合流泵站建設中鉆孔樁施工質量控制研究

曾金昌

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

引言

鉆孔灌注樁具有承載結構強、成本造價不高、沉降問題容易控制、土層類型的適用性等優勢，在各種工程中受到了廣泛的應用。本文通過對湛江市合流泵站建設施工中所用到的鉆孔灌注樁技術進行分析，旨在提升鉆孔灌注樁施工質量。

1 工程概述

1.1 工程概況

根據設計圖紙，該工程的泵站廠房以及進水閘和出水閘兩側的懸擋土墻地基均需要進行鉆孔灌注施工。需要灌注的鉆孔樁，一共185根，樁的直徑有兩種，一種為直徑0.8m，另外一種直徑為1.0m，樁長為12～25.5m之間。

1.2 地質情況

通過對施工地點的勘察，測得鉆孔內地下水埋深2.5～3.6m，平均埋深3.06m，水位標高為23.10～23.72，平均標高23.41m。該施工區域內地下水無色無味，水質情況較好，因此不考慮其對混凝土以及鋼筋的腐蝕。施工場地內的表面地層為第四系全新統筑填土、下一層是更新統北海組、底層是更新統湛江組海陸交互相沉積層[1]。

2 設計原則

2.1 科學實用合理原則

施工方案前期的策劃落實，必須要切合施工項目的實際條件，因地制宜采取技術措施，科學組織人員以及機械進行工程建設，安排好施工中的先后順序，優化施工細節。對于在施工中使用到的勞動力、工程設備等采取有效組織，利用科學施工技術與管理方案，在確保安全的情況下，盡量提高施工方案的適用性。

2.2 保證施工質量原則

提前制定質量目標，嚴格要求施工質量，從而提升工程的穩定性和耐久性，嚴格篩選施工材料的質量，健全質量保證體系，對標國際先進驗收標準，確保單項工程任務的竣工和驗收必須得到有效保證。

2.3 保證工期原則

按照工程計劃竣工時間設計施工方案，該工程工期緊，并且需要達到較高的質量標準，所以在施工中必須確保有足夠的技術裝備以及足夠的勞動力，利用各種機械設備輔助施工。并考慮到氣候、溫度等自然環境條件下的變化對施工帶來的干擾，制定預防解決方案，為施工的順利竣工提供基本保障。

2.4 文明施工、保護環境的原則

施工期間，必須堅持按照文明施工要求，并且要對施工環境做好保護，嚴格遵守國家環保政策對該工程環境保護的要求，爭取對周圍環境的影響程度降到最低，并制定一些相關規定與制度對施工人員進行制約[2]。

3 質量問題與解決措施

3.1 坍孔現象

坍孔現象一般表現為鉆孔內的水位下降、孔口產生細密的水泡、出渣明顯增加。造成該現象的主要原因是由于鉆孔速度過快，泥漿護壁無法形成泥膜，由此導致泥漿濃度不達標，無法達到護壁效果；并且當護筒深度不夠的情況下，鉆孔下端會比較軟弱，很容易受到水壓力的作用而產生漏水情況；同時，如果鉆機在下鉆過程碰到護筒，可能會導致孔口坍塌。

處理辦法：如果用加大泥漿濃度來控制水位差的方法來控制孔壁坍塌，則采用此方法，一旦出現該方法失效，就要馬上拆除護筒，重新恢復二次填補鉆孔作業流程，完成鉆孔后再次實施管控措施。

3.2 縮孔現象

如果施工后的孔徑小于設計尺寸，即為縮孔現象。縮孔現象會對鋼筋籠產生負面影響并且導致樁結構承載負荷達不到標準。深入分析其本質是鉆機補焊缺乏有效性引起的，鉆錐在工作過程中所完成的孔徑遠遠達不到設計要求；當鉆進土層后，鉆錐附著軟黏土，在后期潮濕條件下發生結構膨脹；清孔不干凈，泥塊含量嚴重超標，樁頂周圍出現的保護層尺寸嚴重違背設計要求；孔中水頭無法保持，靜水壓力下降，孔壁土層無法保持穩定而掉落，縮孔問題從而出現。

處理辦法：要不定時對鉆具尺寸進行復核，當存在軟素土時，要加入失水率控制性優良的泥漿，清除孔內殘渣，澆筑混凝土必須確保成型質量。

3.3 斷樁現象

在鉆孔完成后灌注混凝土時，一旦有泥漿或者沙粒等混入混凝土后，造成混凝土的質量不達標，混凝土截面受損，澆筑形成的混凝土灌注樁受力要求也達不到標準，這類情況被稱為“斷樁”現象。主要原因可能是，混凝土的灌注量沒達到設計要求量，未能將導管底部全部掩埋，從而導致斷樁現象的發生；導管直徑尺寸不足，堵管隱患增加，如處理不當，拉緊導管斷柱風險則進一步增加；導管埋入不夠深度，拔導管過程中未脫離混凝土面，誘發斷觸問題出現。

處理辦法：反復核對澆灌混凝土的量是否正確，測試導管承壓復核與抗拉強度，導管氣密性必須得以保障。如若檢測到斷樁后，仍能夠提出鋼筋籠的，及時將鋼筋籠從混凝土中拉出來；如若不能提出的，安排重新將混凝土碎化，進行二次澆筑。如果斷樁在地表的5～10m，可以考慮挖開對原樁進行接樁處理的方案，斷樁在無法進行處理的情況下，應該及時向設計方作出反饋，并與設計單位共同協商補樁方案，并及時實施，爭取盡量減少對工期的延誤。

3.4 鉆孔偏斜現象

孔樁垂直度不達標，斜裝斜度嚴重偏離，更嚴重情況下樁位超出設計尺寸較多，這就是鉆孔偏斜現象。一旦出現了該現象，鋼筋籠吊裝的過程將非常困難，樁的可承載負荷將無法達到最初的設計目標。根據實際數據統計來看，造成上述問題的原因主要是鉆機平臺的水平度未進行控制；擴孔較大的位置出現嚴重的擺動；鉆機基礎發生不規則沉降；鉆機作業期間受到孤石等情況阻礙[3]。

處理辦法：鉆桿和鉆架在工作前期，必須要對垂直尺寸進行嚴格測量和核準，如果難以滿足設計方案，要進行矯正。樁機支撐基礎要進行加強，使樁機能夠在作業期間保持穩定，鉆桿要按照設計參數進行選擇，偏斜位置鉆頭控制豎直效果。

4 鉆孔樁施工

4.1 施工工藝

在施工前清理施工通道，測量放線，同時平整需要鉆孔的場地，并埋設鋼護筒，在完成后對樁位進行復核，再將鉆機運輸到正確的位置進行安裝調試，進行鉆孔的過程中，調試好泥漿循環系統，配置符合設計要求的泥漿，孔樁內部泥漿保持清潔，同時對泥漿以及沉渣進行檢測，合格后將鉆孔機移走，準備安放鋼筋籠，鋼筋籠應提前制作好，并運輸到指定場地，安放鋼筋籠后下放導管進行水密性測試，然后再對孔洞里的沉渣進行檢測，如果附著殘渣偏多，要反復進行清理，滿足要求后，要完成水下混凝土澆筑，驗收合格后方可投入使用。

4.2 測量放線以及鋼護筒制作和埋設

對樁基位置全面做好設計放樣，注意在設計方案上明確行車路徑，保證道路與鉆孔位置維持有效的尺寸，避免路面的壓力影響到孔壁的穩定性。按照施工場地作業條件，做好場地的清理工作，現場標注實際打樁坐標，下完護筒后拉上十字線對護筒中心點進行復核，并校對樁位的坐標。

4.3 泥漿制備與其循環系統

泥漿比重以及黏稠度是衡量泥漿好壞的重要依據。泥漿的比重過大會影響鉆機速度，也會導致孔壁泥皮加厚，而比重過小則容易引發坍孔的現象。在實際施工中，應著重注意檢測泥漿的各項指標，確保泥漿的比重處于正常范圍內[4]。

4.4 鉆機到場施工

在鉆孔灌注樁作業準備工作開始前，要對現場作業條件做好維護，再將鉆機運送到指定位置，同時檢查鉆機性能是否良好，保障鉆機的作業性能。鉆機安裝過程必須要對垂直度做好檢測，保證施工過程中鉆機的工作狀態能夠維持有效的作業基礎。安裝完畢后，利用水平尺以及測錘進行校對。同時需要注意鉆機底盤，不適合放置在不穩固的填土上，避免地基周圍出現沉陷嚴重的問題。另外還要注意，現場的鉆機擺放位置必須結合工作交通條件進行綜合布置，以滿足現場運輸效率。

4.5 成孔檢查與清孔

進行清孔施工前，要設定好灌注泥漿比重參數要求。按照兩次清孔的作業要求，首先第一次清孔前，必須重點關注沉渣清除的效果，因為清孔重要性必須得到有效的保證，而且第一次清孔吸力強，絕大部分沉渣在第一次清孔作業期間都可以完成清理。緊接著第二次清孔前，進行清理作業過程中，這一次吸力較小，但可以作為第一次清孔工作的補充，對于殘渣的清理有著重要作用。在清孔作業結束之后，要對現場部分泥漿樣品做好檢測。

4.6 鋼筋籠制作與安裝

在鋼筋加工廠設置一個三排鋼筋骨架模型，每隔2m安放一個骨架定位框進行鋼筋籠的定位。鋼筋籠主筋在布置過程中與定位槽保持一致，最大限度發揮垂直作用，在指定位置后，將主筋與固定圓形以及加勁圈焊接在一起，并按照要求對箍筋進行綁扎，焊接好定位的鋼筋。張金龍屬金接頭，制定雙面搭接焊工藝，首先搭接長度不小于50mm，焊接成功后，要對鋼筋籠做好數據檢測，注意對鋼筋籠半成品的相應順序編制，按照現場的使用要求分批運輸到施工作業現場。對于后續鋼筋籠吊裝作業，要保持主筋之間對接順序，選取單面搭接焊的方式。

4.7 灌注混凝土

該孔樁采用標號為C30的商品混凝土，利用罐車直接運輸到需要灌注混凝土的樁位，直接向導管那些料，從而完成樁基混凝土灌注工作。砼需要滿足一定的強度，同時滿足以下要求：①選擇普通硅酸鹽水泥強度等級是42.5，并且其相關材料性能滿足行業規范要求。②混凝土的初凝時間必須確保大于12h以上。③要加入適當的粉煤灰和催化劑，提升混凝土的流動效果及和易性能。④細骨料要選擇滿足規范要求的中砂。⑤若施工環境溫度較高，利用降低骨料溫度的辦法，對混凝土進行調節。

5 結束語

在鉆孔灌注樁施工前，要對施工地點提前進行勘查，提前制定在施工過程中會遇到的質量問題的方案。對施工工藝進行合理設計，做好放線及鋼護筒制作埋設，制備一套完善的泥漿循環系統，合理安裝鉆機及科學擺放鉆機位置，進行徹底的清孔工作等。這些都是保證鉆孔灌注樁質量的重要因素，只有將每個小點都做好，才能得到質量優良的鉆孔灌注樁。