淺談鉆孔灌注樁施工技術(shù)

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摘 要：由于鉆孔灌注樁工藝環(huán)節(jié)較多，容易出現(xiàn)質(zhì)量事故，施工人員須保持認(rèn)真的工作態(tài)度，加強對鉆孔灌注樁各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。本文著重就鉆孔灌注樁的施工工藝、施工準(zhǔn)備、砼灌注過程的質(zhì)量控制及常見 的故障處理進行了簡單討論和分析，并提出了一些相應(yīng)的措施。
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁    施工   質(zhì)量控制    故障處理
在工程基礎(chǔ)中，鉆孔灌注樁已被廣泛應(yīng)用，尤其是房屋建筑、水工建筑、橋墩基礎(chǔ)施工，具有施工簡單、易操作、速度快、承載力大等優(yōu)點。但在施工過程中工藝環(huán)節(jié)較多，有測量、機械操作、鋼筋加工、砼拌制和灌注等多種工作，技術(shù)含量高、影響因素多，一環(huán)不慎，便會有質(zhì)量事故發(fā)生，因而需要加強對施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下砼等施工過程進行質(zhì)量監(jiān)控，采取各種有效預(yù)防措施，保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。
1、工藝流程及施工準(zhǔn)備
1.1、工藝流程
施工前必須全面撐握鉆孔灌注樁的施工工藝，因鉆孔設(shè)備不同其施工工藝流程也不一樣，現(xiàn)以GPS100型回旋鉆機成孔為例，其主要施工工藝流程為：場地平整             孔位測定               護筒埋設(shè)               
鉆機就位            開鉆成孔           提鉆          第一次清孔       
 檢孔            鋼筋籠吊放           下導(dǎo)管              第二次清孔           水下
  混凝土灌注             提拔導(dǎo)管             成樁
1.2主要準(zhǔn)備工作
（1）必須預(yù)審施工組織設(shè)計
工程開工前，施工單位應(yīng)提前向監(jiān)理部報送施工組織設(shè)計（專項施工方案）進行審查，其中包含施工方法、主要技術(shù)指標(biāo)及控制措施。經(jīng)監(jiān)理工程師審核后完善施工組織設(shè)計方案。
（2）必須認(rèn)真把好測量定位關(guān)
測量定位是整項工作的關(guān)鍵，在思想上必須有足夠重視，是關(guān)系到孔位的準(zhǔn)確性，鉆孔的垂直度及基準(zhǔn)面的標(biāo)高。施工單位在具體操作過程中，須嚴(yán)格按三檢制的要求層層落實，及時與監(jiān)理方溝通，與監(jiān)理方認(rèn)真復(fù)核、驗收相結(jié)合，嚴(yán)格控制偏差在設(shè)計或規(guī)范允許范圍內(nèi)。
（3）必須把護筒、鉆機安裝穩(wěn)固、準(zhǔn)確
護筒有固定樁位、鉆孔導(dǎo)向、保護孔口和隔離孔內(nèi)外表層水的作用。在制作過程中要求堅固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用等功能。一般采用帶法蘭的鋼質(zhì)護筒，由3-5毫米厚鋼板制作，在護筒外側(cè)上、中、下部各焊一道加勁肋增加剛度，防止變形，形狀可以做成整體或兩半圓。埋置時應(yīng)保證平面位置正確，偏差不得大于5 cm，且高出施工最高水位1.0-2.0m；在水下埋設(shè)的護筒應(yīng)沿著導(dǎo)向架借助自重、射水、震動或錘擊等方法將護筒下沉至穩(wěn)定深度。
鉆機是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架，要安裝穩(wěn)定、安全。應(yīng)能承受鉆具和其它輔助設(shè)備的重量，并具有一定的剛度，在鉆進中或其它操作時，不易產(chǎn)生晃動，高度由鉆具長度和鋼筋骨架節(jié)長度決定，一般為8-12米；底盤的長度應(yīng)根據(jù)高度穩(wěn)定性決定。主要受力構(gòu)件的斷面尺寸，由施工中出現(xiàn)的最大負(fù)荷計算決定，安全系數(shù)不宜小于3。在鉆孔過程中，成孔中心必須對準(zhǔn)樁位中心，鉆機架必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷；安裝就位時，詳細(xì)測量后底座用枕木墊實塞緊，頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆孔過程中經(jīng)常檢查，以保證轉(zhuǎn)盤面水平、鉆機機架垂直，進而確保樁身的垂直度和孔徑。
2、質(zhì)量控制
2.1鉆孔質(zhì)量控制
首先應(yīng)根據(jù)孔徑和孔位所在的地質(zhì)情況，選用鉆機型號和性能，選擇合適的鉆錐。在鉆孔過程中，應(yīng)采取減壓鉆進，孔底承受的鉆壓不能超過鉆桿、鉆錐和壓塊重量之和的60%，以避免和減少斜孔、彎孔和擴孔現(xiàn)象。
在成孔時應(yīng)盡量避免孔底沉渣過多、孔壁坍塌、擴徑和縮徑等不良現(xiàn)象來影響樁基承載能力。其控制方法如下：
（1）孔底沉渣控制
孔底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，按規(guī)定，水下砼灌注摩擦樁樁底沉渣厚度應(yīng)≤0.5D，但在實際施工過程中，常有樁底沉渣不能滿足要求的現(xiàn)象發(fā)生，主要原因是泥漿性能不符合要求（主要指標(biāo)是泥漿比重和粘度）。實際施工時，施工單位應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓叩秃偷貙臃€(wěn)定情況來確定泥漿的比重和粘度，切勿盲目設(shè)置。若泥漿設(shè)置過稀，則攜渣能力不夠；若泥漿設(shè)置過稠，則孔壁會形成一層厚厚的泥皮，降低了摩擦樁的承載力。第一次清孔時必須不斷補充新鮮泥漿，將孔內(nèi)含砂量大、性能差的泥漿置換出來；二次清孔時宜用泵吸及循環(huán)清孔（若采用正循環(huán)清孔，要排出巖渣和泥團，須加大泥漿比重和粘度，并且清孔的速度慢）。鉆孔結(jié)束后，應(yīng)對終孔進行驗收，須嚴(yán)格檢測鉆桿和鉆頭或測繩長度的準(zhǔn)確性，杜絕以超深來抵消孔底淤積。
（2）孔壁坍塌控制
出現(xiàn)未知的不良地質(zhì)情況、鋼護筒未按規(guī)定埋設(shè)、泥漿粘度不夠、護壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下放鋼筋籠及升降機具時碰撞孔壁等，都能產(chǎn)生孔壁坍塌、堆鉆、卡鉆事故。為解決和避免此類現(xiàn)象：首先，必須熟悉工程地質(zhì)報告，對鉆孔的地質(zhì)情況做到心中有底。其次，按規(guī)定埋設(shè)鋼護筒，保證孔口排水良好；鋼筋籠焊接牢固、成籠圓直，下放時必須保持順直，防止偏斜。再次，出現(xiàn)特殊地層時采用優(yōu)質(zhì)沖洗液護壁，或用正循環(huán)鉆進、反循環(huán)排渣來抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌。最后，在不穩(wěn)定的地層中，不要過早換漿，可在下完鋼筋籠后第二次清孔時替換高比重的泥漿，并及時灌注混凝土，減少沉渣時間，確保樁身質(zhì)量。
（3）擴徑和縮徑控制
擴徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現(xiàn)擴孔或縮孔及其它不良地質(zhì)現(xiàn)象引起的。擴孔一般是鉆頭振動過大、偏位或孔壁坍塌造成的；縮徑是由于鉆頭磨損過甚、焊接不及時或地層中有遇水膨脹的軟土、粘土泥巖造成的。擴徑會增加砼灌注量，縮徑會減小樁的承載能力，故必須采取有力措施加以控制。為避免擴徑現(xiàn)象：首先，應(yīng)先檢查鉆機是否固定、平穩(wěn)，采用減壓鉆進，防止鉆頭擺動或偏位，成孔過程中要徐徐鉆進，以利形成良好的孔壁。其次，要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位，確?？變?nèi)泥漿對孔壁有足夠的壓力。為解決縮徑現(xiàn)象，工作人員應(yīng)及時詳細(xì)了解地質(zhì)資料，判別是否有遇水膨脹等不良土層。如有應(yīng)采用失水率小于3~5ml/30min的優(yōu)質(zhì)泥漿進行護壁，經(jīng)常校正鉆頭直徑，確保鉆頭直徑比成孔直徑小于20~25mm。
3、砼灌注質(zhì)量控制
3.1灌注前質(zhì)量控制
（1）原材料控制
在工程中所采用的原材料質(zhì)量必須進行嚴(yán)格控制，特別是黃砂要過篩去除各種雜質(zhì)，細(xì)度模數(shù)符合規(guī)范要求；碎石要沖洗干凈，級配符合設(shè)計要求。水泥要正規(guī)廠家生產(chǎn)，三證俱全。待黃砂、碎石、水泥符合試驗要求后方可使用，拌制時須嚴(yán)格按試驗單中配合比配制，決不能有一絲馬虎。
（2）主要環(huán)節(jié)控制
對各項操作機械均需進行嚴(yán)格檢查，包括：漏斗底口的隔水設(shè)施、翻斗車的性能、攪拌機的試運轉(zhuǎn)、吸泥泵、清水泵、高壓水管及備用發(fā)電機等各種處理故障的設(shè)備，以防萬一。導(dǎo)管使用前應(yīng)分清長短、分別編號，以利于計量埋深值，每次澆筑卸管后均應(yīng)立即沖洗干凈。按《規(guī)范》要求，首批混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管初次埋置深度≥1.0m ，因而須準(zhǔn)確計量導(dǎo)管上口漏斗的斗容量。容量不夠的，應(yīng)及時采取措施加以調(diào)整，保證首灌混凝土的沖擊力和排淤能力。開澆前還應(yīng)測量孔底沉淀厚度，保證不大于規(guī)定值。如果超過規(guī)定值，應(yīng)再次清孔。 3.2灌注過程中的質(zhì)量控制
（1）坍落度控制
混凝土的坍落度對成樁質(zhì)量有直接影響，坍落度合理的混凝土應(yīng)是拌和均勻、和易性好、內(nèi)阻小、初凝時間長、潤滑性好且有較好的觸變性能，它可有效地保證混凝土灌注性、連續(xù)性和密實性，一般控制在18~20cm的范圍內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗，除首批混凝土數(shù)量滿足埋深要求外，可適當(dāng)增加一點水泥量及含砂量，以保證其和易性和流動性，使以后澆入的混凝土容易頂升；若首批混凝土的初凝時間早于灌注全部砼所需的時間，則首批混凝土中還得摻入緩凝劑，以保障質(zhì)量。
（2）導(dǎo)管埋深控制
導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁的質(zhì)量，必須予以嚴(yán)格控制.，提升時須符合以下原則：①每次卸掉的導(dǎo)管長度應(yīng)和澆入的混凝土上升高度相對應(yīng)；②必須保證導(dǎo)管埋深在2~6m范圍內(nèi)。這就要求我們每次下料后，都應(yīng)準(zhǔn)確測定混凝土面的上升高度，計算導(dǎo)管埋深，從而確定導(dǎo)管拆卸的節(jié)數(shù)并作好拆卸記錄，防止導(dǎo)管拔出砼面而成斷柱。
（3）鋼筋籠上浮控制
在混凝土澆至鋼筋籠位置時，應(yīng)放慢混凝土澆筑速度，使導(dǎo)管有較大的埋深，待混凝土表面進入鋼筋骨架一定深度后，再提升導(dǎo)管口控制在最小埋深，使導(dǎo)管口高于鋼筋籠底骨架一定距離繼續(xù)灌注，防止鋼筋籠被頂托上升。
（4）樁頂質(zhì)量控制
《規(guī)范》規(guī)定樁頂標(biāo)高應(yīng)預(yù)加0.5~1.0m ，需開挖基坑后鑿除質(zhì)量不高的一部分樁頭，進而保證樁頂設(shè)計標(biāo)高和樁身砼質(zhì)量。在灌注樁施工中，要想保證樁頭的質(zhì)量，必須控制好最后一次灌注量，樁頂不得偏低，鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂砼達到設(shè)計強度值。
4、常見故障處理
在鉆孔灌注樁施工過程中往往會遇到坍孔、卡管、掉物等故障，一般可分別采用回填重鉆、淤泥吸拔、叉鉤打撈等方法解除故障。下面將淺談卡管及導(dǎo)管進水處理：
（1）卡管處理
混凝土和易性、流動性差造成離析；導(dǎo)管進水造成砼離析；各種機械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在管中停留時間過長等均會導(dǎo)致卡管。要解決卡管現(xiàn)象主要有以下幾種方法：①卡管位置在地面下不遠，可采用ф25以上的鋼筋直徑?jīng)_搗；②在導(dǎo)管外加焊鐵板，利用導(dǎo)管下落時鐵板與其它卡座的撞擊，振動疏通；③錘擊導(dǎo)管法蘭，吊繩上下拌動等兼可疏通。
（2）導(dǎo)管進水處理
導(dǎo)管進水一般是首灌砼量不足或?qū)Ч芸谔嵘^高以至無埋深或誤測導(dǎo)致導(dǎo)管提升至砼面外。其處理辦法是①第一種原因進水，用導(dǎo)管作為吸管，用空管吸泥的方法將孔內(nèi)混凝土吸出，重新灌注；②第二種原因進水，若表面砼沒初凝，可將導(dǎo)管重新插入砼中，用泥漿泵抽出管內(nèi)的泥漿，重新澆灌砼；若表面砼已超過初凝時間，則作為廢樁；③若導(dǎo)管已離樁頂不遠時，可在以后基礎(chǔ)開挖中埋入護筒，清除沉渣及軟弱砼層，安裝同樣直徑的模板，澆筑砼至設(shè)計標(biāo)高。
5、結(jié)束語
施工人員要認(rèn)真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識，自覺實踐，一絲不茍，認(rèn)真總結(jié)，正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范；熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計圖紙、相關(guān)文件及各項技術(shù)要求，不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，抓好施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、水下砼灌注等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，采取各種有效的措施，保障灌注樁的成樁質(zhì)量。