全液壓旋挖擴底鉆孔灌注樁質量管控措施研究

摘 要：擴底灌注樁是一種混凝土灌注樁，是在進行原有灌注樁施工的基礎上對樁底進行擴底處理，從而增加灌注樁的承 載力和穩(wěn)定性。在工程地質條件差特別是軟土地基，施工難度大，施工中易產生如塌孔等質量問題，為了避免在采用全液壓 旋挖擴底鉆孔灌注樁施工時，因現(xiàn)場技術質量管理措施不到位而出現(xiàn)樁身質量差、進度滯后等問題，本文針對其質量管控措 施進行研究，采取擴底灌注樁施工工藝、制定“四令”精細化過程管理原則、計算注漿施工所需水泥漿量等方法，優(yōu)化了工程 施工流程，嚴格各施工環(huán)節(jié)質量管理，確保全液壓旋挖擴底鉆孔灌注樁施工安全、質量提升。

關鍵詞：擴底灌注樁，施工工藝，“四令”精細化管理，計算注漿量

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.06.037

0 引 言

擴底灌注樁是一種混凝土灌注樁，是在進行原 有灌注樁施工的基礎上對樁底進行擴底處理，從而 增加灌注樁的承載力和穩(wěn)定性。在建筑工程中，擴 底灌注樁通常用于地基處理、支撐結構、橋梁和道 路基礎等領域。擴底灌注樁的作用在于加強地基承 載力，保證結構穩(wěn)定性。隨著國內建筑工程的高速發(fā)展，全液壓旋挖擴底鉆孔灌注樁（以下簡稱“擴 底灌注樁”）相對等直徑鉆孔灌注樁施工難度大， 施工中易產生如塌孔、縮孔、卡籠、鋼筋上浮等質 量問題，基于DG/TJ 08-202—2007《鉆孔灌注樁施 工規(guī)程》，結合工程實際分析、探討“四令”過程控 制、注漿控制措施，為擴底灌注樁施工質量達到精 細化管理目標提供參考。

1 施工概況

某工程主體結構地下工程樁采用樁徑 φ1000～φ1600 mm的擴底灌注樁，樁體的常規(guī)段樁徑 為1000 mm，擴底段樁徑1600 mm，樁長41.5 m，有效樁 長坑底以下50 m，成孔深度達75 m左右，混凝土等級 水下C35。均為抗拔樁，其中臨時立柱樁兼做抗拔樁。 作為永久結構使用，設計等級為甲級。樁基成孔垂直 度要求高，抗拔樁、立柱樁垂直度要求不大于1/300樁 長，混凝土強度等級（水下）C35，地基基礎（樁基）設 計等級甲級，本工程地質條件較差，施工難度大。

現(xiàn)場主要采用BG40、SWDM28型旋挖機進行 成孔，成孔至設計標高后采用魔力鏟斗進行擴徑施 工，擴大頭總長度為2150 mm，樁端擴大頭直徑為 1600 mm，漸擴段長度1400 mm。采用泥漿護壁和樁 端后注漿工藝。工程樁和立柱樁單樁抗壓承載力 特征值4900 kN，抗拔承載力特征值2800 kN；持力 層⑨2中粗砂夾細砂層。基樁設計信息見表1。

2 施工工藝流程

該工程擴底灌注樁采用正循環(huán)回轉鉆進的施 工工藝和導管澆筑水下混凝土成樁的施工技術[1]。 施工工藝流程：鉆機就位→鉆孔埋護筒→埋設 護筒→等徑部開始成孔→等徑部成孔至設計標高 →更換魔力鏟斗→樁底擴大頭擴孔作業(yè)→測量孔 深并換漿→下放鋼筋籠→下放導管并測量孔深→二 次清孔測量孔深→混凝土灌注→灌注結束拔除導 管，如圖1所示。鉆機就位、校正前應根據(jù)設計要求 平整場地、樁位放樣，同時可進行制作護筒、配制 穩(wěn)定液、制作鋼筋籠等施工作業(yè)。

3 采用“四令”精細化管理

擴底灌注樁成樁施工過程中嚴格采用“四令” 即“護筒埋設令、開孔通知單、鋼筋籠吊裝令、混凝 土澆筑令”，對其質量展開精細化管理。

3.1 護筒埋設令

根據(jù)該工程土質特性，現(xiàn)場采用埋置深度為 16 m、直徑為1.5 m的長護筒，由現(xiàn)場專業(yè)監(jiān)理工程 師簽發(fā)鋼護筒埋設開孔令。護筒埋設質量控制：對 樁位進行復測，護筒土方開挖后，對坑底土質情況 進行檢查，觀察是否挖至原狀土，用尺量檢查護筒 埋設中心位置。檢查護筒背后回填土質量，觀察土 質是否均勻，回填密實。

3.2 開孔通知單

現(xiàn)場開孔施工工序準備就緒后，經監(jiān)理核查確 認，簽署開孔令。

3.3 成孔質量檢測控制

成孔質量控制項目包括檢查驗收配制好的泥 漿穩(wěn)定液性能指標、控制成孔位置、深度、成孔垂 直度、鉆孔速度等。對擴底灌注樁泥漿穩(wěn)定液的性能：黏度、比重、含砂率、pH值等進行檢查測定，看 其指標是否符合設計及施工要求。

樁的常徑段和擴底段施工完成后采取兩次清 孔方式，第一次清孔是在鉆孔至樁底標高后，第二 次清孔是在灌注混凝土前。采用正循環(huán)清孔，但是 在砂性土層成孔且孔底沉渣厚度≥300 mm時應用 反循環(huán)清孔。清孔時，必須保持孔內泥漿液面高度 不低于自然地面以下30 mm，以防止清孔時塌孔。

為了能有效控制本項目的成孔質量，在每樁孔成 孔完成后，由專業(yè)檢測單位采用井徑儀對孔壁垂直度 （設計要求≤1/300）、孔深、沉渣厚度、孔徑進行檢 測，監(jiān)理進行核查，可利用測繩復測孔深，檢查成孔 檢測報告，確保成孔質量達到設計及施工規(guī)程的要 求。同時在鉆進過程中，施工單位跟蹤設備車載計算 機的顯示參數(shù)，及時糾正成孔過程中垂直度偏差。

成孔后泥漿指標的控制，根據(jù)設計和施工方 案要求一清后對泥漿性能控制指標：比重、黏度、 含砂率、pH值進行檢測，符合要求方可進入下道 工序施工。

3.4 鋼筋籠吊裝令

該工程擴底灌注樁鋼筋籠分兩節(jié)制作與吊裝， 主筋與主筋采用機械接頭連接，箍筋與主筋均采 用電焊連接，鋼筋原材及機械接頭進場需報審并按 規(guī)定先進行現(xiàn)場取樣送驗，待檢測結果合格符合 設計和規(guī)范要求后方可使用，鋼筋為HRB400級和 HPB300級鋼筋，鋼筋連接器均為一級接頭，鋼筋 焊接件根據(jù)實際施工進展和檢測要求進行送樣檢 測。鋼筋和格構柱的焊接作業(yè)焊條應根據(jù)設計和施 工要求選定。鋼筋主筋上每隔4 m設置一道二級鋼 筋護壁環(huán)或墊塊，沿鋼筋籠四周均布置3～4個，樁 主筋凈保護層為50 mm，吊放鋼筋籠時采用整體吊 裝方式，要嚴防碰撞，不得變形。

現(xiàn)場對鋼筋籠制作及安裝質量控制包括以下方 面：（1）對鋼筋籠翻樣圖進行審查，主要檢查鋼筋規(guī)格、數(shù)量、接駁器接頭位置、接頭錯開率、鋼筋籠 直徑、長度、吊筋長度（對照吊點處實測標高）、加 強箍規(guī)格及間距等是否符合設計、施工方案、驗收 規(guī)范要求；（2）通過模擬上部構造籠與下部主體鋼 筋籠的實際焊接工況對鋼筋焊接接頭質量進行檢 查（觀察、見證取樣試驗），檢查鋼筋套絲加工和對 接質量（通規(guī)、止規(guī)和扭力扳手檢查）；（3）對鋼筋 籠制作過程進行質量檢查和制作后驗收，檢查是否 按翻樣圖制作，重點檢查加強箍焊接質量、主筋和 箍筋點焊質量（觀察、手錘敲擊檢查、尺量檢查）； （4）檢查預埋聲測管（兼注漿管）的長度、安裝質 量，檢查聲測管接頭的對接質量，注漿器的安裝質 量（目測、尺量）；（5）對鋼筋籠安裝質量進行檢 查，要求按方案要求設置鋼筋保護層，頂部標高符 合要求，縱向鋼筋焊接質量符合驗收規(guī)范要求，吊 放就位過程中不應有受阻現(xiàn)象，不得隨意割斷鋼筋 籠，重點做好縱向鋼筋焊接、縱向鋼筋接駁器對接、 主筋與螺旋箍點焊固定質量檢查（旁站觀察）。

格構柱的鋼立柱制作時須按相關規(guī)范的規(guī)定 和要求，采取必要的技術措施控制其構件焊接質 量、運輸、堆放，吊裝時嚴格控制定位誤差、垂直度 及插入灌注樁的深度等要求，焊條應根據(jù)設計和施 工要求選定?，F(xiàn)場可采取觀察、手錘敲擊檢查、尺 量檢查等方法對鋼立柱制作過程進行質量檢查和 制作后驗收，檢查是否按翻樣圖制作，重點檢查焊 接質量、平直度、截面尺寸。

吊裝前，質量、安全專業(yè)監(jiān)理工程師會同總包 對鋼筋籠吊點的焊接質量再次進行檢查及驗收，確 保焊點牢固，符合方案要求。監(jiān)理簽發(fā)吊裝令并對 鋼筋籠、格構柱的吊裝入孔全過程進行旁站監(jiān)督。

3.5 二清后泥漿指標控制

在鋼筋籠吊裝結束后安裝導管，進行二次清 孔，對二清后的泥漿指標進行控制檢查，導管使用 前需試拼裝并進行水密試驗，經監(jiān)理和施工單位檢 查合格符合規(guī)定后方可使用。澆筑混凝土過程中要 求控制好導管的下放長度。

3.6 混凝土澆筑令

澆筑混凝土前應根據(jù)設計要求提前做好混凝 土的設計配合比驗證工作，控制好混凝土塌落度、 和易性及充盈系數(shù)（應大于1.0）。在導管下放后進 行二次清孔，經現(xiàn)場檢查水泥漿比重、黏度、pH值、 含砂率滿足規(guī)范、設計及施工方案要求后，由監(jiān)理 簽發(fā)混凝土澆筑令。對混凝土澆注過程進行檢查， 要求混凝土配合比、強度等級、坍落度符合要求， 混凝土澆注過程中無堵管、脫管，導管埋入混凝土 的深度符合要求等。監(jiān)理旁站檢查配合比通知單、 送料單、抽查坍落度，見證取樣制作抗壓試件，平 行取樣制作抗壓試件，檢查導管埋入深度等。清孔 結束后，30分鐘內澆筑水下混凝土，若超過30分 鐘，應重新測定孔底沉渣厚度，不符合要求的須重 新清孔。灌注水下混凝土的導管事先應試拼裝并在 接頭部位放置止水橡膠圈，做滲漏水試驗時水壓可 控制為一般自來水壓力。導管入孔后，最下一節(jié)的管 底距孔底宜為0.5 m，混凝土灌注用隔水塞應有良 好的隔水性能。

導管上口的灌注漏斗中的容積應滿足經計算的 初灌量的要求，混凝土初灌量應能保證混凝土灌入 后，導管埋入混凝土深度不應小于1.0 m，導管內混 凝土柱和管外穩(wěn)定液柱壓力平衡，具體參照示意圖 2和式（1）～（3）計算混凝土初灌量?；炷凉嘧?控制最后一次灌注量，超灌高度應高于設計樁頂標 高不小于1 m[2]。

樁端注漿及樁上部空樁段回填注漿現(xiàn)場采用的 是三軸攪拌樁半自動化操作系統(tǒng)，流量計自動記錄注漿量，另外，本工程每根樁的樁底注漿量都≥5 t。

對擴底鉆孔灌注樁的樁底注漿、空樁回填注 漿的以下各項施工控制參數(shù)進行詳細記錄：灌注樁 的形成時間、注漿日期、注漿時間（開始-結束）、 累計注漿時間（min）、注漿深度（m）、平均流速（L/ min）、水泥漿用量、注漿過程的平均壓力及終止壓 力、水灰比等。

5 結 語

通過采用“四令”過程控制、注漿控制展開精 細化管理，對泥漿穩(wěn)定液性能、成孔位置、垂直度 檢測、鉆孔速度、鋼筋籠和格構柱吊裝、混凝土澆 筑、樁端和空樁回填注漿等施工過程進行巡視、監(jiān) 督、檢查和驗收等方法，確保擴底鉆孔灌注樁施工 質量滿足設計及規(guī)范要求，實現(xiàn)了施工全過程的精 細化、系統(tǒng)化管理目標，保證了樁身質量。

參考文獻

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作者簡介

劉其霞，本科，助理工程師，研究方向為深基坑工程管理。

（責任編輯：劉憲銀）