旋挖鉆孔灌注樁施工質量問題分析及質量控制措施

吳建敏

(福建水利水電工程局有限公司，福建 泉州 362000)

1 工程概況

1.1 工程項目簡介

泉港區壩頭溪流域綜合整治PPP項目地處福建省中南部沿海、泉州市泉港區境內。壩頭溪是泉港區的主要河流，流域面積86.4 km2，流域河長23.51 km，流域比降4.77‰。本次綜合整治河道長總長14.8 km，建設內容含堤防工程、截污工程、橋梁工程、水閘工程、滾水壩工程、景觀種植及景觀水電工程。工程合作周期共20年，前3年為工程建設期，合同金額為7.15億元[1]。

本次河道治理堤防工程主要針對無堤段修建防洪設施、有堤段進行加固，對局部險工段進行防護，并對河道堵塞、淤積段進行清理。堤防工程以斜坡式均質土堤為主，局部施工空間受限位置采用鉆孔灌注樁基礎架設棧橋，滿足河道左右岸設置4 m綠道及2 m步游道的需求。

1.2 地質情況

項目工程區位于東南沿海構造侵蝕-剝蝕的低山丘陵-濱海臺地區，呈梯形地勢。東南方向和西北方向的地勢綿延起伏，區內植被覆蓋一般，局部見基巖裸露，沖溝發育。棧橋位于壩頭溪河道K6+915～K8+090處，該河道呈崎嶇蜿蜒型、河谷較窄，河曲較發育。根據勘察單位的地質勘測報告了解到，工程區地層情況自上而下為：素填土、粉質粘土、淤泥、中粗砂、砂卵石、殘積土、全風化花崗巖。

1.3 鉆孔灌注樁在工程中的運用

壩頭溪左岸樁號K6+915～K8+090段因緊臨壩頭路、民房密集、施工空間受限，且該段堤基基礎淤泥層較厚，要同時在堤防上設置4 m綠道及2 m步游道空間不足且施工難度大。經比較采用鉆孔灌注樁基礎架設棧橋安全經濟，占地面積小、相鄰干擾小，且可以滿足工程進度要求。鉆孔灌注樁基礎：樁徑Ф600 mm，總樁數300根，施工樁長4226.65 m，有效樁長8.40 m～14.9 m，樁身混凝土設計強度等級C35水下砼。樁端持力層為全風化花崗巖，進入全風化層深度不小于1 d[2]。

2 旋挖鉆孔灌注樁施工常見問題

2.1 孔壁塌陷

在旋挖鉆孔施工中，出現泥漿中不斷有氣孔、或氣泡越來越多的情況，需要及時采取措施，補救孔壁坍塌現象。出現這類情況通常是地質條件較復雜，護壁泥漿稠度非常低，在施工中，土層疏松、孔壁與鋼筋籠出現碰撞；出現上述現象的具體分析如下：

(1)泥漿密度非常低，而且泥漿的性能及指標達不到施工要求，孔壁未形成固體泥漿。

(2)若泥漿沒能及時補給，出現水位上漲、潮水上漲、孔內的水受到壓力以及孔內的水被礫石排走等，孔內的水損失會導致高度不足。

信息化管理促進各方成本管控，信息化平臺能夠使租賃單位及時了解到各區域業務的生產情況，最優化的達到就近調劑租賃，節約運輸管理費用，同時租賃單位通過信息化掌握施工項目的生產情況，合理制定相應的租賃計劃，也可以降低合作施工單位的綜合成本。

(3)護筒埋得太淺，底孔滲漏、塌陷，或靠近地面被水孔泡浸濕軟，或鉆具直接接觸到孔壁，因振動塌陷而膨脹成較大的塌陷孔。

(4)在質地較軟的砂層中速度很快。

(5)轉速太快，空閑時間太長。

(6)在清孔后、泥漿的密度以及粘度指標會有變化，虹吸式泥漿虹吸疏通孔清潔泥(或水)未及時填充，以致孔水位低于地下水位。

(7)壁孔的清理流程有誤，若沖刷孔壁內側時間過久，還一直停留在一個地方進行沖洗，導致孔壁松塌。

(8)當吊裝加固鋼筋籠時，撞擊刮蹭孔壁。

2.2 卡鉆和卡管現象

鉆孔形成一個“梅花”孔(或十字孔)，鉆頭被狹窄區域卡住。所謂的梅花孔鉆具在鉆孔中，鉆進洞里并不是圓形。主要是在操作過程中，鉆頭的轉動時間不夠，鉆進位置不變；有不均勻的紋理層，如浮卵石層、堆積物等易受探頭石的影響，使局部的孔壁進入洞內不圓。鉆頭沒有及時的焊接，鉆孔直徑逐漸變小，縮孔產生[3]。

卡管的情況主要是水下灌注混凝土的過程中，管內的混凝土不再有規律的流動，隔水栓堵住了管內的混凝土，混凝土無法流動造成卡管。因混凝土里面的部分顆粒較大，機械攪拌不均勻造成筑澆延遲，以至于導管內的混凝土停滯時間較長，混凝土卡管的情況出現，影響后續施工。

2.3 鋼筋籠上浮

在空口內壁，鋼筋籠的上端吊筋沒有固定牢固，在向上提升導管的過程中，鋼筋籠容易被導管掛住后向上提起，以至于出現上浮的情況。在灌注混凝土進行中，因導管在地下埋的比較深，灌注量以及上返時速比較快、且到達鋼筋籠底端時，因沖擊力較強，導致鋼筋籠上浮。

在鉆孔內，進行灌注工程時，由于需要進行不間斷的灌筑，若混凝土初凝的速度非常快，則初灌的混凝土一直處于管內的上部，可能會出現各類質量問題，如混凝土拌合物不均勻，不及時采取解決措施會造成混凝土流動性變差，管內上部分的混凝土凝固，當開始凝固或已經凝固的混凝土面接觸鋼筋籠底端時，非常有可能托起鋼筋籠上浮。若泥漿的密度非常小，而地層中又有較多的粉細砂層時，下落的粉細砂則會形成一定的厚度墊在混凝土面上，墊住鋼筋籠[4]。

3 旋挖鉆孔灌注樁施工質量控制措施

3.1 合理設置泥漿比重和鉆機速度

結合地質勘測的實際情況，仔細閱讀勘察單位所提供的地質勘測報告，調整好泥漿的配比、并對鉆機的速度進行限定，而且鋼筋籠的下放需要與壁孔中心點在一條直線上，鋼筋籠下籠的方向需要與鉆孔操作平臺保持垂直，避免與孔壁發生撞擊。若在成孔時有坍塌的情況，需要通過回填的方式進行補救。具體措施包括：

(1)在散粉砂或流動砂中鉆孔時，需要掌握進尺的速度，并選擇密度和粘合度較大的優質泥漿。當鉆具鉆洞時，粘土被鉆到洞中，混合塊、卵石和低沖程錘擊，使粘土膏體、泥塊和卵石被擠壓到洞壁中，以保護洞壁。

(2)在汛期或者是潮區水位變化過大，需要增加班輪；高水頭或采用虹吸、管道等措施，保證水頭相對穩定。

(3)如果孔板發生塌陷，應立即取下套管，回填鉆孔，在鉆孔前重新鋪設埋置的保護管。

(4)井筒塌陷時，應判斷塌陷位置，沙子和粘土的混合物應返回坍塌孔上方1 m～2 m的坍落度。如果坍落度嚴重，應將混合料完全充填，待充填體密實后再重新鉆孔。

(5)需要嚴格掌握炸藥劑量和沖程高度。

(6)清洗孔時應指定專人將泥漿(或水)注滿，確保孔頭高度的必要。料漿(水)管不應直接插入孔內，但應允許其以水箱的方式使水減速，以便流入孔眼，孔壁避免沖洗。此外，吸泥機要注意避免觸碰到孔壁、同時使用的氣壓要合適，不要超過井眼內水壓的1.5～1.6倍。

(7)掛在鋼筋籠內，應與鉆孔中心對齊，垂直插入，不得接觸孔壁。

3.2 確保導管密閉性

隔水栓需要與導管內的直徑大小一致，確保有極強的隔水性能；在進行混凝土灌注時，對于混凝土的攪拌時間要規劃、需要準確掌握混凝土的坍落度，混凝土在管內必須要流動順暢，通過科學實驗總結出最佳的配合比，坍落度通常控制在18 cm～22 cm，混凝土顆粒大小需要按照機械攪拌要求，以此增強混凝土的和易性，還要保證導管連接的密封性，避免水的滲透。對于混凝土的澆筑過程、需要勻速且不間斷，要切記速度不可過快，防止管內因高氣壓堵塞。提前對灌注的機械設備進行檢查，做好日常的養護工作，避免因設備問題影響施工[5]。

3.3 嚴格控制混凝土澆筑灌入速度

對于通過導管向孔內澆筑混凝土，要按照項目文件的規定及工程的實際要求。當導管被向上提起的過程中，要及時對導管埋深進行調整，一般保證混凝土的正常流動，確保鋼筋籠施工狀態是正常的。在灌注混凝土的過程中，需要掌握孔內混凝土面高度，要合理控制導管的提升速度。

混凝土澆筑樁基應要求良好的工作性能和流動性，在澆筑過程中確保能夠及時補充 “灌漿”，保證混凝土的和易性和流動性正常、不受影響，若控制不好，倒樁基礎工程將難以進行。若混凝土鑄件已經固化，那么鋼筋籠必然會出現上浮。在灌注中泥漿的比重要控制在1～1.1左右，比重過大或過小對灌注都會造成影響，進而影響到整個工程的進度[6]。

4 結論

在工程項目中，旋挖鉆孔灌注樁作為施工中的重點技術，關聯著整個工程進度，需要對其常見問題進行分析，以消除隱患。由于鉆機設備的不同，旋挖鉆孔灌注樁和機械鉆孔樁灌注樁的施工流程也存在一定的差別。在施工前，需要詳細了解工藝流程，每一名施工人員都應該了解詳細的技術說明，按照崗位各司其職、把安全放在首要位置。檢查施工機械及其測量儀器的使用壽命，確保設備的完整性，本文通過實際的項目工程，了解旋挖鉆孔灌注樁施工工藝及要求，探究施工中常見問題及應對措施，并解決堤防工程因空間受限同時又需要建設綠道和步游道的難題，可供類似工程參考使用。