建筑工程鉆孔灌注樁施工質(zhì)量管控探析

許良梅 （巢湖市建設工程質(zhì)量監(jiān)督站，安徽 合肥 238000）

0 前言

鉆孔灌注樁技術具備施工噪聲小、承載力大以及能適應復雜的地質(zhì)條件等優(yōu)點，是現(xiàn)階段被廣泛應用于建筑項目的樁基技術，但由于其施工工藝的復雜性和高度隱蔽性，使其施工質(zhì)量的管控成為整個建筑施工過程中的重難點。鉆孔灌注樁的施工需要大量的工種配合、投入多種機械，其成樁的質(zhì)量受多方面因素影響，成樁一般在10～20m，水下灌注混凝土存在不可預見性，操作不規(guī)范容易出現(xiàn)斷樁、偏位、縮頸等問題，對整體工程質(zhì)量危害很大。因此，需要建立有效的管理體系和各工序質(zhì)量的檢查制度，科學的應對施工過程中出現(xiàn)的問題，控制好每個工序的施工質(zhì)量以保證成樁的質(zhì)量。

1 工程概況

巢湖市某住宅項目，樁基礎的直徑為Φ700和Φ800兩種，共計1061根（其中人防部分236根），有效樁長約25～27m。建筑樁基設計等級為甲級，承壓樁主要用于住宅樓基礎，抗拔樁主要用于地庫基礎，樁端持力層為強～中風化礫巖土層。本工程地質(zhì)條件較為復雜，經(jīng)過方案論證，樁基礎采用旋挖機鉆孔灌注樁的施工方案。

2 鉆孔灌注樁的特點及流程

2.1 鉆孔灌注樁的特點

灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段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，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類[1]。其中鉆孔灌注樁為現(xiàn)階段建筑工程基礎的主要施工方案，具有以下特點：

①灌注樁為整體一次性澆筑，整體性及連續(xù)性好，樁體無明顯力學結(jié)構(gòu)薄弱部位；

②鉆孔灌注樁的土質(zhì)條件適用范圍廣，適用于填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層、巖溶發(fā)育巖層或裂隙發(fā)育的地層施工，對于土質(zhì)較硬的夾層，相對于管樁具有明顯優(yōu)勢；

③施工噪音小、無振動、不擠土，對周邊建筑及地下管線設備危害較小；

④鉆孔灌注樁根據(jù)荷載計算制作鋼筋籠，相對于沉管灌注樁節(jié)約了鋼材；

⑤鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量控制和檢測難度大，容易出現(xiàn)斷樁、縮頸、鋼筋外露和夾泥等現(xiàn)象；

⑥樁身直徑大約為Φ600～Φ2000，樁身直徑較大，底部沉渣清理困難，削弱了底部承載力，容易發(fā)生沉降；

⑦鉆孔灌注樁的施工過程中會產(chǎn)生較多泥漿，若處理不當容易造成場地污染。

2.2 鉆孔灌注樁的施工流程

本工程采用旋挖機鉆孔灌注樁的施工方案，其具體施工流程為：施工前準備→測定樁位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進成孔→第一次清孔→檢測孔深、沉渣→下鋼筋籠→下導管→第二次清孔→檢測沉渣→安放隔水球→澆筑混凝土→拔出護筒→壓注水泥漿→養(yǎng)護成樁。

3 鉆孔灌注樁施工過程中主要工序的質(zhì)量控制

3.1 鉆孔階段的質(zhì)量控制

控制好鉆孔的施工質(zhì)量是確保灌注樁質(zhì)量的前提條件，鉆孔也是整個鉆孔灌注樁施工耗時最長、機械參與最多的一道工序，成孔質(zhì)量的好壞主要由以下幾點決定。

3.1.1 施工機具的選擇

施工機具的選擇是成孔質(zhì)量的控制的首要條件，鉆機、鉆頭、鉆桿是鉆孔過程中主要的機具構(gòu)件，對于不同的地質(zhì)條件和孔徑，應選取不同的規(guī)格設備。對于鉆機，要確保功率和扭矩充足，相對于較大樁徑的鉆孔，鉆機在鉆進時受到的切削阻力也越大，要求的鉆機功率和扭矩也越大。灌注樁的設計直徑?jīng)Q定了鉆頭的直徑，由于在鉆進過程中鉆桿難免晃動而導致擴孔，鉆頭的直徑一般比樁徑小5～6 cm。避免使用不對稱或鉆頭過尖的鉆頭，因為不對稱的鉆頭在鉆進中容易偏斜而造成斜孔，鉆頭過尖會在孔底形成一個錐孔，而在其中埋藏大量不易清理的沉渣，而影響成樁的端部承載能力，導致成樁的抗荷載能力大打折扣。

3.1.2 樁位、深度、垂直度的控制

樁位經(jīng)測量確定后，應嚴格確定護筒的位置，并控制護筒的中心與樁位的中心偏差小于50mm，保證回填土的密實性，防止在鉆孔過程中發(fā)生漏漿。由于鉆孔機具的作用，鉆孔周邊的土體在荷載作用下會發(fā)生標高變化，為準確控制成孔的深度，在開始鉆孔前應保證底梁處于水平狀態(tài)，并對樁具的長度作好記錄，以便在鉆孔過程中依據(jù)鉆桿在鉆機上的剩余長度確定成孔的深度。為保證成孔的垂直精度，應加強鉆機支撐底座的穩(wěn)固性，避免在施工過程中較大的晃動而影響鉆頭的垂直度，并持續(xù)監(jiān)測校核鉆桿的垂直度，及時調(diào)整，以確保成孔的質(zhì)量。

3.1.3 鉆孔進度的控制

鉆孔是整個鉆孔灌注樁施工過程中耗時最長的一道工序，進度不宜過快，在鉆進初期由于鉆頭受到的阻力較大，在進土5m之前，鉆頭容易承受的阻力較大容易產(chǎn)生偏位，應采取低速鉆進的方案，待鉆進5m以上后，可根據(jù)土質(zhì)和現(xiàn)場情況適當加快鉆進速度，同時要保證鉆進的連續(xù)性，盡快成孔。

3.2 清孔階段的質(zhì)量控制

由于在鉆孔過程中，孔底容易堆積鉆渣和沉淀土，孔底沉渣的存在大大影響樁體端部的承載能力，同時為了抽換孔內(nèi)的泥漿，需要進行清孔操作。另外，清孔有利于孔內(nèi)測探的準確性，為接下來灌注混凝土創(chuàng)造良好條件。為防止的孔底沉積物過多而不易清理，清孔應在鉆孔結(jié)束后立即進行。清孔的方法有多種，其中抽漿、換漿、掏渣和噴射為較為常用的方法[2]，項目應根據(jù)現(xiàn)場情況確定清孔的方法，同時為避免出現(xiàn)孔塌等現(xiàn)象，應在清孔后及時灌注混凝土。

3.3 灌注混凝土階段的質(zhì)量控制

灌注樁的混凝土灌注環(huán)節(jié)是成樁質(zhì)量的決定環(huán)節(jié)，混凝土的強度等級和輔材的質(zhì)量決定成樁的強度，混凝土澆筑的連續(xù)性決定成樁的質(zhì)量，所以在材料選擇和技術控制方面要嚴謹科學[3]。在澆筑混凝土這一工序上主要應著重關注以下幾點。

3.3.1 確保材料的質(zhì)量

混凝土及砂石料、水泥等輔材是成樁質(zhì)量好壞的決定性因素，應根據(jù)成樁的設計強度，確定混凝土的強度等級、塌落度、水泥配比等，要選用流動性、可塑性、穩(wěn)定性、易密性好的混凝土，易于混凝土在鉆孔的狹小空間中流動，保證成樁的密實性。科學的確定材料的配合比，避免灌注材料過于濃稠而導致導管堵塞，材料過于稀薄而導致樁身不成型或強度不夠。商品混凝土的供給時間應根據(jù)現(xiàn)場的灌注進度而定，商品混凝土到場過早，長時間的放置會降低混凝土的塑形而影響樁身強度，混凝土到場過晚，會造成澆筑的不連續(xù)容易形成斷樁等問題。

3.3.2 保證混凝土灌注的連續(xù)性

鉆孔預制樁原則上是由混凝土一次性澆筑成型的，不能出現(xiàn)分段澆筑等操作，不然會出現(xiàn)斷樁。導管應隨著澆筑的進度適時調(diào)整高度，及時拆卸過長的導管，保證導管埋入混凝土深度處于0.8至1.3m，當導管埋設過深，孔內(nèi)的泥漿稠度高，混凝土灌注的阻力大，導致返漿困難而斷樁，當埋管埋設較淺，導致導管內(nèi)混凝土壓力不足，泥漿擠入樁體，出現(xiàn)夾泥現(xiàn)象而斷樁，因此應在條件允許的情況下，盡量提升灌注混凝土的速度[4]。

4 鉆孔灌注樁施工中常見問題及控制措施

4.1 孔壁坍塌

孔壁坍塌是鉆孔灌注樁施工過程中容易出現(xiàn)的問題，鉆頭在鉆進過程中，泥漿的稠度低，或在松散的砂層中鉆速過快都很容易導致孔壁坍塌。所以在施工過程中要經(jīng)常往孔中投入石子、黏土等材料，以改善孔內(nèi)泥漿的粘稠度，遇到松散的砂層時，應低速鉆進。當出現(xiàn)孔壁坍塌現(xiàn)象時，應立即停止鉆進，用泥漿、黏土補平塌孔部位后，方可繼續(xù)低速鉆進。

4.2 導管堵塞

導致導管堵塞的原因很多，主要有以下幾點：

①導管密閉性不足時，導管中滲入水及空氣，形成壓力差導致堵塞；

②導管在施工中破損，孔內(nèi)水壓過大，水將導管內(nèi)的混凝土稀釋、離析，混凝土流動性下降，吸附在導管內(nèi)壁從而導致堵塞；

③混凝土的砂、石、水等原材料配比不科學，導致混凝土離析，石料堆積在導管底部，水泥漿上浮形成壓力差，堵塞導管；

④澆筑混凝土不連續(xù)，間斷時間過長，使已澆筑的水下混凝土凝固，而堵塞導管；

為了避免出現(xiàn)導管堵塞的問題，應采用質(zhì)量較好的導管，施工時采取規(guī)范的操作避免導管破損，以保證導管的密閉性，應連續(xù)灌注混凝土，避免處理問題的間斷時間過長。當出現(xiàn)導管堵塞的現(xiàn)象時，可采取提升導管減輕水壓的辦法或上下抖動導管也可以采用附著式振動器對導管進行振動以達到清理堵物的效果[5]。當導管出現(xiàn)破損時，應及時處理導管，清孔后重新灌注混凝土，避免因小失大。

4.3 斷樁

斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或砂礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質(zhì)或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。導致斷樁的因素很多，主要有以下幾點。

4.3.1 導管堵塞導致斷樁

當出現(xiàn)導管堵塞時，清堵的時間過長，在混凝土初凝前而不能疏通好，造成斷樁。或堵物清理難度大，不得不提升導管清理，引起斷樁。

4.3.2 孔內(nèi)形成夾層導致斷樁

當出現(xiàn)孔壁坍塌而清理不到位，導管密閉性不足，滲入泥漿形成夾層，而導致斷樁。或當提升導管過猛，導管底部拔出混凝土面，泥漿覆蓋混凝土面導致斷樁。

4.3.3 灌注中斷引起斷樁

在混凝土灌注過程中，容易出現(xiàn)很多問題，處理的時間過長或方式不當，無法保證在混凝土初凝前繼續(xù)灌注混凝土，造成斷樁。

斷樁問題處理起來比較麻煩，當斷樁問題嚴重或工程部位較為重要時，應采取原位復樁的處理方式，對問題樁體徹底清理后，在原位重新澆筑一根新樁，原位復樁的方法處理斷樁問題比較徹底，但是處理費用高，時間長。當樁體缺陷數(shù)量較少時，可采取接樁的處理措施，首先對樁進行聲測，確定質(zhì)量合格的樁部位，接著根據(jù)地質(zhì)情況確定井點進行降水、開挖，并用素混凝土進行護壁，在挖至樁體合格處時，采用人工鑿毛，用混凝土挖孔法的施工方法進行混凝土的澆筑。

5 結(jié)語

在我國城市化不斷推進的過程中，高層建筑的數(shù)量與日俱增，對于高層建筑樁基工程而言，鉆孔灌注樁以其獨特的優(yōu)勢被非常廣泛的應用于新建項目中，鉆孔灌注樁施工屬于大型隱蔽工程，任何的施工差錯，都會給整體工程帶來巨大的損失。施工企業(yè)應以設計文件、施工方案以及相關質(zhì)量控制文件作為基礎，遵循施工規(guī)范要求進行該項工作，通過技術控制管理等方式保障施工質(zhì)量。