鉆孔灌注樁施工監(jiān)理應(yīng)注意的幾個(gè)問題

楊文華

（天津建華工程咨詢管理公司， 天津 300191）

1 鉆孔灌注樁鉆孔的深度和沉渣的厚度控制

鉆孔灌注樁由于成樁的樁長小于設(shè)計(jì)要求，或沉渣的厚度大于規(guī)范要求就進(jìn)行下道工序——澆筑混凝土施工，會減少樁端承載力。因此，監(jiān)理應(yīng)重視鉆孔的實(shí)際深度和沉渣厚度的準(zhǔn)確測量，以確保樁的承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

現(xiàn)場鉆孔的深度和沉渣的厚度，一般用測繩測量；也有用檢測孔的深度和沉渣的厚度設(shè)備檢測。鉆孔到設(shè)計(jì)深度后，即停鉆洗孔，循環(huán)泥漿進(jìn)行清理沉渣；爾后起鉆，用測繩測量所鉆孔的深度，即孔深。鋼筋籠下到孔內(nèi)設(shè)計(jì)位置后，下導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔；清孔后測量沉渣的厚度?？捎霉?/p>

表示。

式中，H1—實(shí)鉆孔的深度，即孔深(m)；

H2—二次清孔后的所測孔的深度(m)；

H3—沉渣厚度(m)。

現(xiàn)場用測繩測得所鉆孔深，除了誤差較大之外，還容易在測量的繩上作假。個(gè)別的施工單位是清包，混凝土的用量多少與他們無關(guān)；為的是掩蓋真實(shí)的沉渣厚度，鉆的孔深都比設(shè)計(jì)的深度深 1 m 以上。測孔深時(shí)鉆屑已下沉，測繩所測孔深已不是實(shí)鉆的深度。如何監(jiān)控所鉆的孔深和沉渣的厚度？怎樣測量孔的深度和沉渣的厚度才較準(zhǔn)確？我們可借助鉆具長度可算出所鉆孔的深度，即可用公式

表示。

式中，H桿—鉆桿的總長度(m)；

H機(jī)—潛水鉆機(jī)的長度(m)，如用轉(zhuǎn)盤帶動鉆頭則無此長度：

H頭—鉆頭的長度(m)，一般按鉆頭高度的 2/3 計(jì)算；

h1—鉆臺面到地面的距離(m)；

h2—鉆臺面以上的鉆桿的長度(m)。

進(jìn)場施工前，監(jiān)理應(yīng)同施工單位一起，將使用的鉆桿單根長度、潛水鉆機(jī)半桿長度、鉆頭的長度(鉆頭的長度為鉆頭高度的 2/3)及鉆臺至地面的高度進(jìn)行丈量，將以上數(shù)據(jù)做好記錄。根據(jù)以上各部分的長度，組合成適合不同深度的鉆孔工具，

監(jiān)理通過丈量鉆臺面以上鉆桿的長度，用(式 2)可較準(zhǔn)確計(jì)算出鉆孔的深度。另外，用鉆桿的總長度減去沒沾泥漿的鉆桿長度，也可算出鉆孔的深度。

鉆孔到設(shè)計(jì)深度后，要進(jìn)行一次清孔。清孔完停泵起鉆，沒帶上來的鉆屑會往下沉淀到孔底，就有沉渣存在，繩測所測得的孔深要小于實(shí)鉆的孔深。測繩測量的沉渣厚度也不準(zhǔn)。因此，可按下到孔底導(dǎo)管總長度計(jì)算深度(導(dǎo)管的長度固定為每根 1.5 m 或 2 m 長)?？捎霉?/p>

計(jì)算二次清孔前的孔深。

式中，H4—二次清孔前的孔深(m)；

h導(dǎo)—下到孔內(nèi)的導(dǎo)管總長度(m)；

h導(dǎo)余—地面以上的導(dǎo)管的長度(m)，即鉆臺面以上和鉆臺面以下到地面的距離。

二次清孔結(jié)束，可用測繩在導(dǎo)管內(nèi)測量清孔后的深度；也可根據(jù)二次清孔后導(dǎo)管下到孔內(nèi)的總長度，來計(jì)算清孔后孔的深度。通過清孔前后導(dǎo)管下到孔內(nèi)的長度變化，算出沉渣的厚度以決定是否再次清孔。監(jiān)理應(yīng)以實(shí)鉆的孔深為依據(jù)，確定沉渣的厚度。一定要注意：沉渣厚度絕不會為零。對于持力層為粉土或砂層，二次清孔測得沉渣的厚度超過規(guī)范 10 mm 左右的，如果再進(jìn)行清渣洗孔，很可能在停泵后測得的沉渣厚度會比先前的更厚。一般遇到這類情況，只能采取首次澆筑放入導(dǎo)管內(nèi)的混凝土要連續(xù)快放，將孔底的沉渣砸起，由混凝土將沉渣頂起并帶到地面。

2 二次清孔

二次清孔會遇到兩個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識：一是不分持力層的巖性和孔深情況，認(rèn)為用密度為 1.0 的清水清理沉渣，效果好；二是認(rèn)為二次清孔的時(shí)間越長，沉渣清的也越干凈。實(shí)際清孔的時(shí)間長短同持力層的巖性、泵泥漿的排量、泥漿的密度和粘度、沉渣的厚度等因素有關(guān)，絕不是用清水清孔或清孔的時(shí)間越長沉渣清越干凈。

二次清孔時(shí)只注意泥漿的密度控制在 1.2 以下，但對泥漿的粘度就不夠重視。泥漿的粘度起到懸浮鉆屑的作用。如果用清水(清水的粘度為 15 s)進(jìn)行二次清孔，在粉土層、細(xì)砂層、砂層中，極易發(fā)生塌孔；還會發(fā)生停泵后鉆屑很快下沉，在澆筑混凝土前卸下灌漿管時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)會往外倒反泥漿的情況。所以二次清孔最好用打鉆時(shí)在黏土層的自造漿進(jìn)行清孔，且泥漿的粘度控制在 25 s；粘度達(dá)不到可加處理劑，使其達(dá)到好的懸浮和攜帶鉆屑效果。泵的排量大小也影響清孔的效果。排量小，雖清孔的時(shí)間長，但鉆屑的攜帶效果不好，泥漿的排量應(yīng)滿足清孔攜帶沉渣的需要；對不同持力層和孔深清孔的時(shí)間應(yīng)有所區(qū)別，絕不是二次清孔的時(shí)間越長越好。循環(huán)泥漿的時(shí)間視沉渣清理的情況而定，還與所鉆的孔深、沉渣清除情況、導(dǎo)管外與孔徑環(huán)形間隙的大小等因素有關(guān)。監(jiān)理應(yīng)控制澆注混凝土前泥漿密度要小于 1.2；且沉渣厚度符合設(shè)計(jì)或規(guī)范的要求后，才可進(jìn)行混凝土的澆注施工。

3 監(jiān)理要觀察澆注混凝土隔離塞(球膽)的返出地面情況

一般比較注意澆注混凝土?xí)r是否使用隔離塞(球膽)，但是往往忽視澆注混凝土過程中球膽是否返到地面的情況。球膽打氣后的直徑要小于導(dǎo)管的內(nèi)徑，但不能小于導(dǎo)管內(nèi)徑的 1/3，過小會影響隔離泥漿和混凝土的作用。在澆注混凝土前將球膽放入導(dǎo)管后，在進(jìn)行混凝土澆注，這樣可防止混凝土與泥漿相混影響混凝土的質(zhì)量。球膽未返出地面是什么原因？導(dǎo)管的內(nèi)壁不光滑將球膽劃破；球膽隨混凝土上返時(shí)被鋼筋籠子掛住或掛破。球膽破后橫向或豎向混在混凝土中時(shí)，檢測多為有缺欠的樁。監(jiān)理在日志中必須記錄每根樁澆注時(shí)混凝土球膽返出地面情況。球膽是否返出地面是檢測樁身的完整性的重點(diǎn)，目的是確保鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

用球膽作為混凝土與泥漿隔離塞的方法，有待進(jìn)行改進(jìn)。可嘗試用其他物品替代球膽，從而避免球膽未返出地面，混在混凝土內(nèi)出現(xiàn)樁的質(zhì)量問題。

4 鉆頭外徑的控制

監(jiān)理要控制鉆頭的尺寸，確保樁徑符合設(shè)計(jì)要求。鉆頭圍繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動為自轉(zhuǎn)，此時(shí)鉆頭所鉆的孔稍大于鉆頭的外徑。鉆頭不圍繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動而圍繞著孔的軸線轉(zhuǎn)動即公轉(zhuǎn)。潛水鉆機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的離心力越大，成孔的樁徑就越大。對于轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)，鉆桿是轉(zhuǎn)動的，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)高時(shí)，產(chǎn)生的離心力大，成孔的樁徑也越大。鉆頭的外徑一般控制在哪個(gè)范圍內(nèi)呢？一般比設(shè)計(jì)的樁徑小 10 mm～20 mm；根據(jù)地層硬軟情況及樁的長短、樁徑的大小不同，施工用的鉆頭直徑控制尺寸有所不同。樁徑 D徑<800 mm 時(shí)，樁長 H<20 m，鉆頭的直徑控制在 D頭≥D徑－10 mm；樁徑 D徑≥800 mm 時(shí)，樁長 H>30 m，鉆頭的直徑控制在 D頭＞D徑－20 mm。

用鋼卷尺不好測量鉆頭的尺寸?？捎媚景遄鲆粋€(gè)測量鉆頭外徑的大卡尺，每次起鉆時(shí)測量鉆頭的直徑；也可檢查鉆頭箍圈外焊的鋼筋磨損情況。例如鉆頭箍圈外焊的鋼筋為φ20，起出后檢查所焊的鋼筋直徑已磨損近一半，必須重新加焊。只要鉆頭外徑小于要求，監(jiān)理就應(yīng)監(jiān)督施工單位及時(shí)更換或修補(bǔ)鉆頭，以確保成孔的樁徑滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場也可做一個(gè)測孔徑的工具，其形狀為一短的鋼筋籠子，主筋焊在箍筋內(nèi)，其底部鋼筋焊成園錐形，其外徑比樁的直徑小 10 mm，短的鋼筋籠子長 2 000 mm，其底部的園錐形高 500 mm。使用吊車垂直放入孔內(nèi)，順利下到孔底，說明孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)要求且孔的斜度小。如在某段發(fā)生下放困難，可能孔的斜度大，或樁徑小，或有塌孔段。分析確定原因后進(jìn)行下鉆掃孔，處理以上孔段?，F(xiàn)場配有測徑儀，起鉆后測量的孔徑就準(zhǔn)確多了。

5 如何計(jì)算充盈系數(shù)

施工單位計(jì)算混凝土充盈系數(shù)：將一根樁澆注混凝土總量(Q總)即累加罐車運(yùn)來混凝土的總量，除以一根樁理論的混凝土量(Q理)。這種計(jì)算充盈系數(shù)的方法不正確。因?yàn)?，現(xiàn)場澆筑混凝土總量包括：設(shè)計(jì)的樁長實(shí)際使用混凝土量(包括樁頂超灌 0.5 m 的混凝土量)；超灌的混凝土量(樁頂超灌大于0.5 m 以上的混凝土量)；最后罐車內(nèi)余下的混凝土量，計(jì)算充盈系數(shù)的混凝土量不應(yīng)包括后兩部分，否則計(jì)算充盈系數(shù)肯定要大。

充盈系數(shù)與成孔的直徑有關(guān)，只有孔徑大于設(shè)計(jì)的樁徑時(shí)充盈系數(shù)才會大于 1；否則充盈系數(shù)不會大于 1。設(shè)計(jì)一般要求充盈系數(shù)大于等于 1.1，可用公式

表示。

式中，C充—充盈系數(shù)≥1.1；

Q實(shí)—實(shí)際使用的混凝土量(m3)；

Q理—按設(shè)計(jì)的理論混凝土量(m3)。

施工單位是大包，混凝土的用量與他們利益有關(guān)，會在現(xiàn)場澆筑混凝土總量作假。監(jiān)理應(yīng)對每根樁的澆筑混凝土總量和充盈系數(shù)應(yīng)進(jìn)行核算，同時(shí)檢查施工單位填寫澆注混凝土的相關(guān)資料的真實(shí)和準(zhǔn)確。

6 澆注混凝土的初灌量和導(dǎo)管外混凝土埋深的控制

二次清孔滿足澆筑混凝土的要求后，卸掉灌漿管，即進(jìn)行澆筑混凝土。首次混凝土的最小澆筑量可根據(jù)公式

來計(jì)算。

式中，V初—混凝土的初灌量(m3)；

D—孔徑(樁徑)(m)；

h底—導(dǎo)管底口到樁底端的距離(m)，一般為0.5 m；

h埋—假設(shè)導(dǎo)管外混凝土埋管高度與導(dǎo)管內(nèi)混凝土的高度相同(m)，一般按 4 m 計(jì)算；

n—澆筑混凝土量的系數(shù)，考慮實(shí)際樁徑大于理論樁徑，一般取 1.05～1.1。

澆筑混凝土?xí)r，為防止導(dǎo)管提出混凝土面，人們往往錯(cuò)誤地認(rèn)為，澆注混凝土?xí)r導(dǎo)管外混凝土埋的越深越好，這樣不會發(fā)生斷樁。其實(shí)，澆注混凝土?xí)r導(dǎo)管外的混凝土一般埋的長度6 m 左右，起出的導(dǎo)管一般要卸下 3 m 后再多提 1 m，這樣卸導(dǎo)管時(shí)混凝土埋管的深度為 2 m。這樣導(dǎo)管不會提出混凝土面。如果混凝土埋導(dǎo)管的長度是 3 m，導(dǎo)管卸下也是 3 m 長，就會將導(dǎo)管提出混凝土面，造成泥漿與混凝土相混。澆筑混凝土過程中要上下掂管，主要起振搗混凝土的作用，使?jié)仓炷撩軐?shí)。如果導(dǎo)管外混凝土埋的長度超過 9 m 以上，澆筑的混凝土在導(dǎo)管外環(huán)形空間上返的阻力增大，極易導(dǎo)致導(dǎo)管被堵。因此，導(dǎo)管外混凝土埋的長度控制在 6 m 左右，而不是越長越好?，F(xiàn)場可根據(jù)公式

計(jì)算出澆筑 1 m3混凝土在孔內(nèi)的高度，以確定澆筑多少混凝土能保證孔內(nèi)混凝土埋住導(dǎo)管長度在 4 m～6 m；卸掉多長的導(dǎo)管，保證導(dǎo)管不會提出混凝土面。

式中，H—混凝土在孔內(nèi)的理論高度(m)；

S—孔的理論截面積(m2)。

計(jì)算出澆筑 1 m3混凝土在孔內(nèi)的高度為確定導(dǎo)管外混凝土的埋深，通過測繩測導(dǎo)管外混凝土面到地面的深度及孔內(nèi)導(dǎo)管的長度，就可確定導(dǎo)管外的混凝土埋管的高度。監(jiān)理應(yīng)控制每次卸導(dǎo)管長度，確保導(dǎo)管不提出混凝土面。澆筑混凝土結(jié)束，最后提出的導(dǎo)管長度不應(yīng)大于 5 m。提出的導(dǎo)管過長，加之上下活動導(dǎo)管少，會使樁頂混凝土不密實(shí)。為防止樁頂超灌混凝土過多，可用長的鋼筋下探混凝土上返的位置，確定是否再向?qū)Ч軆?nèi)澆灌混凝土。

7 澆筑混凝土?xí)r發(fā)生導(dǎo)管被堵

澆筑過程中發(fā)生混凝土堵導(dǎo)管，提出導(dǎo)管解堵后，不應(yīng)不采取任何措施就重新下導(dǎo)管繼續(xù)澆筑混凝土。導(dǎo)管堵塞后，應(yīng)將導(dǎo)管全部提出(盡量別把導(dǎo)管內(nèi)的混凝土掉進(jìn)孔內(nèi))，將堵在導(dǎo)管內(nèi)的混凝土出清，測出已澆混凝土的位置，把導(dǎo)管下至混凝土面以下 1 m 左右，導(dǎo)管內(nèi)放入球膽，將 1 m3左右水泥砂漿(起接樁作用)灌入導(dǎo)管后，開始澆筑混凝土，同時(shí)上下活動導(dǎo)管，加強(qiáng)混凝土排出時(shí)的推擠作用，使原混凝土和新混凝土接茬處結(jié)合好。井口返泥漿后，按正常的澆筑混凝土施工。導(dǎo)管解堵后，不允許施工單位不做接樁處理就下導(dǎo)管澆筑混凝土，使樁身原混凝土和新混凝土接茬處夾泥甚至斷樁。監(jiān)理應(yīng)在日志上記下樁號和堵管時(shí)已澆筑混凝土量、堵管的位置。檢測樁身質(zhì)量時(shí)，應(yīng)選取此樁，以驗(yàn)證此樁的質(zhì)量。

監(jiān)理在鉆孔灌注樁施工中做好以上問題的質(zhì)量控制，就可避免鉆孔出現(xiàn)質(zhì)量問題。

[1]JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2]劉興祿,劉瑱.樁基工程與動測技術(shù)500問[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2013.