混凝土鉆孔灌注樁施工要點及質量控制對策分析

聞 劍

各類深基礎形式中，混凝土鉆孔灌注樁應用最為廣泛，能夠適用于多種復雜的地質條件，如軟土、富水含砂地質以及巖溶地質等，其基本工藝流程為機械鉆孔、安放鋼筋籠、灌注混凝土，成樁后能夠顯著提升地基承載力。同時，混凝土鉆孔灌注樁施工機械化程度高、施工效率高、周期短，相較于預制樁整體施工成本更低。目前，混凝土鉆孔灌注的施工技術以及相關質量檢測技術已較為成熟，并且大量的工程實踐也證明了混凝土鉆孔灌注樁的優越性，但是在具體施工過程中仍要加強對關鍵施工環節的控制以及對施工質量的管理。

1 混凝土鉆孔灌注樁施工要點

1.1 測量放線

待施工現場的水、電等基礎設施完善且場地平整后，鉆機便可進場。鉆機就位后，由施工單位組織技術人員開始測量放線工作。樁位測量放線工作以項目勘測部門提供的基準點和項目正式施工圖紙為準，作業過程中要嚴格控制誤差。需要注意的是，若項目采用的是泥漿護壁成孔，則還需要做好護筒測量和埋設工作[1]。全部測量放線工作結束后，重新校核各個點位，確保樁位、護筒埋設等準確無誤，避免影響到后續的施工活動。

1.2 鋼護筒埋設

若采用泥漿護壁成孔施工工藝，施工時需在孔口位置埋設鋼護筒，一方面可有效防止孔口塌陷或者掉落雜物，另一方面在鉆孔施工及混凝土灌注施工時可作為測量的基準點。鋼護筒的尺寸要求大于鉆頭直徑，埋設深度視地質條件決定，一般來說鋼護筒埋設深度必須穿越軟土層或透水層。若施工區域為黏性土，鋼護筒埋設深度不低于1.5 m；若施工區域為軟土或砂性土，則鋼護筒埋設深度不低于3 m；若施工區域無地下水，埋設鋼護筒時頂端高于地面0.3 m；若施工區域地下水豐富，則埋設鋼護筒時至少高于地下水位1 m，避免孔壁坍塌[2]。鋼護筒埋設完成后需要進行校核，要求鋼護筒中心和樁位中心完全重合，垂直度誤差不超過1%，平面誤差低于50 mm。

1.3 鉆孔

鉆孔施工較為常用的方法是正、反循環回轉鉆孔施工，其中正循環回轉鉆孔是利用高壓將泥漿通過鉆機的空心鉆桿從底部射出，回轉時產生的鉆渣漂浮在泥漿上層，直至同泥漿一同流到孔外的溜槽；泥漿經過沉淀池沉淀凈化可再次循環使用，孔壁主要依靠泥漿與水頭保護。鉆孔施工方法通常適用于卵石、粉砂、軟巖、黏性土以及細砂等地質條件，鉆孔深度通常在30 ～100 m。

反循環回轉鉆孔施工與正循環正好相反，施工中泥漿從鉆桿外流入孔內，回轉時所產生的鉆渣采用吸泥機或者真空泵從鉆桿中吸出。該方法施工中鉆桿內泥水上升速度比較快，利用清水即可將鉆渣連同泥漿一同流到孔外溜槽中，泥漿經過沉淀凈化后可以重復利用[3]。若鉆孔深度較小，則采用該方法施工對于泥漿質量的要求不高；若鉆孔深度大或者施工區域地質條件復雜，則對于泥漿質量有較高要求。

待鉆孔施工達到設計標高時需要進行首次清孔作業，一般來說首次清孔時沖、吸力相對較大，能夠清除掉大部分雜物，通常采用的清孔方法包括掏渣、換漿以及抽漿。需要注意的是，首次清孔作業對于成樁質量有較大影響，若清理不徹底則在后續施工中可能會出現樁身沉降偏大或者夾泥的問題。

1.4 鋼筋籠制作

鋼筋籠制作通常與鉆孔施工同步進行，材料通常選擇熱軋鋼筋。鋼筋籠的長度誤差要求不超過10 mm，箍筋間距誤差不超過20 mm，鋼筋籠直徑誤差以及主筋間距誤差不超過10 mm。在制作過程中，視鋼筋籠的長度采用不同的方法，一般來說長度在25 m 以上時采用分段制作的方法，制作完成后進行拼裝，接頭位置可采用機械連接或者焊接。需要注意的是，鋼筋籠制作完成后需要妥善存放，若場地允許則直接平放在地面即可；若需要堆放，則層數不超過2 層，以免底層鋼筋籠被壓彎或者變形。

吊裝鋼筋籠時要確保吊點足夠牢固，起吊時應平緩，注意控制速度；下放時要確保對準鉆孔，避免碰撞到孔壁。若鋼筋籠為分段制作，則吊裝時需要逐節吊裝，同時做好接頭處的焊接處理，確保焊接位置無缺陷。

1.5 混凝土灌注施工

在進行混凝土灌注施工前，需要做好兩方面工作。第一，準確計算單樁混凝土灌注量并準備足量的混凝土，確保能夠滿足連續灌注施工的要求，一旦開始灌注施工必須連續灌注直到結束，若中斷時間過長則會直接影響成樁質量。第二，合理設計混凝土配合比。一般來說，混凝土強度等級需要提升40%左右，坍落度在200 mm 左右，為避免施工過程中出現卡管的情況，可以在混凝土中添加粉煤灰、減水劑等摻和物，改善混凝土的和易性?；炷凉嘧⑹┕み^程中要及時、準確掌握混凝土的位置，若發現混凝土在重力作用下無法順利流出，需要及時提升導管，防止因導管埋深過大出現堵管的情況，通常導管埋深控制在2.0 ～6.0 m 成樁質量最佳[4]。混凝土灌注施工結束后，樁頂標高應大于設計標高，通常不低于0.8 m，若鉆孔深度較大，可視情況增加，待成樁質量檢測合格后應將超過設計標高的混凝土鑿除。

2 混凝土鉆孔灌注樁施工質量控制

2.1 施工準備環節

在混凝土鉆孔灌注樁施工準備環節，為確保施工質量，需要重點做好以下幾方面工作。第一，做好技術準備工作，包括熟悉施工圖紙和施工工藝等，尤其是做好鉆孔施工、鋼筋籠制作、吊裝以及混凝土灌注施工等關鍵施工節點的技術交底工作，確保施工人員掌握施工要點。第二，做好物資準備工作，包括施工材料和機械設備等。混凝土鉆孔灌注樁施工不僅需要大量混凝土和鋼材，同時也需要多種機械設備協同施工，因此在施工前需要確保各項材料準備充分，各種機械設備準確就位且性能良好，這直接關系到后續的施工進度與施工質量。第三，做好施工組織工作，包括施工過程中的技術管理、質量監管以及安全管理等，明確各崗位職責，確保各個崗位各司其職、高效配合。第四，做好試成孔工作，充分、詳細記錄相關數據，包括泥漿比、承載性能以及混凝土灌注時間等，為后續正式施工活動提供參考依據。

2.2 成孔環節

在成孔環節，應從以下幾方面控制施工質量。第一，施工設備選擇。根據施工區域的地質條件、設計樁徑等選擇相應的鉆機、鉆頭等，這直接關系到實際施工效果。第二，嚴格控制垂直度。若樁身垂直度誤差過大，會直接影響鋼筋籠和導管的安裝，嚴重影響混凝土鉆孔灌注樁的施工質量[5]。第三，嚴格控制泥漿質量。通常，鉆孔深度越大，對泥漿的質量要求就越高，因此在施工過程中必須要測量泥漿的各項性能指標，否則可能導致鉆孔施工過程中出現縮孔和孔壁坍塌等問題。第四，合理控制鉆進速度。在鉆孔施工過程中，鉆進速度也是影響成孔質量的重要因素。施工時，作業人員需根據施工區域的地質條件合理控制鉆進速度，盡可能縮短成孔時間，避免出現孔壁坍塌、滲水膨脹以及縮孔等情況。第五，做好清孔工作。在鉆孔施工過程中，需要進行兩次清孔處理，首次清孔是在鉆孔結束后，二次清孔是在下放鋼筋籠后。通常端承型樁要求孔底沉渣厚度不超過50 mm，摩擦型樁要求孔底沉渣厚度不超過100 mm，抗水平力和抗拔樁要求孔底沉渣不得超過200 mm 厚。

2.3 成樁環節

在成樁環節，影響施工質量的因素較多，包括泥漿質量、鋼筋籠制作、吊裝、混凝土灌注以及導管拔出等，任何工序出現問題都會影響到最終的成樁質量。若泥漿質量不佳，則會導致鋼筋籠與混凝土粘結性變差，從而影響樁身的承載性能，因此施工時必須嚴格控制泥漿的各項性能指標；若鋼筋籠制作和吊裝控制不當，則會直接影響樁身強度和承載性能，因此需要注意以下幾方面。第一，尺寸、材料嚴格遵照設計要求，嚴格控制各個節點的誤差。第二，若鋼筋籠采用分段制作的方法，接頭處無論采用焊接或者機械連接均需嚴格遵循國家相關規定。第三，吊裝鋼筋籠時為避免發生變形，應對準樁位，防止與孔壁發生碰撞，鋼筋籠就位后需要立即做好固定措施?；炷凉嘧⑹┕きh節必須保持連續施工，盡可能避免出現施工中斷的情況，若必須中斷施工，需要控制好時間。另外，拔出導管時應控制好速度與導管埋深，確保導管埋深在2.0 ～6.0 m[6]。

2.4 混凝土施工

混凝土灌注施工是最為關鍵的施工工序，是影響灌注樁施工質量最為關鍵的因素。在施工過程中，首先要嚴格控制混凝土的質量，應符合以下要求：混凝土配合比設計合理；和易性良好；坍落度符合要求，控制在180 ～220 mm；含砂率在40%～50%。其次，要嚴格把控混凝土灌注施工過程，具體要求如下。第一，進行混凝土灌注施工時，孔底與導管底端間距在300 ～500 mm。第二，保證混凝土量充足，灌注施工時導管一次埋入混凝土灌注面不低于0.8 m。第三，施工中導管埋深控制在2.0 ～6.0 m，灌注施工結束前禁止將導管拔出混凝土灌注面。第四，控制最后一次混凝土灌注量，通常超灌高度為0.8 m。混凝土灌注施工初期階段應保持較快的速度，使混凝土具備較高沖擊力，以免出現斷樁的情況；待混凝土灌注量超過0.3 m3時，開始勻速灌注，同時注意觀測灌注面高度，控制好導管埋深。進入灌注施工后期，混凝土灌注面上升較為困難，此時可視情況采用人工方式清理沉淀物，確保灌注施工順利完成。

3 混凝土鉆孔灌注樁施工常見質量問題及處理措施

3.1 坍孔

坍孔是混凝土鉆孔灌注施工中比較常見的質量問題之一，尤其是在施工區域地質條件復雜的情況下，出現坍孔問題的風險較高，如富水含砂地質、喀斯特地層、淤泥以及砂卵石等。針對這一問題，在混凝土鉆孔灌注樁施工過程中需要根據實際情況合理調節泥漿濃度，把控好泥漿質量，確?？妆诘姆€定性。同時，在鉆孔施工時還要視實際情況調整鉆進速度。例如，在砂卵石、軟土地基施工時可以適當降低鉆進速度，以確保鋼護筒中液面高程。若施工區域地質條件復雜程度高，出現坍孔的風險大，采取上述措施無法有效確?？妆诜€定性，則可以考慮采用全護筒護壁施工工藝，即護筒完全穿越特殊地層，如軟土、淤泥、富水含砂地層等，以此確保施工過程中孔壁的穩定性，防止出現坍孔的問題。

3.2 偏、斜孔

偏、斜孔也是混凝土鉆孔灌注樁施工中較為常見的質量問題，出現此問題的原因主要有以下幾方面。第一，施工場地密實度以及平整度差，受鉆機作業過程中的震動影響導致地面不均勻沉降，進而出現偏、斜孔的問題。第二，鉆機在鉆進軟弱土層交界面或者非水平的巖面時，鉆壓過高使鉆頭處受力不均勻，使鉆頭偏離預定位置。第三，鉆頭位置翼板的磨損程度不同，導致鉆頭位置受力不均勻，在鉆進過程中鉆頭偏離預定方向，進而出現偏、斜孔的問題。

針對偏、斜孔的問題，施工時應采取如下措施。第一，在正式鉆孔施工前，對施工場地進行壓實以及平整處理，確保施工場地壓實度與平整度符合鉆孔施工要求。第二，鉆進至傾斜巖面或者軟硬土層交界區域時應適當降低鉆進速度，同時采用儀器設備測量鉆桿垂直度，若發現偏差過大則及時進行校正。第三，施工前對鉆機進行全面檢修維護，確保鉆進性能良好，同時施工過程中也要定期檢修維護，發現設備零部件磨損嚴重應及時更換，以免影響施工質量。

3.3 導管堵塞

混凝土鉆孔灌注樁施工要求保持連續不間斷，因此一旦出現導管堵塞勢必會影響混凝土的灌注施工質量。在實際施工過程中造成導管堵塞的原因主要有以下幾方面。第一，導管質量不佳或者受外力作用發生形變；第二，導管內存在混凝土結塊，通過隔水塞時受阻，進而出現堵塞情況；第三，混凝土質量不佳，含有鐵絲、雜物或者是集料直徑較大，從而造成導管堵塞；第四，混凝土灌注施工中設備出現故障導致混凝土長時間停留在導管中造成導管堵塞。

針對上述問題，在實際施工過程中可采取如下措施。第一，確保導管質量符合要求，避免使用不合格產品；施工時注意保護好導管，避免外力因素對導管造成破壞。第二，在灌注混凝土前選用的隔水栓直徑要與導管內徑相匹配，并且具有良好的隔水性能，保證導管的密封性和隔水栓的順利排出。第三，確保混凝土質量，在進行混凝土灌注施工前對混凝土進行檢查，確保混凝土的規格、級配、坍落度以及和易性等性能指標符合要求。第四，施工前做好相關設備檢修維護工作，及時排除故障隱患，確保設備性能良好；施工過程中注意觀察設備運行狀態，防止發生故障。

4 結語

混凝土鉆孔灌注在城市建筑施工中發揮著重要作用，實際施工過程中一方面要加強對各個關鍵施工工序的管控，另一方面要做好質量管理工作，處理好常見的施工質量問題。本文通過分析混凝土鉆孔灌注樁的施工要點，從坍孔、偏斜孔和導管堵塞3 個方面論述了灌注樁施工中常見的質量問題和處理措施，以期能為相關工作人員提供技術參考。