混凝土成孔灌注樁施工質量控制

　　摘要：樁基礎作為建筑工程的重要組成部分，是工程監理質量控制的重點內容。文章通過灌注樁承載機理的分析，探討了灌注樁質量缺陷及防治措施。
　　關鍵詞：混凝土灌注樁；承載機理；質量控制
　　
　　成孔灌注樁質量控制從驗收規范來看十分簡單，無非是地基承載力的鑒定、鋼筋籠的檢查與樁混凝土質量的判定，但由于地下工程不可見的因素很多，因此判定起來比較困難。
　　
　　一、灌注樁承載機理與質量控制
　　
　　端承樁的承載機理是樁把荷載傳遞到樁的底部，它支撐在堅固的巖土層上。因此，樁的承載力取決于樁身強度與地基承載力。當樁身強度大于地基承載力，樁的承載力由地基承載力確定；反之，樁身強度小于地基承載力，樁的承載力由樁身強度確定。前面的結論在孔底沒有沉渣情況下成立，對挖孔樁沉渣不是問題，而對于鉆孔樁。沉渣問題則是存在的。沉渣量過大，樁受荷時發生大量沉降，樁將失效。
　　
　　(一)地基承載力的確定
　　從樁的施工程序來講，在質量控制中，首先確保地基承載力符合設計要求，否則將使樁失效。地基承載力取決巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。如果施工地區處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在。如廣東某中學教學樓，其鉆孔端承樁48號樁，經抽芯檢驗。發現該樁的樁底坐落于軟土上，后經分析，該處地基存在夾層，在孔鉆至夾層上破碎巖石時，施工單位以為已到微風化巖石，而在此破碎巖石層下，由于地震構造運動破碎層下面還有一層軟夾層，致使抽芯時，發現樁底坐落于軟土上，樁承載力達不到設計要求。
　　
　　(二)樁身強度的控制
　　地基承載力符合設計要求，如果樁身強度不足，樁的承載力同樣得不到保證。因此，樁身強度是灌注樁質量控制的另一關鍵。樁身質量控制主要在于控制混凝土及鋼筋的質量。樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與混凝土質量。鋼筋籠的制作檢查，簡單明了，質量控制相對容易。而影響混凝土質量因素則很多，有些是可見的。有些是不可見的。在工程實踐中，不少灌注樁由于混凝土質量問題而使樁身強度達不到設計要求。因此，樁身質量的控制主要在于控制混凝土的質量。
　　混凝土的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的，因此監理必須對樁基工程的施工工藝、質量保證措施進行嚴格的控制，否則，起不到質量控制效果，工程驗收時，對樁基工程質量如何，沒有把握，檢測出現的問題亦無從分析。
　　1、人工挖孔灌注樁。人工挖孔樁混凝土缺陷主要產生于樁芯混凝土配合比及澆搗工藝。成孔時，在土層設置護壁，而在巖石層，孔壁巖石自然護壁，一般不存在孔壁質量對樁芯混凝土產生多大的影響。監理時主要控制混凝土的配合比及澆搗工藝，特別是有地下水時，水下部分混凝土的澆搗，必須嚴格控制水下混凝土配合比與水下導管灌注等。某住宅樓人工挖孔樁基礎4B樁，該樁混凝土強度等級要求采用C25，由于該樁孔水位高，出水量大，監理要求采用水下導管灌注，施工單位抱著試一試的態度，自行采用簡易串筒灌注，澆搗混凝土時，從孔底至上6m左右“混凝土”表面有很高的水位，澆搗人孔的混凝土遭受水的危害，砂漿稀釋、骨料下沉，造成混凝土嚴重離析，經檢測該樁樁身混凝土質量存在嚴重的問題。
　　2、鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁混凝土質量不僅與澆注工藝有關，還與成孔工藝有很大的關系。要確保樁孔成孔質量與灌注工藝的合理性，操作得當。鉆孔樁成孔質量在于控制樁徑不小于設計樁徑，護壁可靠不塌孔。為保證樁芯混凝土質量，必須對混凝土拌合物的質量和施工工藝進行嚴格控制：(1)混凝土的和易性。鉆孔灌注樁水下混凝土施工時必須嚴格控制混凝土的和易性，防止出現堵管、埋管，引起斷樁事故。監理時要注意監測混凝土坍落度，加強混凝土配合比控制。(2)控制導管埋深。導管埋深要控制在2—4m，使混凝土面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷人混凝土，防止提漏引起斷樁事故。
　　3、沉渣量的檢查。對摩擦樁來說，由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之問的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設計中端部反力不大，端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成樁受荷時發生大量沉降，同樣使樁的承載力降低。如某商住樓47號樁，單樁設計承載力為1800kN，實施靜荷載試驗時，當外荷載加至1500kN，樁就出現大量沉降，經多方面證實是因為樁端沉渣量過多，導致該樁失效，亦影響其它樁的評定。因此鉆孔灌注樁另一個控制的關鍵還在于沉渣量的檢查。
　　
　　二、灌注樁質量缺陷及防治措施
　　
　　(一)人工挖孔灌注樁
　　常見缺陷：樁身混凝土強度不足。主要原因：為混凝土遭受孔內水的危害，引起砂漿稀釋，砂石下沉，嚴重影響混凝土的強度。防治措施：(1)對于孔內有地下水，水位低、水量小的樁孔，在澆搗時把混凝土拌均，水抽干，可以采用串筒迅速澆搗，但是在水位以下部分，必須調整混凝土配合比，適當減少用水量并增加水泥用量等。(2)對于水位高、出水量大的樁孔，在水位下必須采用水下混凝土配合比與導管灌注法灌注，在水位之上，為了避免水下導管灌注通病——樁身上部混凝土強度低，則可采用簡單串筒澆搗，但是水必須抽干，泥漿、浮漿要清除干凈，兩種不同方法施工的交接層，用插搗器穿過反復插搗。
　　
　　(二)鉆孔灌注樁
　　1、樁底地基承載力不足。主要原因：樁端沒有支承在持力層上面。防治措施：這種情況一般出現在復雜地層，這種地層一般攝好取芯檢驗，如不能孔孔取芯，要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進情況(一般鉆進至微風化巖時，鉆頭不蹩鉆，主動鉆桿振動不很厲害，鉆進聲音感覺較好)、工程地質資料進行綜合考慮。
　　2、縮徑(孔徑小于設計孔徑)。主要原因：塑性土膨脹。防治措施：成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時間，孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹，如出現縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。
　　3、樁底沉渣量過大。主要原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或沒有進行二次清孔。防治措施：(1)認真檢查，采用正確的測繩與測錘。(2)一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥漿性能，延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行，準備一個清孔接頭，一頭可接導管，一頭接膠管，在導管下完后，提離孔底0.4m，在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點：及時有效保證樁底干凈。
　　4、鋼筋籠上浮。主要原因為：(1)當混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時，由于澆注的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠上浮。(2)由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時將導管底末端及時提到鋼筋底部以上，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移。防治措施：(1)灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注標高及導管埋深，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。(2)當發現鋼筋籠開始上浮時，應立即停止澆注，并準確計算導管埋深和已澆混凝土標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消除。
　　5、斷樁與夾泥層。主要原因：(1)泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，因此，在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內儲存大量混凝土，一旦流出其勢甚猛，在混凝土流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層。(2)灌注混凝土過程中，因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層和斷樁的原因。導管提漏有兩種原因：a、當導管堵塞時，一般采用上下振擊法，使混凝土強行流出，但如此時導管埋深很少，極易提漏。b、因泥漿過稠，如果估算或測混凝土面難，在測量導管埋深時，對混凝土澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導管提離混凝土面，也就產生提漏，引起斷樁。(3)灌注時間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管與導管拔不上來。引發斷樁事故。(4)導管埋得太深，拔出時底部已接近初凝、導管拔上后混凝土不能及時沖填，造成泥漿填入。防治方法：(1)認真做好清孔，防止孔壁坍塌；(2)盡可能提高混凝土澆注速度：開始澆混凝土時盡量積累大量混凝土，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力；快速連續澆注，使混凝土和泥漿一直保持流動狀態，可防導管堵塞。(3)提升導管要準確可靠，灌注混凝土過程中隨時測量導管埋深。并嚴格遵守操作規程。(4)灌注水下混凝土前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發現問題要及時更換。
　　綜上所述，混凝土樁質量控制的關鍵環節在于地基承載力的鑒定，審查混凝土施工工藝是否合理，掌握樁缺陷的防治措施。這樣才能對混凝土樁質量進行控制。達到質量控制的目