郭 威

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

談鉆孔灌注樁施工技術(shù)及常見質(zhì)量問題

郭 威

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

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

鉆孔灌注樁，施工技術(shù)，常見問題，原因分析

0 引言

隨著我國改革開放的深入和社會經(jīng)濟的發(fā)展，大批高層建筑和動車高鐵的建設(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)手段在當今社會得到了廣泛的應用。

1 鉆孔灌注樁施工工藝

灌注樁從20世紀50年代出現(xiàn)至今，施工工藝發(fā)展已很成熟，對于淤泥、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、移動方便、定位準確、效率高，在施工中使用越來越普遍。并且隨著科技的發(fā)展，旋挖施工領(lǐng)域也越來越廣。不僅可以干成孔也可水下施工，還針對不同地層發(fā)明了多種鉆具，施工深度也從原來的幾十米達到一百多米，成樁直徑從原來的小直徑發(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：測量放線→埋設(shè)護筒→鉆機就位→鉆孔(開孔前要制配好泥漿)→清孔→安裝鋼筋籠(如有注漿管或深測管應同時安放)→二次清孔→下放導管→水下灌混凝土→拔除護筒。

2 施工技術(shù)要點和常見問題

2.1 護筒埋設(shè)

護筒埋設(shè)應準確、穩(wěn)定，護筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm。埋設(shè)時應高出地面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，護筒下端外側(cè)應采用粘土填實；其高度尚應滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求，應保證鉆孔下鉆過程中漿液不溢出，提鉆后漿液能維持在護筒內(nèi)部。

常見問題：塌孔。

原因分析：1)護筒較短，鉆孔過程中，泥漿面低于護筒底，長時間沖刷抽吸作用導致護筒底部坍塌；2)護筒周圍未填實，由于長時間浸泡導致坍塌。

2.2 泥漿制備

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

目前常用的制漿材料為膨潤土，常配合火堿纖維素等化學制劑提高性能。泥漿三大指標：比重、粘度、含砂率，合格的泥漿比重應在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，工序復雜，實際施工中較少采用。

常見問題：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，針對不同的地層應合理調(diào)整泥漿比重，如易塌孔的砂層等應適當增大比重。

2.3 鉆機鉆孔

鉆機就位時應停放在平穩(wěn)堅固的地基上，盡量保證轉(zhuǎn)盤和底座水平，鉆機應定期校驗鉆桿垂直度。鉆孔過程中應合理控制鉆進速度，尤其是軟弱地層，應適當減慢鉆進速度。施工中嚴禁超打超鉆。

常見問題：斜孔、縮孔、塌孔、卡鉆。

原因分析：1)鉆機安放不平整或鉆桿不垂直，容易造成斜孔；2)鉆進過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。如遇此地層應輕壓慢轉(zhuǎn)，當已經(jīng)偏斜時應在偏斜位吊住鉆頭反復掃孔，使鉆桿正直，嚴重時應回填待沉淀密實后重新開鉆；3)鉆進速度過快會導致縮孔甚至塌孔，尤其在軟塑流塑地層，要嚴格控制鉆進速度，當發(fā)現(xiàn)進尺速度變慢且出土量變大，孔深突然變淺，或者護筒內(nèi)泥漿面忽然上升又驟降，并伴隨有氣泡冒出，應懷疑為塌孔。鉆進過程中發(fā)現(xiàn)塌孔，應立即停鉆，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，當穩(wěn)定后才能繼續(xù)施工。當坍塌無法控制時，應立刻用粘性土全部回填，待沉淀密實后再重新鉆；4)因根據(jù)鉆頭長度合理安排單鉆進尺，嚴禁超打，對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研究圖紙，除了要注意配筋外，還要考慮好下料問題，盡可能減少廢料、保證搭接長度、主筋每一個搭接面焊口數(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)。鋼筋籠吊放時要保證整體的垂直度，注意吊筋長度。

常見問題：塌孔、樁位偏差。

原因分析：1)鋼筋籠底部加強圈應盡量靠下，防止鋼筋籠底部鋼筋插入側(cè)壁，造成塌孔。在制作時必須設(shè)置保護墊塊，推薦使用圓環(huán)形高強度的混凝土墊塊，減少與孔壁摩擦。2)鋼筋籠起吊時建議采用多點起吊，嚴禁單點快速吊起，很容易造成鋼筋籠彎曲，輕則掛壁塌孔，重則無法使用。3)因為驗樁時樁位中心是選用鋼筋籠中心，所以下放后要復核鋼筋籠的中心與樁位中心是否重合。但因為是水下施工還有空樁，所以復核經(jīng)常無法操作，所以我總結(jié)以下措施能減小偏差：a.適當加密籠頭部位的保護墊塊；b.嚴禁采用一根吊桿，容易造成鋼筋籠偏向一邊孔壁，應采用雙吊筋平穩(wěn)吊放；c.鋼筋籠頭虛筋適當外斜，呈喇叭口狀，能對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，應安置導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，而實際施工中應在孔內(nèi)泥漿循環(huán)一定時間，上下比重基本一致后，通過孔口上反泥漿測量。

其次，在鉆機成孔時需測量記錄成孔深度，灌注前再測量孔深，兩者差值叫做沉渣厚度。應嚴格控制沉渣厚度，具體要求為：1)對端承型樁，不應大于50 mm；2)對摩擦型樁，不應大于100 mm；3)對抗拔、抗水平力樁，不應大于200 mm。

最后，當采用導管二次清孔時，清孔是否徹底還有個竅門：在清孔過程中關(guān)閉水泵，看送漿管內(nèi)泥漿情況，如果泥漿倒吸嚴重，說明孔內(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)場拆除沖孔設(shè)備后，導管口會產(chǎn)生“噴泉”現(xiàn)象的原因，如果清孔徹底，則不會有此現(xiàn)象。

常見問題：樁長不夠、樁底夾雜質(zhì)。

原因分析：二次清孔不徹底，清孔時要嚴格按照成孔孔深安放導管，保證能達到孔底，而且不建議直接下放到底，導管連接好后，應先提出孔口一定距離，待循環(huán)開始后慢慢下放到底。

2.6 混凝土灌注

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

導管首次使用前，應進行試拼裝、試壓(即密閉性檢查)，試水壓可取0.6 MPa～1.0 MPa。下放時導管底部至孔底的距離宜為300 mm～500 mm；在灌注過程中要反復測量和記錄孔內(nèi)混凝土面標高和導管埋深，導管埋入混凝土深度宜為2 m～6 m；灌注最后應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度。

除此之外，混凝土灌注還要注意：灌注開始時應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度等級相同的細石混凝土制作，但是注意隔水栓直徑不能過大，建議在導管試拼裝后進行，隔水栓通過試驗確定直徑，保證不會在初灌時卡管。還有首盤灌注混凝土要采用大料斗，要有一定的儲備量，導管一次埋入混凝土灌注面以下不應少于0.8 m。經(jīng)綜合考慮，采用V=πr2(H1+H2)計算初灌量，其中,r為灌注樁半徑；H1為導管距孔底深度，常采用0.5 m；H2為埋管深度，宜選用2 m。當然實際灌注施工中首車混凝土應連續(xù)灌入，需要注意的是現(xiàn)場調(diào)度在調(diào)配車輛時，切記不能把一個樁灌完的?；耶敵沙豕嗍褂茫驗椴缓么_定剩余量。

常見問題：塌孔、鋼筋籠上浮、斷樁。

原因分析：

1)灌注前應根據(jù)混凝土來料時間提前安排，因為清孔后孔內(nèi)泥漿比重降低，如果待灌時間過長或灌注中等待時間過長很可能產(chǎn)生塌孔，所以針對一些松散易塌孔地層，要適當提高泥漿比重。

2)建議采用鋼管制作的活動吊桿，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很容易及時發(fā)現(xiàn)，方便采取補救措施。鋼筋籠上浮常見原因：

a.抽拔導管時掛籠，此時應下放、旋鉆，慢慢抽拔，切忌用猛力強提；

b.半截籠時浮籠常發(fā)生，由于籠子下方混凝土已灌入一定時間，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。此種情況應注意在混凝土頂面接近鋼筋籠底部2 m～3 m時就放慢灌入速度，并且減少導管埋深。當混凝土頂面沒過鋼筋籠底面2 m～3 m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上，再正常灌注。當已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注，并測量混凝土面標高計算埋管深度，減小埋管并盡量提升至鋼筋籠底部以上。而且導管在混凝土中應先快拔慢插(保證最小埋管深度)，重復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是最嚴重的問題了，可能產(chǎn)生的原因總結(jié)如下：

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

b.測量錯誤拔脫導管，造成灌注過程中夾泥而斷樁;

c.導管安放長度不夠，也就是灌注時導管距孔底較高，會導致孔底混漿和初灌無法淹沒導管而斷樁；

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

e.導管密封性不好，由于進水會使導管內(nèi)混凝土離析夾水而堵管造成斷樁，此項應注意密封圈的完好性并在安裝時上緊；

f.灌注時間過長，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法進入或者外部人員阻工，所以灌注也要加強管理，選擇合適的時間和天氣。

3 結(jié)語

鉆孔灌注施工中重點就在混凝土灌注，它可能出現(xiàn)的問題很多，而且造成的后果和損失也是最大的。經(jīng)過我多年的施工經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，鉆孔灌注樁雖然不是一門技術(shù)含量很高的工藝，但是它對細節(jié)的要求卻是非常嚴格的，使人很可能由于一點點的疏忽而付出慘痛的代價。因此在鉆孔灌注樁施工中必須嚴格按照規(guī)范工序操作，只有仔細認真，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問題及處理措施[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)量常見問題及處理方法[J].建筑學研究前沿,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