠上浮等一系列問題就是在該環節出現，如何避免質量事故發生應從以下幾方面入手。

（1） 砼質量的控制

砼廠應選用運距短、生產能力滿足施工要求的廠家，并且根據氣溫和運距合理配置的配合比。砼到現場后施工管理人員及監理應對坍落度進行檢測，對不符合要求應立即退貨，嚴禁現場加水二次攪拌。

（2）初灌量的控制

樁身初灌時應根據孔徑、鉆頭樁尖的長度和充盈系數進行初灌量的計算，使其初灌量滿足規范要求，初灌量計算公式1所示：

初灌前導管底離孔底距離控制在30～50cm，初灌時灌漿料斗應采用隔水栓（可采用沙袋、鐵板、皮球），通過滿斗料沖力將孔底剩余沉渣清除，在條件允許的前提下，保持后續灌樁的連續性。

（3）灌樁過程質量控制

灌樁過程控制，關鍵是“勤聯系、勤測量、勤拔管”。實時與砼廠聯系并監測砼面灌注高度，使其導管埋入砼2～6m，防止漏拔、空拔現象。對砼不能及時供應，導管應“少拆勤拆”并實時提拔導管防止砼初凝造成堵管問題，確保砼施工連續進行。

灌樁砼面高度達到設計要求后，對于埋入砼內導管拆除，應多抽動使導管內的砼面高度與孔內砼面高度一致后拆除，嚴格拆除后導管在孔內清洗。

3 結束語

綜上所述，灌注樁施工具有隱蔽性、連續性，其施工質量控制是保障工程質量的關鍵。為此，施工單位應該制定計劃，通過各種手段，認真了解技術措施與施工設備，研究項目的特點，包括氣候和地質條件、設計要求和重點、工程質量控制等方面的困難，合理進行工程施工與監理。

[1] 許旭煒.鉆孔灌注樁施工方法的研究與應用[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2017,(10):151-152.

[2] 王偉.淺談鉆孔灌注樁的施工監理要點[J].甘肅科技,2015,31(13):111-113.

[3] 焦映輝.鉆孔灌注樁常見事故原因分析及預防措施[J].施工技術,2011,(40):51-54.

[4] 李小青,烏效鳴.鉆孔灌注樁孔壁穩定性分析[J].地質與勘探,2001,37(2):476.