鉆孔灌注樁質(zhì)量控制探討

蔣鳳麟

摘 要：鉆孔灌注樁具有高度的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，其適應(yīng)性較強(qiáng)，且成本不高，施工整體難度較低。鉆孔灌注樁為隱蔽工程，單樁承載力直接關(guān)系到整體的施工質(zhì)量，因此必須對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。文章以豐縣火車站與S321、S322連接線建設(shè)工程豐沛運(yùn)河崔樓橋施工案例為載體，簡(jiǎn)要分析鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的相關(guān)問(wèn)題，以供參考。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制；砼灌注；孔深

中圖分類號(hào)：TU473.1+4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）08-0159-02

鉆孔灌注樁在橋梁工程中比較常見(jiàn)，雖然具備許多的優(yōu)點(diǎn)，但是其工藝的復(fù)雜性以及特殊性也是客觀存在的，直接突顯出質(zhì)量控制的必要性。在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中，樁位偏差以及樁體離析是其最為明顯的質(zhì)量問(wèn)題，如果質(zhì)量控制力度不足，將會(huì)對(duì)橋梁造成全局性的不良影響。

1 工程案例概況分析

本工程位于豐縣火車站與S321、S322連接線建設(shè)工程K3+358.1-K3+498.3處，跨豐沛運(yùn)河，全長(zhǎng)140.2 m。

橋?qū)挘喝珜?6 m=2×（凈11.5+2×0.5 m）+1 m分隔帶，全橋共一聯(lián)，其跨徑組合為36 m+60 m+36 m，上部結(jié)構(gòu)采用變截面預(yù)應(yīng)力砼現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，下部采用剛性實(shí)體墩、承臺(tái)、群樁基礎(chǔ)，水中樁24根，岸上樁8根。該場(chǎng)地內(nèi)土層上部以第四系全新統(tǒng)新近沉積的砂性土、淤泥質(zhì)粘土為主，中部為一般粘性土，其下為上更新統(tǒng)粉砂層及粘性土。土層成層性較好，且分布較穩(wěn)定，根據(jù)地質(zhì)成因、沉積年代及工程特性等，地質(zhì)勘察專業(yè)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)深入的勘察，將場(chǎng)地內(nèi)土層自上而下分為9層（不含夾層），現(xiàn)自上而下分述如下：

第一層的巖性特征為粉砂，上部濕，下部飽和、松散，錐尖阻力為2.54～2.84 MPa，層厚為7.4～8.8 m，建議承載力基本容許值為90 KPa。

第二層的巖性特征為淤泥質(zhì)粘土，飽和，軟塑，錐尖阻力0.52 MPa，層厚為1.1～1.3 m，建議承載力基本容許值為為70 kPa。

第三層的巖性特征為粘土，下部含少量鐵錳結(jié)核，局部夾粉砂薄層，錐尖阻力為1.18～1.3 MPa，層厚為2.0～2.5 m，建議承載力基本容許值為130 kPa。

第四層的巖性特征為含砂礓粘土，壓縮系數(shù)為0.21～0.24 MPa，層厚為2.1～3.6 m，建議承載力基本容許值為220 kPa。

第五層的巖性特征為粉砂夾粘土，夾粘土層，局部夾小砂礓，錐尖阻力為8.2～8.98 MPa，層厚為0.7～4.0 m，建議承載力基本容許值為200 kPa。

第六層的巖性特征為粘土夾粉砂，夾粉砂層，局部夾小砂礓，壓縮系數(shù)為0.22～0.29 MPa，層厚為4.7～6.5 m，建議承載力基本容許值為200 kPa。

第七層的巖性特征為砂礓粉質(zhì)粘土，夾砂礓，夾粉砂層，壓縮系數(shù)為0.18～0.22 MPa，層厚為2.7～3.2 m，建議承載力基本容許值為250 kPa。

第八層的巖性特征為粉砂夾粘土，夾粘土層，飽和，層厚為5.2～6.4 m，建議承載力基本容許值為280 kPa。

第九層的巖性特征為粘土，局部夾小砂礓，壓縮系數(shù)為0.17～0.2 MPa，最大揭露厚度為4.4 m，建議承載力基本容許值為300 kPa。

2 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制分析

鉆孔灌注樁施工技術(shù)漸趨成熟，然而在實(shí)際工程施工當(dāng)中，依舊存在著部分的質(zhì)量問(wèn)題。如鉆孔傾斜、樁基承載力不足、蜂窩、斷樁事故，混凝土離析等。其原因在于：鉆孔灌注樁工序復(fù)雜，技術(shù)要求非常高。施工的質(zhì)量控制措施和管理不到位，致使質(zhì)量問(wèn)題長(zhǎng)期存在，對(duì)樁基的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，造成諸多的安全隱患。因此要求對(duì)鉆孔灌注樁的施工做到高度重視，嚴(yán)格控制施工的技術(shù)環(huán)節(jié)，全程管理，加強(qiáng)控制。

2.1 成孔的孔深控制

灌注樁的實(shí)際承載力很大程度上受到鉆孔深度的影響，導(dǎo)致灌注樁的鉆孔深度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的主要原因有兩點(diǎn)：

①測(cè)繩存在較大的誤差。

②地層的分布極其不均勻，樁端持力層頂面的起伏過(guò)大。一般而言，測(cè)繩被水浸泡過(guò)之后往往會(huì)出現(xiàn)“縮水”的現(xiàn)象。

基于此，為了確保鉆孔灌注樁的質(zhì)量，建議在施工現(xiàn)場(chǎng)的地面之上設(shè)置長(zhǎng)度標(biāo)記，以此作為刻度，每次使用測(cè)繩之前，均將其與地面的長(zhǎng)度標(biāo)記進(jìn)行對(duì)比，如果測(cè)繩已經(jīng)“縮水”，應(yīng)予以更換。

在地層分布極其不均勻，樁端持力層頂面的起伏過(guò)大的情況下，應(yīng)當(dāng)反復(fù)對(duì)比地質(zhì)剖面圖，認(rèn)真分析，孔的深度依據(jù)樁端持力層的高線圖來(lái)確定，保證樁端入持力層的深度滿足設(shè)計(jì)要求，避免出現(xiàn)返漿等問(wèn)題。在成樁開(kāi)始時(shí)，混凝土的強(qiáng)度比較低，未能完全定型，依靠泥漿保持平衡，因此需要控制樁距，避免出現(xiàn)縮經(jīng)和坍孔。

2.2 成孔的垂直度控制

作為確保灌注樁實(shí)際承載力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鉆孔灌注樁孔的垂直度必須要嚴(yán)格加以控制。筆者認(rèn)為，造成樁孔彎曲以及樁孔偏斜的主要原因可概括為三點(diǎn)，分別是：

①地面的密實(shí)程度不足，軟硬土塊分布不均勻。

②在土層當(dāng)中夾雜著大塊的硬度較高的巖石。

③鉆機(jī)安裝就位的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致鉆桿彎曲，繼而影響鉆孔的垂直度。

針對(duì)上述的造成樁孔彎曲以及樁孔偏斜的各方面原因，在正式進(jìn)行鉆孔灌注樁施工之前，需要做好一切的施工準(zhǔn)備工作，先行對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行夯實(shí)處理，使其保持絕對(duì)的平整。如果是在不均勻的地層之中進(jìn)行鉆孔作業(yè)，建議選用鉆桿剛度大以及自重較大的鉆機(jī)，在鉆進(jìn)的過(guò)程中，如果遇到大塊的硬度較高的巖石，需要放慢鉆速，在條件允許的前提下可加裝導(dǎo)正裝置，以確保鉆孔灌注樁孔保持絕對(duì)垂直，避免危及鉆孔灌注樁的質(zhì)量，保證樁基的承載力。

2.3 砼灌注的質(zhì)量控制

砼灌注作為鉆孔灌注樁施工的最末一道工序，在灌注的過(guò)程當(dāng)中，需要高度重視并嚴(yán)格控制以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

①確保砼原材料滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，尤其是水泥的強(qiáng)度，需要根據(jù)實(shí)際情況確定所用水泥的強(qiáng)度，本工程所使用的水泥強(qiáng)度為32.5 R，合理控制粗骨料的尺寸級(jí)配，全部材料必須進(jìn)行二次復(fù)檢。

②在施工的過(guò)程中，砼的配制需要嚴(yán)格遵循鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，保證砂石料的質(zhì)量合格，嚴(yán)格控制砼的水灰比，建議以水下砼的標(biāo)準(zhǔn)確定砼的水灰比，至少要經(jīng)過(guò)兩次試驗(yàn)才能最終確定混凝土的配合比。

③嚴(yán)格控制混凝土的現(xiàn)場(chǎng)攪拌質(zhì)量，骨料的投放必須要遵循已經(jīng)確定了的配合比。需要安排專人檢驗(yàn)混凝土的坍落度，落實(shí)混凝土的試塊取樣及制作過(guò)程，確?；炷寥拥恼鎸?shí)性。

④增大第一斗砼灌注的沖擊力，將沉淤以及沉渣全部濺開(kāi)，提高持力層和樁端的結(jié)合性能，保證樁端的承載力能夠正常發(fā)揮。

2.4 泥漿的質(zhì)量控制

進(jìn)行鉆孔灌注樁施工之時(shí)，泥漿的質(zhì)量直接關(guān)系到成孔的質(zhì)量以及灌注樁的承載力，主要因素是泥漿的粘度以及比重，泥漿性能指標(biāo)不合格，會(huì)造成多方面的不良后果，需要嚴(yán)格加以控制，具體如下：

①在泥漿的粘稠度以及比重過(guò)大，并且含砂率超標(biāo)的情況下，孔壁往往會(huì)出現(xiàn)一層比較厚的泥皮，并且泥皮的質(zhì)量并不理想，鑒于其厚度較大，容易對(duì)樁徑形成壓縮的作用，使得樁徑變小，鉆孔灌注樁的側(cè)摩阻力大幅度下降。

②在泥漿的粘稠度過(guò)低的情況下，無(wú)法形成護(hù)壁泥膜，已經(jīng)形成的泥皮，其粘附力非常差，極容易脫落，嚴(yán)重影響孔壁的穩(wěn)定性，縮頸甚至塌孔事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)性升高，再加上泥漿的攜渣性能較弱，不利于發(fā)揮樁端的承載力。

③鋼筋籠之上沉積粘附著大量的粘稠泥漿，嚴(yán)重削弱了混凝土與鋼筋的握裹力。泥漿的比重超標(biāo)，進(jìn)行混凝土水下灌注的阻力也會(huì)隨之增大，混凝土的流動(dòng)半徑受到限制，直接導(dǎo)致混凝土的大部分骨料均在樁芯部位集聚堆積，骨料無(wú)法到達(dá)鋼筋籠的外圍，一則影響樁身的質(zhì)量，二則降低了樁身的側(cè)摩阻力。

針對(duì)上述問(wèn)題，在施工的過(guò)程中，為了確保鉆孔灌注樁的質(zhì)量，必須對(duì)泥漿的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

以施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地下水位以及地層穩(wěn)定程度為主要依據(jù)，合理確定泥漿的粘稠度以及比重等各項(xiàng)性能指標(biāo)。當(dāng)?shù)叵滤槐容^高的時(shí)候，可適當(dāng)增大泥漿的粘稠度以及比重，粘稠度控制在17～26 s，比重控制在1.0～1.1之間即可。

完成鉆孔作業(yè)之后，及時(shí)進(jìn)行一次清孔，持續(xù)補(bǔ)充新鮮的泥漿，置換出孔內(nèi)性能較差的泥漿。使用泵吸反循環(huán)的方法進(jìn)行二次清孔，注意放慢清孔速度，隨后檢查終孔的深度，嚴(yán)禁擅自加深度來(lái)對(duì)孔底的淤積進(jìn)行抵消處理。

3 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，鉆孔灌注樁的施工全過(guò)程均是隱蔽性施工，各道工序都必須從嚴(yán)要求，如果其中的任何一道工序出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響。鑒于此，相關(guān)從業(yè)人員需要在明確鉆孔灌注樁質(zhì)量控制要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采取具有針對(duì)性的控制措施，采用先進(jìn)的施工設(shè)備，依據(jù)完善的監(jiān)理制度，全面確保鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

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