摘要:鉆孔灌注樁目前在沿海城市和市區改造中的使用已相當普及,但因屬隱蔽工程,成樁后質量檢查比較困難。本文根據筆者十幾年來參與幾十個鉆孔樁工程施工的經驗,就如何在各個施工環節中充分重視、精心施工、加強質量管理等問題進行探討,期望通過與同行們相互交流,達到提高施工水平的目的。
鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收。施工中任何一個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度,甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此,要求基礎施工隊伍在施工技術措施上要落實,并加強施工質量管理,密切注意抓好施工過程中每一個環節的質量,力爭將隱患消除在成樁之前。因此在施工前要認真熟悉設計圖紙及有關施工、驗收規范,核查地質和有關灌注樁方面的資料,對灌注樁在施工過程中可能會發生的一些問題進行分析后制訂出施工質量標準、驗收實施方案和每根樁的施工記錄,以便有效地對樁基施工質量加以控制。
1、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。
1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
為有效地防止塌孔、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具。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。
1.4 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。
1.5 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
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。
2、成樁質量的控制
2.1 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。
2.2 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。
2.3 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。
鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質量檢查比較困難,如樁的各種動測方法基本上都是在一定的假設計算模型的基礎上進行參數測定和檢驗,并要依靠專業人員的經驗來分析和判讀實測結果,同一個樁基工程,各檢測單位用同一種方法進行檢測,由于技術人員的實踐經驗的差異,其結論偏差很大的情況也時有發生。通過十幾年來幾十個鉆孔灌注樁工程的施工實踐,得出這樣一個結論,即加強樁基工程檢測是一個手段,要保證鉆孔灌注樁的施工質量,其關鍵還在于人。強調現場管理人員要有高度責任心,以防為主,對樁基各個施工環節要充分重視并精心施工,只有這樣樁基的質量控制才能得到保證。
篇2：鉆孔灌注樁質量控制方法
鉆孔灌注樁質量控制方法
1、斷樁的原因有：
1）初灌未封底
2）導管堵塞
3）導管漏水
4）導管拔除混凝土面
5）導管被混凝土埋住、卡死
6）坍塌
7）機械故障和停電造成施工不能連續進行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁
8）天氣影響
2、斷樁處理
1）灌注初期的斷樁處理
灌注初期由于初灌未封底、導管堵塞、導管拔出混凝土面、坍塌、機械故障和停電、天氣影響原因造成斷樁，而此時孔內混凝土面高度較小，鋼筋籠可以拔出這時應終止澆注，拔出鋼筋籠，重新成孔。
2）孔內混凝土面高度較高時的斷樁處理
孔內混凝土面高度較高時若由于導管拔出混凝土面而斷樁，在混凝土初凝前可以用二次導管插入法，將導管底端加底蓋閥，插入混凝土面約1.0m，導管料斗內注滿混凝土時，將導管提起約0.5m，底蓋閥脫掉，即可繼續進行水下澆注混凝土施工。當斷樁后停頓時間較長而不能采用二次導管插入法時，可采用補樁的辦法，即在設計樁位兩側補做兩根加樁，頂部設蓋梁以扁擔樁的形式對原樁進行補強。
3）斷樁位置距地面不深時的斷樁處理
此時可采用接樁的辦法。接樁一般用人工挖孔的辦法處理，清除樁頂殘渣，接鋼筋籠，澆筑混凝土至設計標高。
3、孔壁坍塌原因
1）由于泥漿稠度小，護壁效果差，出現漏水；或護筒埋置較淺，或周圍封堵不密實而出現漏水；或護筒底部的粘土層厚度不足，護筒底部漏水原因，造成泥漿水頭高度不夠，對孔壁壓力減少。
2）泥漿相對密度過小，致使水頭對孔壁的壓力較小。
3）在松軟砂層中鉆孔時進尺過快，泥漿護壁形成較慢，孔壁滲水。
4)鉆進時未連續作業，中途停鉆時間較長，孔內水頭未能保持在孔外水位或地下水位線以上2m，降低了水頭對孔壁的壓力。
5)操作不當，提升鉆頭或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁。
6)鉆孔附近有大型設備作業，或有臨時通行便道，車輛通行時產生振動。
7)清孔后為及時澆注砼，放置時間過長。
4、鋼筋籠上浮的原因
1）混凝土質量
容易離析、初凝時間不夠或塌落度損失大的混凝土，當混凝土表面上升至鋼筋籠底端時，鋼筋籠往往難以插入或無法插入混凝土而造成鋼筋籠上浮；有時鋼筋籠雖已插入一定深度的混凝土，但混凝土表面初凝結硬，也會攜帶鋼筋籠上浮。
2）操作不當
導管過猛提升不慎鉤掛鋼筋籠而又未及時剎車也會造成鋼筋籠的上浮。
3）灌注速度與導管的埋深
排除混凝土質量與操作的原因，單從鋼筋和混凝土的比重看，灌注過程中不應該發生上浮事故，但由于灌注過程中孔內的泥漿和導管底部以上的混凝土是向上運動的，鋼筋籠在孔內受到了浮力、重力和由于混凝土運動產生的頂托力；如果頂托力和浮力的和大于鋼筋籠的自重，就會發生鋼筋籠上浮事故。
在灌注過程中，混凝土的灌入速度是我們追求的，所以導管的埋置深度是控制鋼筋籠上浮的重要手段。施工中，常常在灌注很順利時候發生鋼筋籠的上浮事故，就是因為導管的埋置深度過大而引起的。
5、鉆機
1）旋挖鉆機施工有兩種，一是干成孔，一是濕成孔。
2）泥漿或水從鉆桿進入，從井口流出，為正循環。
3）泥漿或水從鉆桿吸出，從井口流入，為反循環。
6、樁的檢驗目的
1）了解其承載力
2）檢驗樁本身混凝土質量是否符合要求
3)查明樁身的完整性，查清缺陷及其位置，以便對影響樁承載力和壽命的樁身缺陷進行必要的補救，以保證工程質量，不留下事故隱患。
7、目前國內外常用的樁基檢測方法
1）鉆芯檢測法
2）振動檢測法，分為敲擊法和錘擊法、穩態激振機械阻抗法、瞬態激振機械阻抗法、水電效應法
3）超聲脈沖檢驗法
4）射線法
篇3：鉆孔灌注樁施工質量問題和處理措施
鉆孔灌注樁施工質量問題和處理措施
（一）護筒冒水
1．問題：護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉，護筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，甚至無法施工。
2．造成原因：埋設護筒的周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞。
3．處理措施：在埋筒時，坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層夯實。在護筒的適當高度開孔，使護筒內保持1.0～1.5m的水頭高度。鉆頭起落時，應防止碰撞護筒。發現護筒冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時，則應重新安裝護筒。
（二）孔壁坍陷
1．問題：鉆進過程中，如發現排出的泥漿中不斷出現氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。
2．造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。
3．處理措施：在松散易坍的土層中，適當埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優質的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護筒內泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。成孔后，待灌時間一般不應大于3小時，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質量的情況下，盡量縮短灌注時間。
（三）縮頸
1．問題：縮頸即孔徑小于設計孔徑。
2．造成原因：塑性土膨脹。
3．處理措施：采用優質泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。或在導正器外側焊接一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。如出現縮頸，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。
（四）鉆孔偏斜
1．問題：成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。
2．造成原因：鉆機安裝就位穩定性差，作業時鉆機安裝不穩或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。
3．處理措施：先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地；安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm。在不均勻地層中鉆孔時，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機。進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，鉆速要打慢檔。另外安裝導正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。
（五）樁底沉渣量過多
1．問題：成孔后發現樁底沉渣量過多。
2．造成原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或未進行二次清孔；泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。
3．處理措施：成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進行置換。鋼筋籠吊放時，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，則應利用導管進行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為30～40mm，應有足夠的混凝土儲備量，使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，達到清除孔底沉渣的目的。
二、混凝土灌注過程中出現的施工質量問題及處理措施
（一）卡管
1.問題：灌注混凝土過程中，無法繼續進行的現象。
2.造成原因：初灌時，隔水栓堵管；混凝土和易性、流動性差造成離析；混凝土中粗骨料粒徑過大；各種機械故障引起混凝土澆筑不連續，在導管中停留時間過長而卡管；導管進水造成混凝土離析等。
3.處理措施：使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。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。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過實驗室確定，坍落度宜為18～22cm，粗骨料的最大粒徑不得大于導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應確保導管連接部位的密封性，導管使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa，以避免導管進水。在混凝土澆筑過程中，混凝土應緩緩倒入漏斗的導管，避免在導管內形成高壓氣塞。在施工過程中，應時刻監控機械設備，確保機械運轉正常，避免機械事故的發生。
(二)鋼筋籠上浮
1．問題：鋼筋籠的位置高于設計位置的現象。
2．造成原因：鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑初始位置過高，混凝土流動性過小，導管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過鋼筋籠且導
導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。
3．處理措施：鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導管埋深在1.5～2.0m。灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2～4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管提出混凝土面。當發生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消失。
(三)斷樁
1．問題：混凝土凝固后不連續，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。
2．造成原因：由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；受地下水活動的影響或導管密封不良，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現混凝土不凝體；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，出現樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現象；澆注混凝土時，沒有從導管內灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現疏松、空洞的現象。
3．處理措施：成孔后，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，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，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應根據首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據導管內外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。