談鉆孔灌注樁施工技術(shù)及常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

郭 威

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

談鉆孔灌注樁施工技術(shù)及常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題

郭 威

(山西省第一水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，山西 太原 030024)

主要總結(jié)了鉆孔灌注樁的施工工藝，針對(duì)施工過(guò)程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)指明了技術(shù)要求，并對(duì)容易產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題作了深入分析，指出只有嚴(yán)格按照規(guī)范要求，仔細(xì)安排，認(rèn)真施工，才是杜絕質(zhì)量事故的最好方法。

鉆孔灌注樁，施工技術(shù)，常見(jiàn)問(wèn)題，原因分析

0 引言

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的深入和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大批高層建筑和動(dòng)車高鐵的建設(shè)速度日趨激烈。為了更好的向“高”發(fā)展，基礎(chǔ)施工便成了重中之重。鉆孔灌注樁，作為一種既古老又現(xiàn)代的技術(shù)手段在當(dāng)今社會(huì)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 鉆孔灌注樁施工工藝

灌注樁從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)至今，施工工藝發(fā)展已很成熟，對(duì)于淤泥、粘土、砂土甚至巖層等各類地層都適用。根據(jù)成孔方式的不同，常分為回轉(zhuǎn)成孔灌注樁、沖擊成孔灌注樁和旋挖成孔灌注樁。

其中由于旋挖成孔速度快、移動(dòng)方便、定位準(zhǔn)確、效率高，在施工中使用越來(lái)越普遍。并且隨著科技的發(fā)展，旋挖施工領(lǐng)域也越來(lái)越廣。不僅可以干成孔也可水下施工，還針對(duì)不同地層發(fā)明了多種鉆具，施工深度也從原來(lái)的幾十米達(dá)到一百多米，成樁直徑從原來(lái)的小直徑發(fā)展到能完成3 m～4 m的大直徑。

鉆孔灌注樁一般工藝流程：測(cè)量放線→埋設(shè)護(hù)筒→鉆機(jī)就位→鉆孔(開(kāi)孔前要制配好泥漿)→清孔→安裝鋼筋籠(如有注漿管或深測(cè)管應(yīng)同時(shí)安放)→二次清孔→下放導(dǎo)管→水下灌混凝土→拔除護(hù)筒。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)和常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 護(hù)筒埋設(shè)

護(hù)筒埋設(shè)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm。埋設(shè)時(shí)應(yīng)高出地面300 mm～500 mm，防止雜物和人員墜落。埋設(shè)深度：粘土中不宜小于1 m，砂土中不宜小于1.5 m，護(hù)筒下端外側(cè)應(yīng)采用粘土填實(shí)；其高度尚應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求，應(yīng)保證鉆孔下鉆過(guò)程中漿液不溢出，提鉆后漿液能維持在護(hù)筒內(nèi)部。

常見(jiàn)問(wèn)題：塌孔。

原因分析：1)護(hù)筒較短，鉆孔過(guò)程中，泥漿面低于護(hù)筒底，長(zhǎng)時(shí)間沖刷抽吸作用導(dǎo)致護(hù)筒底部坍塌；2)護(hù)筒周圍未填實(shí)，由于長(zhǎng)時(shí)間浸泡導(dǎo)致坍塌。

2.2 泥漿制備

泥漿在鉆孔過(guò)程中主要起到潤(rùn)滑、攜渣和護(hù)壁作用，泥漿的好壞對(duì)成樁質(zhì)量影響很大。除了在粘土和粉粘土層中能自造漿外，其他地層均應(yīng)制備泥漿。

目前常用的制漿材料為膨潤(rùn)土，常配合火堿纖維素等化學(xué)制劑提高性能。泥漿三大指標(biāo)：比重、粘度、含砂率，合格的泥漿比重應(yīng)在1.1～1.15之間，粘度為10 s～25 s，含砂率小于6%。此外，制漿還可以選用鉆井液，但由于需要設(shè)備較多，工序復(fù)雜，實(shí)際施工中較少采用。

常見(jiàn)問(wèn)題：塌孔、縮孔。

原因分析：泥漿比重小，容易造成孔內(nèi)壁坍塌或者縮徑，針對(duì)不同的地層應(yīng)合理調(diào)整泥漿比重，如易塌孔的砂層等應(yīng)適當(dāng)增大比重。

2.3 鉆機(jī)鉆孔

鉆機(jī)就位時(shí)應(yīng)停放在平穩(wěn)堅(jiān)固的地基上，盡量保證轉(zhuǎn)盤(pán)和底座水平，鉆機(jī)應(yīng)定期校驗(yàn)鉆桿垂直度。鉆孔過(guò)程中應(yīng)合理控制鉆進(jìn)速度，尤其是軟弱地層，應(yīng)適當(dāng)減慢鉆進(jìn)速度。施工中嚴(yán)禁超打超鉆。

常見(jiàn)問(wèn)題：斜孔、縮孔、塌孔、卡鉆。

原因分析：1)鉆機(jī)安放不平整或鉆桿不垂直，容易造成斜孔；2)鉆進(jìn)過(guò)程中碰到探頭石或地層軟硬程度不同，造成鉆頭受力不均產(chǎn)生偏斜。如遇此地層應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，當(dāng)已經(jīng)偏斜時(shí)應(yīng)在偏斜位吊住鉆頭反復(fù)掃孔，使鉆桿正直，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填待沉淀密實(shí)后重新開(kāi)鉆；3)鉆進(jìn)速度過(guò)快會(huì)導(dǎo)致縮孔甚至塌孔，尤其在軟塑流塑地層，要嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺速度變慢且出土量變大，孔深突然變淺，或者護(hù)筒內(nèi)泥漿面忽然上升又驟降，并伴隨有氣泡冒出，應(yīng)懷疑為塌孔。鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)塌孔，應(yīng)立即停鉆，回填粘性土至坍塌部位以上1 m～2 m，用鉆頭慢鉆盡量擠壓粘性土使其能形成新孔壁，當(dāng)穩(wěn)定后才能繼續(xù)施工。當(dāng)坍塌無(wú)法控制時(shí)，應(yīng)立刻用粘性土全部回填，待沉淀密實(shí)后再重新鉆；4)因根據(jù)鉆頭長(zhǎng)度合理安排單鉆進(jìn)尺，嚴(yán)禁超打，對(duì)于一些易塌孔的砂層或砂礫層超打很容易造成卡鉆。

2.4 鋼筋籠制安

鋼筋籠制作前要仔細(xì)研究圖紙，除了要注意配筋外，還要考慮好下料問(wèn)題，盡可能減少?gòu)U料、保證搭接長(zhǎng)度、主筋每一個(gè)搭接面焊口數(shù)不大于主筋根數(shù)的50%，并且相鄰接面距離大于35d(d為主筋直徑)。鋼筋籠吊放時(shí)要保證整體的垂直度，注意吊筋長(zhǎng)度。

常見(jiàn)問(wèn)題：塌孔、樁位偏差。

原因分析：1)鋼筋籠底部加強(qiáng)圈應(yīng)盡量靠下，防止鋼筋籠底部鋼筋插入側(cè)壁，造成塌孔。在制作時(shí)必須設(shè)置保護(hù)墊塊，推薦使用圓環(huán)形高強(qiáng)度的混凝土墊塊，減少與孔壁摩擦。2)鋼筋籠起吊時(shí)建議采用多點(diǎn)起吊，嚴(yán)禁單點(diǎn)快速吊起，很容易造成鋼筋籠彎曲，輕則掛壁塌孔，重則無(wú)法使用。3)因?yàn)轵?yàn)樁時(shí)樁位中心是選用鋼筋籠中心，所以下放后要復(fù)核鋼筋籠的中心與樁位中心是否重合。但因?yàn)槭撬率┕み€有空樁，所以復(fù)核經(jīng)常無(wú)法操作，所以我總結(jié)以下措施能減小偏差：a.適當(dāng)加密籠頭部位的保護(hù)墊塊；b.嚴(yán)禁采用一根吊桿，容易造成鋼筋籠偏向一邊孔壁，應(yīng)采用雙吊筋平穩(wěn)吊放；c.鋼筋籠頭虛筋適當(dāng)外斜，呈喇叭口狀，能對(duì)鋼筋籠居中起到輔助作用。

2.5 二次清孔

首先，鋼筋籠吊裝完畢后，應(yīng)安置導(dǎo)管或氣泵管二次清孔，清孔后要求孔底500 mm以內(nèi)的泥漿比重小于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28 s，而實(shí)際施工中應(yīng)在孔內(nèi)泥漿循環(huán)一定時(shí)間，上下比重基本一致后，通過(guò)孔口上反泥漿測(cè)量。

其次，在鉆機(jī)成孔時(shí)需測(cè)量記錄成孔深度，灌注前再測(cè)量孔深，兩者差值叫做沉渣厚度。應(yīng)嚴(yán)格控制沉渣厚度，具體要求為：1)對(duì)端承型樁，不應(yīng)大于50 mm；2)對(duì)摩擦型樁，不應(yīng)大于100 mm；3)對(duì)抗拔、抗水平力樁，不應(yīng)大于200 mm。

最后，當(dāng)采用導(dǎo)管二次清孔時(shí)，清孔是否徹底還有個(gè)竅門(mén)：在清孔過(guò)程中關(guān)閉水泵，看送漿管內(nèi)泥漿情況，如果泥漿倒吸嚴(yán)重，說(shuō)明孔內(nèi)上部泥漿比重大，下部新注入泥漿比重小，即清孔不徹底。這就是現(xiàn)場(chǎng)拆除沖孔設(shè)備后，導(dǎo)管口會(huì)產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象的原因，如果清孔徹底，則不會(huì)有此現(xiàn)象。

常見(jiàn)問(wèn)題：樁長(zhǎng)不夠、樁底夾雜質(zhì)。

原因分析：二次清孔不徹底，清孔時(shí)要嚴(yán)格按照成孔孔深安放導(dǎo)管，保證能達(dá)到孔底，而且不建議直接下放到底，導(dǎo)管連接好后，應(yīng)先提出孔口一定距離，待循環(huán)開(kāi)始后慢慢下放到底。

2.6 混凝土灌注

孔位、孔徑、垂直度、孔深、沉渣厚度等檢驗(yàn)合格后應(yīng)立即灌注混凝土。水下灌注混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定；坍落度宜為180 mm～220 mm；粗骨料的最大粒徑應(yīng)小于40 mm且不應(yīng)超過(guò)鋼筋最小凈間距的2/3。

導(dǎo)管首次使用前，應(yīng)進(jìn)行試拼裝、試壓(即密閉性檢查)，試水壓可取0.6 MPa～1.0 MPa。下放時(shí)導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300 mm～500 mm；在灌注過(guò)程中要反復(fù)測(cè)量和記錄孔內(nèi)混凝土面標(biāo)高和導(dǎo)管埋深，導(dǎo)管埋入混凝土深度宜為2 m～6 m；灌注最后應(yīng)控制最后一次灌注量，超灌高度宜為0.8 m～1.0 m，以保證樁頭混凝土強(qiáng)度。

除此之外，混凝土灌注還要注意：灌注開(kāi)始時(shí)應(yīng)使用隔水性能良好的隔水栓，宜采用球膽或是與樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)相同的細(xì)石混凝土制作，但是注意隔水栓直徑不能過(guò)大，建議在導(dǎo)管試拼裝后進(jìn)行，隔水栓通過(guò)試驗(yàn)確定直徑，保證不會(huì)在初灌時(shí)卡管。還有首盤(pán)灌注混凝土要采用大料斗，要有一定的儲(chǔ)備量，導(dǎo)管一次埋入混凝土灌注面以下不應(yīng)少于0.8 m。經(jīng)綜合考慮，采用V=πr2(H1+H2)計(jì)算初灌量，其中,r為灌注樁半徑；H1為導(dǎo)管距孔底深度，常采用0.5 m；H2為埋管深度，宜選用2 m。當(dāng)然實(shí)際灌注施工中首車混凝土應(yīng)連續(xù)灌入，需要注意的是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度在調(diào)配車輛時(shí)，切記不能把一個(gè)樁灌完的剩灰當(dāng)成初灌使用，因?yàn)椴缓么_定剩余量。

常見(jiàn)問(wèn)題：塌孔、鋼筋籠上浮、斷樁。

原因分析：

1)灌注前應(yīng)根據(jù)混凝土來(lái)料時(shí)間提前安排，因?yàn)榍蹇缀罂變?nèi)泥漿比重降低，如果待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或灌注中等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)很可能產(chǎn)生塌孔，所以針對(duì)一些松散易塌孔地層，要適當(dāng)提高泥漿比重。

2)建議采用鋼管制作的活動(dòng)吊桿，不要用鋼筋焊接吊放，吊桿不僅能多次使用降低吊筋成本，而且在鋼筋籠上浮時(shí)很容易及時(shí)發(fā)現(xiàn)，方便采取補(bǔ)救措施。鋼筋籠上浮常見(jiàn)原因：

a.抽拔導(dǎo)管時(shí)掛籠，此時(shí)應(yīng)下放、旋鉆，慢慢抽拔，切忌用猛力強(qiáng)提；

b.半截籠時(shí)浮籠常發(fā)生，由于籠子下方混凝土已灌入一定時(shí)間，表面可能形成硬殼或者慢慢初凝，由于其頂托作用將鋼筋籠浮起。此種情況應(yīng)注意在混凝土頂面接近鋼筋籠底部2 m～3 m時(shí)就放慢灌入速度，并且減少導(dǎo)管埋深。當(dāng)混凝土頂面沒(méi)過(guò)鋼筋籠底面2 m～3 m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上，再正常灌注。當(dāng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時(shí)，應(yīng)立即停止灌注，并測(cè)量混凝土面標(biāo)高計(jì)算埋管深度，減小埋管并盡量提升至鋼筋籠底部以上。而且導(dǎo)管在混凝土中應(yīng)先快拔慢插(保證最小埋管深度)，重復(fù)操作可起到讓鋼筋籠下落的作用。

3)斷樁在灌注樁施工中可以說(shuō)是最嚴(yán)重的問(wèn)題了，可能產(chǎn)生的原因總結(jié)如下：

a.灌注完后導(dǎo)管清洗不干凈，造成下次使用時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)壁摩阻力增大。在混凝土和易性和流動(dòng)性不好的情況下，很容易和導(dǎo)管抱死造成堵管以至于斷樁；

b.測(cè)量錯(cuò)誤拔脫導(dǎo)管，造成灌注過(guò)程中夾泥而斷樁;

c.導(dǎo)管安放長(zhǎng)度不夠，也就是灌注時(shí)導(dǎo)管距孔底較高，會(huì)導(dǎo)致孔底混漿和初灌無(wú)法淹沒(méi)導(dǎo)管而斷樁；

d.導(dǎo)管埋深過(guò)大，很可能由于混凝土初凝或?qū)Ч軖旎\而無(wú)法拔出，由此產(chǎn)生斷樁；

e.導(dǎo)管密封性不好，由于進(jìn)水會(huì)使導(dǎo)管內(nèi)混凝土離析夾水而堵管造成斷樁，此項(xiàng)應(yīng)注意密封圈的完好性并在安裝時(shí)上緊；

f.灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，孔內(nèi)坍塌，造成樁身夾泥而斷樁；

g.由于客觀原因，而造成灌樁不得不中斷，比如降水造成車輛無(wú)法進(jìn)入或者外部人員阻工，所以灌注也要加強(qiáng)管理，選擇合適的時(shí)間和天氣。

3 結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注施工中重點(diǎn)就在混凝土灌注，它可能出現(xiàn)的問(wèn)題很多，而且造成的后果和損失也是最大的。經(jīng)過(guò)我多年的施工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉆孔灌注樁雖然不是一門(mén)技術(shù)含量很高的工藝，但是它對(duì)細(xì)節(jié)的要求卻是非常嚴(yán)格的，使人很可能由于一點(diǎn)點(diǎn)的疏忽而付出慘痛的代價(jià)。因此在鉆孔灌注樁施工中必須嚴(yán)格按照規(guī)范工序操作，只有仔細(xì)認(rèn)真，才是杜絕質(zhì)量事故的最好方法。

[1] JGJ 94—2008,建筑樁基技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 牛水云,馬麗萍.淺談鉆孔灌注樁樁基施工常見(jiàn)問(wèn)題及處理措施[J].山西建筑,2008，34(25):140-141.

[3] 劉偉春.淺談鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法[J].建筑學(xué)研究前沿,2012(7)：26.

Discussion on bored pile construction technologies and common quality problems

Guo Wei

(Shanxi1stHydraulicGeologyEngineeringGeologyOffice,Taiyuan030024,China)

The paper summarizes bored pile construction technologies, points outs its technological demands in light of construction points, analyzes its quality problems, and finally puts forward best methods of avoiding quality accidents, such as strictly following norms, carefully arranging work, and carefully construction.

bored pile, construction technology, common problems, causes analysis

2015-01-05

郭 威(1986- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)08-0109-02

TU473.14

A