水利工程鉆孔灌注樁施工監理控制措施

◎ 李國輝 佛山市科誠工程監理有限公司

鉆孔灌注樁作為水利工程的基礎支撐結構，在維護工程整體穩定性、安全性方面發揮著重要作用。施工期間需要運用成熟的工藝保證灌注樁具有良好的承載性能，但由于施工全程在水下作業，不利因素多、隱蔽工程多，導致成樁質量控制難度大。鑒于以上情況，為預防質量問題與安全問題，應加大監理控制力度，嚴格把控每道工序，科學進行常見問題的預防與處理。

1.水利工程鉆孔灌注樁不同施工階段監理控制要點

1.1 施工前控制

施工前監理控制主要圍繞施工準備工作展開，監理與指導施工單位按照要求做好資源配置、編制施工組織設計等，主要的控制手段則是審查、復核、檢查等，及時發現問題、及時采取控制措施。具體來講，在鉆孔灌注樁施工前需要對施工單位的資質以及針對施工全程制定的質量保證體系進行審查，確保質量保證體系的全面性、科學性、層次性；審查施工組織設計、施工規范、標準采用、工藝方法等內容，判斷有無錯誤，按照國家標規、行業技術規范等文件的要求進行糾正；審查施工現場平面布置情況，重點對泥漿池位置、泥漿循環系統安裝位置的合理性進行分析，保證施工現場規劃合理，避免對相鄰樁施工造成影響；審查施工資源配置情況，包括人力資源是否充足、機械設備是否充足，以滿足施工進度計劃、現場施工強度為標準，并審查機械設備的型號、質量，采用鋼尺對鉆頭直徑、錐角角度、鉆頭與導桿長度進行檢查，均需符合設計要求；檢查施工所需材料質量情況，如水泥、鋼筋、骨料等，對材料的外觀品質以及試驗報告、質保資料進行詳細分析，嚴禁不符合質量標準的材料進入施工現場；分析施工工藝流程，確定監理控制中的關鍵工序，制定監理控制流程。

1.2 施工中控制

1.2.1 護筒埋設檢驗

先對護筒的尺寸規格進行檢驗，按照技術規范要求護筒內直徑應大于鉆頭直徑，20cm最為適宜。再對護筒埋設位置、頂端、埋設深度進行檢驗，按照設計要求，護筒應穩定埋設，中心線與位置偏差均需控制在50mm；無特殊要求情況下，復核頂端是否高出地面30cm，復核護筒埋設深度是否達到設計要求。

1.2.2 泥漿護壁與排渣施工控制

在泥漿護壁與排渣施工中，監理人員應結合現場地質條件，綜合考慮施工經濟性與施工質量，減少原材料消耗；并提高孔內取樣頻率，加強孔中泥漿比重控制。為粘土、壤土時，成孔環節可以注入清水，直接利用原土造漿護壁，排渣泥漿比重應控制在1.1～1.2；為砂土、夾砂土層時，成孔期間孔中泥漿比重應控制在1.1～1.3[1]。同時，嚴格檢查泥漿質量，要求采用塑性指數（Ip）≥17的黏土配制泥漿，泥漿含砂率應控制在4%～8%內、粘度為18～22s、膠體率≥95%。

1.2.3 鉆機位置檢驗

跟蹤鉆機安置全程，判斷安置位置是否平穩，監督有無沉陷與位移現象產生；安置結束后通過吊垂線、拉十字線方式對鉆機后滑輪輪槽外沿、樁孔中心、轉盤中心進行復核，三者須處于相同直線上。

1.2.4 成孔質量控制

成孔環節，監理人員需要加強現場巡視，分析鉆機運行狀態，并抽樣檢查泥漿粘性、比重、土體顆粒，發現與設計要求不符時，要求施工單位協助調整。鉆進過程中，需要指派監理人員跟進，注意鉆進期間土層的變化，并詳細記錄鉆進過程；準確復核鉆余，判斷成孔深度是否達到要求。

1.2.5 清孔質量控制

鉆孔灌注樁施工期間需要完成兩次清孔，一次清孔結束后，實測沉渣厚度，判斷清孔是否充分，減輕二次清孔時孔內壓力；二次清孔應控制施工單位過度沖刷現象，使導管口與孔底保持50cm左右的距離，避免因沖刷過度導致的超深問題。兩次清孔結束后均需要對泥漿比重進行檢測，原土造漿的泥漿比重應控制在1.1；發現孔壁土質較差時，要求施工單位通過泥漿循環清孔，泥漿比重控制在1.15～1.25，含砂率控制在8%以下[2]。清孔施工中監理人員需要持續監測漿面變化情況，控制其保持穩定狀態，并比較兩次清孔后成孔深度，計算沉渣厚度，判斷是否在規定范圍內。

1.2.6 鋼筋籠制作與安放控制

在鋼筋籠制作環節，測量鋼筋籠長度是否符合設計要求。若為分段制作，應提前組織施工單位進行預拼接，并做好標記，待鋼筋籠放入孔內后，進行對稱施焊，以便控制鋼筋籠垂度。同時，測量鋼筋籠外徑、加強筋、螺旋筋之間的距離，均符合設計要求允許施工單位進行施焊作業。焊接過程中，相同截面上搭接焊應控制在50%以內，單面焊與雙面焊焊接長度分別為＞12d、＞6d；采用梅花點焊方式處理螺旋筋與主筋；并要求施工人員分層將保護層環形墊塊穿在加強箍筋上，檢查是否將加強箍筋焊接在主筋上。具體控制標準見表1。

表1 鋼筋籠制作控制指標

在安放環節，控制吊裝設備平穩、垂直下放鋼筋籠，并要求施工人員分層加設保護層墊塊；其間禁止使用未進行長度計算的吊筋，否則容易出現鋼筋籠定位不準情況；安放至要求位置后，固定鋼筋骨架頂端，避免灌注混凝土時出現上浮。

1.2.7 水下混凝土灌注施工控制

灌注施工前對導管進行檢查，要求每節長度為2m，但最下端一節長度為4m，不得在底口處設置法蘭盤，且為方便施工控制，要求施工單位安裝調節用的短管。檢查導管密封性，要求施工單位進行壓水試驗，禁止出現遺漏，試驗后按照編號排列，通過試驗的導管按照編號順序連接，并在此期間控制導管表面污垢以及缺損情況。

控制灌注混凝土質量，要求配制中必須應用具有專業資質試驗室出具的配比單，并監督施工人員稱量，要求每盤拌合物用量必須與配合比要求一致。但拌和前，需要再次對原材料質量情況進行復核，其中水泥初凝時間應在2.5h以上；粗骨料最大粒徑≤40mm，但不應超過導管內徑的1/6且不應超過鋼筋最小間距的1/3；水灰比宜控制在0.6以內、砂率宜控制在40%～45%內、坍落度宜控制在180～220mm內。

灌注期間檢查儲料斗內容量是否滿足初灌量需求，導管是否與標定一致，導管內有無隔水塞；復核導管深度，宜控制在2～5m內，導管下口應與孔底相距30～50cm。當混凝土進入鋼筋籠下端時，要求施工人員將導管深埋，并降低灌注施工速度；對導管的提升與拆卸進行監督，禁止灌注期間出現導管提高至混凝土頂面以上，預防斷樁夾泥事故[3]。隨時掌握灌注施工情況，判斷成樁質量，且要求終灌時，樁頂灌注高度增加50cm；最終根據混凝土澆灌量以及終澆高度進行充盈系數計算，對成孔質量進行分析。隔水塞位置與首盤混凝土灌注時導管埋深要求如圖1所示。

圖1 隔水塞位置與首盤混凝土灌注導管埋深位置示意圖

1.3 施工后控制

鉆孔灌注樁施工結束后，監理人員需要按照技術規范與設計要求對樁位偏差進行檢測；并針對鉆孔灌注樁展開一系列的質量檢測。其中需要根據混凝土試塊強度檢測結果判斷混凝土質量，完成數理統計；也需要組織技術部門或第三方檢測單位采用超聲波、靜測、動測等方式對樁身、樁基質量進行檢測。以上檢測過程中需要詳細記錄，形成內容完整的技術資料。

2.水利工程鉆孔灌注樁施工監理中常見問題及控制措施

2.1 塌孔控制措施

鉆孔灌注樁施工期間鉆孔周圍土質疏松、鉆進速度過快、泥漿護壁質量差均會導致塌孔。面對該情況監理人員需要從泥漿配制環節展開嚴格的控制，要求施工單位結合地質條件、技術要求確定泥漿配比，并適當提高泥漿比重，保證護壁具有良好效果；加強其他施工環節質量控制，避免對孔壁造成破壞，如吊放鋼筋籠環節，應確保對準孔位，預防鋼筋籠碰撞孔壁。

2.2 卡鉆控制措施

鉆進期間鉆頭遇到阻礙物，如孤石、硬物時，無法繼續鉆進，為預防鉆頭折斷，要求施工人員在鉆進明顯遇阻時慢放速度，緩慢鉆進、打穿阻礙物或緩慢將鉆頭擺動至孔周。

2.3 鉆孔傾斜控制措施

鉆孔傾斜由多方面因素造成，如鉆機安置不穩定、周圍土質差致使鉆機位移等。監理人員應監督施工單位在安放鉆機前做好基礎處理，將平臺夯實，并在安放結束后反復檢驗鉆機是否牢固，鉆機使用過程中也需及時檢測位置，確保鉆機轉盤中心與鉆架起吊滑輪始終處于相同軸線上。當發現鉆孔出現傾斜時，要求施工人員立即將鉆頭提起，反復上下掃鉆，從而將硬土削去。但若糾正無效，立即向傾斜鉆孔中回填黏土，重新進行鉆進施工。

2.4 鋼筋籠上浮控制措施

安放鋼筋籠后頂管固定不牢固或灌注速度過快、時間過長，會使鋼筋籠因受到混凝土的較強沖擊而出現上浮。監理人員應加強現場旁站，控制混凝土灌注速度，避免出現過度沖擊問題。并重視鋼筋籠上浮造成的一系列質量問題，在灌注之前做好預防工作，所要采取的預防性控制措施有：準確計算鋼筋籠底端與孔底之間的距離，避免距離過小；灌注施工中當混凝土面到達鋼筋籠底端時，要求施工人員加大導管埋深，保證鋼筋籠底端與導管底口之間相距2m以上距離，可以預防混凝土產生向上沖擊力過大問題；當混凝土面進入鋼筋籠且達到一定深度后，可以拆除一部分導管，使導管底口進入到距離鋼筋籠底端1.5m以上位置，再加以速度控制措施，可以有效預防鋼筋籠上浮[4]。

2.5 堵管控制措施

堵管通常發生在剛開始灌注時或灌注過程中，在灌注初期，為了預防堵管監理人員需要做好導管檢測工作，保證垂直度符合要求；如若施工條件復雜，導管安裝期間出現異常情況，應通過過球試驗確定導管通暢性；在首灌環節，嚴格檢測混凝土和易性，并要求施工人員灑水濕潤灌注料斗，保證混凝土下落順利。在灌注期間，為預防堵管問題需要監理人員嚴格控制灌注時間、灌注速度，保證灌注持續進行，但禁止出現混凝土離析與泌水問題；灌注時間過長、灌注量過大時，可以利用外加劑改善混凝土性能，控制混凝土塌落度始終處于要求范圍內；灌注期間監理人員組織測量人員頻繁進行現場量測，并要求施工人員勤拆管。當發生堵管問題后，組織施工隊伍利用長桿沖搗，并輔助利用大錘敲擊導管四周；也可以利用卷揚機提起灌注斗，通過振動使混凝土下落；以上措施無效時，立即將導管提出，將堵塞段混凝土清除，并查明堵管原因，重新組織施工。

2.6 斷樁控制措施

斷樁是鉆孔灌注樁成樁施工中發生較為頻繁、負面影響嚴重的質量問題，斷樁發生后泥漿會進入混凝土中形成夾層，導致樁體完整性與承載力受損。為預防斷樁問題，在成樁過程中需要監理人員全程跟進，做好旁站監理工作。

斷樁的發生也由多種因素造成，從材料方面講，混凝土坍落度過大、骨料粒徑過大、混凝土離析等會造成斷樁；從工藝角度來講，灌注中所用導管直徑過小、導管長度不足、盲目提管、提管過量、鋼筋籠卡住導管且混凝土初凝前未處理、導管接口滲漏、導管埋深過大均會造成斷樁。為有效預防與可靠處理斷樁，降低斷樁造成的影響，應采取以下控制措施：要求施工人員在發現斷樁后立即將鋼筋籠提出至孔外，清除孔內混凝土，重新進行鉆孔、灌注；因嚴重堵管而斷樁時，組織施工人員進行接樁施工，在混凝土初凝之前完成導管疏通，并利用測錘進行灌注混凝土頂面測量，對導管容積、漏斗容積進行計算，再將導管下放置已灌注混凝土頂面，與之相距10cm左右，加設球膽，再繼續灌注；灌注期間需要觀察，漏斗內混凝土頂面下落并將導管填滿時需要立即將導管壓入至已灌注混凝土頂面以下位置，從而完成接樁[5]。

3.結束語

綜上所述，水利工程鉆孔灌注樁施工期間，質量隱患、隱蔽工程較多，監理人員需要及時掌握施工情況，跟進施工現場，在每個施工階段充分發揮作用，做好預防與控制工作。并掌握施工常見問題，組織并指導施工單位科學處理，加強質量把控，提高成樁質量。