淺析混凝土灌注樁施工質量控制

李彥清 康翔越 武嘉祺 王懂 茹跟勝

[摘要內容]針對樁基工程對旋挖成孔灌注樁的主要施工方法及質量控制進行簡要分析與介紹。

[關鍵詞]旋挖成孔灌注樁;施工方法;質量控制;

一、引言

近年來隨著我國經濟的快速發展和人民生活工作需求的日益增長，建筑行業得到了大力發展。其中，整個社會對大跨度結構及高層建筑的需求也逐漸增加，對其承載力及安全性提出了更高的要求。為滿足建筑物承載力的要求，旋挖成孔灌注樁將成為不錯的選擇。本文以自重濕陷性黃土地基條件下尺寸為φ1000mm×57m的灌注樁為例，介紹灌注樁在施工過程中常見問題原因的分析和處理措施。

二、施工要點

2.1化學泥漿配置

化學泥漿的配置直接影響灌注樁成樁的質量和施工成本的控制。化學泥漿的工作原理是在孔壁上產生靜壓力來平衡外部土與地下水對孔壁的壓力，同時漿液把孔壁顆粒粘為一體在孔壁上生成泥膜，并且向外層深入10-15cm從而起到孔護壁的作用，可以有效防止孔壁坍塌。化學泥漿護壁應符合下列規定：

1、在灌注樁施工過程中孔內泥漿面應高出地下水位線不少于1m，若地下水位漲落較大時泥漿面應高出地下水位線不少于1.5m。

2、在清孔過程中應不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

3、在灌注水下混凝土之前，距離孔底500mm以內的泥漿比重不應大于1.25;含砂率應小于8%;黏度應控制在28s以內。

2.2鉆機就位

1、根據已完成放樣的樁位，將旋挖機駕駛到對應位置，旋挖機與水平面的角度差應控制在4°以內。在鉆機就位前應檢查鉆機的各項功能是否正常，同時做好其它準備。對旋挖機和地面承載力進行檢查處理，保證在施工過程中旋挖機頂端不發生傾斜及不因為地面沉降使旋挖機發生移動。

2、在相鄰灌注樁連續施工時，相鄰灌注樁中心間距大于6倍樁徑時互不影響，當相鄰灌注樁的中心間距小于6倍時，施工間隔不應少于36小時。

3、旋挖機施工時，當場地承載力不滿足時可鋪設鋼板或者墊板（路基板）。

2.3鉆孔

旋挖機在鉆進時施工人員要密切注意鉆桿的垂直度，同時通過旋挖機內部的深度計數器嚴格控制成孔深度。剛開始鉆孔時鉆頭轉速不宜過快，保證樁位不發生偏差。待鉆進至護筒以下3m時可以提高鉆頭轉速。當成孔至護筒2米以下時，用泥漿泵將制備好的化學泥漿抽入孔內，泥漿灌注高度距離護筒底1米左右。

2.4水下混凝土澆筑

初灌前在裝混凝土漏斗底設置可靠的橡膠隔水球或者隔離墊板，導管底部至孔底的距離宜為300～500mm，備足首盤封底混凝土數量開始灌注首批混凝土;為防止發生斷樁現象，澆注首盤混凝土時，儲料斗和提升斗中的混凝土量，應滿足混凝土全部下落后，導管初次埋入混凝土不小于0.8m的要求;混凝土坍落度宜為180mm～220mm，初凝時間不宜小于8小時;管埋入混凝土深度宜為2～6m，嚴禁將導管提出混凝土灌注面;控制最后一次灌注，超灌高度宜為0.8～1.0m。

為滿足導管的第一次埋置深度以及慢速導管底部填充的需求，首灌混凝土方量可以按照下式計算：

式中：? ──首灌注混凝土方量;

──樁孔直徑（m）;

──導管下口距離孔底距離，一般為0.4m;

──導管的第一次埋置深度（m）;

──導管內徑（m）

──樁孔內混凝土達到埋置深度H2時，導管內混凝土柱平衡導管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），。

三、常見問題原因分析與處理措施

3.1塌孔

原因分析：護筒埋置深度不夠，護筒周邊未夯實，或護筒底部土層厚度不足造成漏水導致泥漿水頭不足;泥漿比重不夠，泥漿對孔壁的壓力不足;鉆進速度過快，泥漿護壁效果形成滯后，孔壁滲水;成孔時中途停止時間較長，孔內泥漿水頭未能保持在2.0m以上或泥漿面至少高于最高水位1.5m以上，降低了水頭對孔壁的壓力;提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁;附近有大型設備或車輛振動;孔內水流失造成水頭高度不夠;清孔后未能及時灌注混凝土，放置時間過長。

防治措施：

1、根據地勘報告所勘察地質特征，根據化學泥漿粉使用說明選用適宜的泥漿泥漿粘度和不同的鉆進速度。

2、埋設護筒時，底部應夯填密實，護筒周圍也要回填密實。

3、提升鉆頭或者吊放鋼筋籠盡量要保持垂直，不碰撞孔壁。

4、若發生塌孔，輕微塌孔，立即增大化學泥漿粘度，并采用刷孔來保持孔徑;塌孔不深時，改用深埋護筒，護筒周圍夯實，重新開鉆。

3.2成孔垂直度不符合標準

原因分析：旋挖機所處位置承載力不足，旋挖機在作業時由于機身下土層塌陷發生傾斜，導致成孔垂直度不符合標準;旋桿在作業過程中發生偏移，導致成孔垂直度不符合標準。

防止措施：旋挖機施工時，應保證機械穩定、安全作業、場地承載力不滿足時可鋪設鋼板或者墊板（路基板）;旋挖機就位后校核旋桿，發現侵襲應該及時校正。

3.3鋼筋籠移位

原因分析：下放鋼筋籠時標高控制不到位;導管埋入過長，在提升導管時容易晃動，容易發生掛籠現象;導管提升過程中與混凝土下落的相對速度較大，混凝土下落至底部瞬時反沖力使鋼筋籠上浮;

防治措施：保證灌注樁成孔和鋼筋籠的質量;固定鋼筋籠上口，加快水下混凝土澆筑，必要時可添加緩凝劑保證混凝土的塌落度在180～220mm范圍內。混凝土接近鋼筋籠底部時，控制導管埋入混凝土在1.5～2m范圍內;在鋼筋籠穩定埋入混凝土前做到澆一斗混凝土，測一次導管埋深。待鋼筋籠穩定埋入混凝土后即可正常澆筑，導管埋入混凝土不宜大于6m。鋼筋籠上浮時應停止澆筑，檢查導管埋深，拆除部分導管，保持導管埋深為2～5m;導管掛籠時用先降后升，脫鉤后上提導管。

3.4斷樁

1、常見原因分析：

1）卡管導致斷樁

當遇到土質不好的施工環境時，塌孔的可能性極大，塌孔后土使導管的埋置深度增加，嚴重的時候會導致導管無法拔出從而造成斷樁。混凝土的塌落度過小也容易導致卡管。

2）導管進水導致斷樁

導管在連接處一般都采用橡膠墊圈來進行密閉。樁孔底部水壓力大，如果導管連接處沒有擰緊，橡膠墊圈安裝錯誤或橡膠墊圈老化失效都是造成導管漏水的原因。導管漏水可能導致孔內泥漿進入導管內部，泥漿一旦進入導管內部將會與混凝土混合在一起，從而形成密度較大的雜質混合物，孔內混凝土無法銜接，導致斷樁。

3）堵管導致斷樁

堵管現象主要分為兩種，一種是氣堵，當混凝土滿管下落時，導管內混凝土（或泥漿）面至導管口的空氣被壓縮，當導管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態時就出現氣堵現象。另外一種堵管現象為物堵，混凝土施工性能不好，石子較多，或混凝土原材料內有雜物等，在混凝土垂直下落時，石子或雜物在導管內形成拱塞導致堵管。

4）混凝土澆筑不連續導致斷樁

2、防治措施：

1）水下混凝土灌注時遵循上述2.4規定。

2）針對不同的地質條件采取不同的措施。塌孔嚴重時應嚴格控制鉆進速度，適當加大泥漿比重。若是孔口塌方，說明護筒埋置太淺或護筒周圍的土未夯實，開鉆前應特別注意把護筒埋牢固，特別是護筒底部處的埋土要夯實。

（5）在下放鋼筋籠時，應避免鋼筋籠碰撞孔壁。

3）現場調整混凝土配合比

水下灌注混凝土的配合比一般要求：石子最小粒徑不小于5mm，最大粒徑不大于40mm;骨料級配宜采用Ⅱ級配;混凝土的含砂率一般采用40%～50%;每方混凝土水泥用量不低于360kg;嚴格控制混凝土進入導管時的塌落度，混凝土實際配制強度宜比設計強度提高10%～15%。

4）導管的安裝和拆除由專人負責;為防止導管漏水，禁止使用變形的導管和有損壞和老化的橡膠墊圈;控制導管每次提升高度，做到勤拔勤測，嚴格控制導管埋置深度。

四、結束語

混凝土灌注樁的隱蔽性極強，施工工序也是不可逆轉的，一旦成樁就沒有補救措施，因此質量控制為重中之重。在施工過程中應加強現場管理，做到全過程管控，全員參與，做到一次達標，一次成優的效果。同時還需要提高施工班組的專業素質。

參考文獻：

（1）中華人民共和國行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008，2008-04-22