淺析鉆孔灌注樁的施工技術與質量控制

盧秋嬋

摘要：以惠州市某小區住宅樓樁基工程為例，針對鉆孔灌注樁的施工技術與質量控制進行了總結,以供在同類工程施工時參考。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；混凝土；施工技術；質量控制

Abstract : Taking some residential building pile foundation engineering in Huizhou as an example, this paper summarizes the bored pile construction technology and quality control, in order to offer the reference in similar engineering construction.

Key words: bored pile; concrete; construction technology; quality control

中圖分類號：TU71文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012）

1、工程概況

樁基工程采用鉆孔灌注樁(Φ800，樁長71．63米)共135根，圍護采用鉆孔灌注樁加水泥攪拌作為止水帷幕(Φ700，樁長15．50米)共74根。鉆孔灌注樁數量大，樁身長，施工質量的優劣直接關系到樁基和圍護工程質量，關系到整個工程的質量。

2、成孔質量的控制

??成孔是混凝土灌注樁施工中的一個重要部分，其質量如控制得不好，則可能會發生塌孔、縮徑、樁孔偏斜及樁端達不到設計持力層要求等，還將直接影響樁身質量和造成樁承載力下降。因此，在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作。

2.1采取隔孔施工程序。

?鉆孔混凝土灌注樁和打入樁不同，打人樁是將周圍土體擠開，樁身具有很高的強度，土體對樁產生被動土壓力。鉆孔混凝土灌注樁則是先成孔，然后在孔內成樁，周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩妥的技術措施。

2.2確保樁身成孔垂直精度。

這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求，應采取擴大樁機支承面積使樁機穩固，經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。

2.3確保樁位、樁頂標高和成孔深度。

在護筒定位后及時復核護筒的位置，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發生漏漿的現象。在施工過程中自然地坪的標高會發生一些變化，為準確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。

雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當，或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發生坍孔、沉渣過厚等現象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測繩復核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復鉆并清孔。同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達1.2％，為提高測繩的測量精度，在使用前要預濕后重新標定，并在使用中經常復核。

有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現象，除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據不同土層情況對比地質資料，隨時調整鉆進速度，并描繪出鉆進成孔時間曲線。當鉆進粉砂層進尺明顯下降，在軟粘土鉆進最快0．2m／min左右，在細粉砂層鉆進都是O．015m／min左右，兩者進尺速度相差很大。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經常復核鉆頭直徑，如發現其磨損超過10mm就要及時調換鉆頭。

2.4 鋼筋籠制作質量和吊放。

鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料，檢查合格后再按設計和施工規范要求驗收鋼筋的直徑、長度、規格、數量和制作質量。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上，這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的，因此，吊環長度是根據底梁標高的變化而改變，所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度，以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。在鋼筋籠吊放過程中，應逐節驗收鋼筋籠的連接焊縫質量，對質量不符合規范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。同時，要注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當吊放受阻時，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現象，應停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則要求進行復鉆糾偏，并在重新驗收成孔質量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。

2.5灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔。

清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態，再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔，最終將樁孔內的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用，我們可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆子L樁工程質量的關鍵環節。因此，對于施工規范中泥漿的控制指標：粘度測定17—20min；含砂率不大于6％；膠體率不小于90％等在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴格控制，不能就地取材，而要專門采取泥漿制備，選用高塑性粘土或膨潤土，拌制泥漿必須根據施工機械、工藝及穿越土層進行．配合比設計。

灌注樁成孔至設計標高，應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續小于1.10—1.20，測得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管。沉放導管時檢查導管的連接是否牢固和密實，以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內使處于懸浮狀態的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響樁基工程的質量。因此，必須在混凝土灌注前利用導管進行第二次清孔。當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求后，應立即進行水下混凝土的灌注工作。

3、成樁質量的控制

3.1水下灌注砼的性能參數

3.1.1砼原料

粗骨料宜選用卵石，石子含泥量小于2％，以提高砼的流動性，防止堵管。

3.1.2砼初凝時間

一般砼初凝時間僅3～5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為5～7小時，因此應加緩凝劑，使砼初凝時間大于8小時。

3.1.3砼攪拌方法和攪拌時間

為使砼具有良好的保水性和流動性，應按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開動攪拌機并加入30％的水，然后與拌合料一起均勻加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂、石含水率較大時，可適當控制此部分水量)，最后加水到出料時間控制在60～90秒內。

坍落度應控制在180±20毫米之間，砼灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160～170毫米，以確保樁頂浮漿不過高。氣溫高，成孔深，導管直徑在250毫米之內，取高值，反之取低值。

3.2砼灌注操作技術

3.2.1首批砼灌注

砼灌注量與泥漿至砼面高度、砼面至孔底高度、泥漿的密度、導管內徑及樁孔直徑有關。

孔徑越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現離析現象，首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現導管中堵滿砼，甚至漏斗內還有部分砼，此時應加大設備的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉導管，若起重能力不足，則應用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使砼順利下滑至孔底，下灌后，繼續向漏斗加入砼，進行后續灌注。

3.2.2后續砼灌注

后續砼灌注中，當出現非連續性灌注時，漏斗中的砼下落后，應當牽動導管，并觀察孔口返漿情況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入砼，牽動導管的作用如下。

（1）有利于后續砼的順利下落，否則砼在導管中存留時間稍長，其流動性能變差，與導管間磨擦阻力隨之增強，造成水泥漿緩緩流墜，而骨料都滯留在導管中，使砼與管壁摩擦阻力增強，灌注砼下落困難，導致斷樁，同時，由于粗骨料間有大量空隙，后續砼加入后形成的高壓氣囊，會擠破管節間的密封膠墊而導致漏水，有時還會形成蜂窩狀砼，嚴重影響成樁質量。

（2）牽動導管增強砼向周邊擴散，加強樁身與周邊地層的有效結合，增大樁體摩擦阻力，同時加大砼與鋼筋籠的結合力，從而提高樁基承載力。

3.2.3后期砼的灌注

在砼灌注后期，由于孔內壓力較小，往往上部砼不如下部密實，這時應稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。

3.3砼灌注速度

在控制砼初凝時間的同時，必須合理地加快灌注速度，這對提高砼的灌注質量十分重要，因此應做好灌注前的各項準備工作，以及灌注過程中各道工序的密切配合工作。

為確保成樁質量，要嚴格檢查驗收進場原材料的質保書(水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告)，如發現實樣與質保書不符，應立即取樣進行復查，對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質)，嚴禁用于混凝土灌注樁。

鉆孔灌注水下混凝土的施工主要是采用導管灌注，混凝土的離析現象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規格及含水率的變化進行調整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復核配合比并校驗計量的準確性，嚴格計量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。

為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象，在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm—20cm，并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋人深度。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m—4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高8m—10m時，應及時將坍落度調小至12cm—16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現象尤其在砂層厚的地方比較容易發生。在灌注過程中必須每灌注2m3左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數，《建筑施工操作規程》規定樁身混凝土的充盈系數必須大于l。同時要認真進行記錄，這對日后發現有問題的樁或評價樁的質量有很大作用。

4、斷樁的形成和原因

在鉆孔灌注樁施工中，由于操作失誤，設備不良及水文地質條件等的影響，極容易發生斷樁現象，造成重大工程事故。因此，找出失誤原因，防微杜漸是施工人員必須解決的重大課題。一般而言，常見的斷樁形式有以下四種：

?a.混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土軟件充填。原因是，由于導管下距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固。

?b.樁身中段出現混凝土不凝體。原因是受地下水活動的影響或導管密封不良，沖洗液浸入使混凝土水灰比增大。

?c.樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開。原因是由于在澆注混凝土時，導管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣。

?d.樁身出現空洞體。原因是未采用“回頂”法灌注，而是采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產生離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段產生疏松、空洞現象。

5、斷樁的預防

?對斷樁的預防，筆者認為，是完全應該做得到的，而且，也是能夠做得好的。筆者提出以下的一些意見，供同仁參考。樁孔成孔后，必須認真清孔。一般是采用沖洗液沖孔，沖孔時間應根據孔內沉渣情況而定。沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣。

?灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特別要注意到基巖中的孔徑擴展情況，避免首次灌注量不足。

?首次混凝土灌注量要滿足把導管下端埋設0.8米以上的要求。

?首次灌注時，起始部分或第1—2斗投料需采用水泥砂漿，并盡量做到一次性灌入孔內。

?灌注導管口徑下限應控制在200毫米以上。導管下端應盡量光滑。其連接處要加放“O”形密封圈，防止沖洗液浸入。導管使用前要進行清洗，除掉污垢與殘渣。導管下端距孔底宜為0.5米。導管內水泥隔水塞應加放橡皮板，以增強隔水效果。

?混凝土配合比應合理，應嚴格控制其塌落度（一般控制在16—20厘米為宜）。

在改變水泥標號、品種及生產廠家時，必須先做好配合比試驗，按配合比控制質量。

在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進行止水處理，止水成功后方可灌注混凝土。

采用從導管內灌入的“回頂”法進行灌注。

準備灌注的混凝土要足量，在灌注過程中應避免停水、停電。

6、結語

通過本工程的施工控制，不但確保了工程的施工質量，同時加快了工程的施工進度及降低了工程施工成本。為今后同類施工工程積累施工經驗。