鉆孔灌注樁施工探討

摘 要：鉆孔灌注樁屬于一種現(xiàn)場工業(yè)化的基礎工程施工方法。所需機械設備有螺旋鉆孔機、鉆擴機或潛水鉆孔機。

關鍵詞：電動鉆孔；灌注樁；基礎施工探討

中圖分類號：TU11文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2007）12-0288-02

鉆孔灌注樁是使用電動鉆孔機械鉆孔，待成孔深度達到設計要求后進行清孔、放入鋼筋籠，然后在孔內(nèi)灌注混凝土而成樁。

1 鉆孔灌注樁工藝過程

（1）螺旋鉆孔灌注樁施工工藝：鉆機就位后，用吊線、水平尺等檢查導桿，校正位置，使鉆桿垂直對準樁位中心。鉆孔時放下鉆機，使鉆桿向下移動至鉆頭觸及土面時，才開動轉(zhuǎn)軸旋動鉆桿，邊鉆邊進邊出土。當鉆到預定深度后，必須在原深處進行空鉆清土，然后停鉆提起鉆桿。樁孔鉆成清孔后，應盡快吊放鋼筋，灌注混凝土不要隔夜，灌注混凝土時應分層進行。

（2）大直徑鉆孔擴底灌注樁施工工藝：場地平整→放樁位線→鉆孔機就位→機械鉆直孔→人工清直孔及擴孔→擴孔清底→檢查→放鋼筋籠→灌注混凝土。大直徑鉆孔灌注樁一般是指樁身直徑大于700mm，用機械或人工成孔，在孔內(nèi)灌注混凝土而成的樁，如果樁底部再進行擴大，則稱大直徑鉆孔擴底灌注樁。

2 鉆孔灌注樁施工要點

2.1 成孔的垂直度

鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要指標，垂直度的檢測應該是保證樁身質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為避免鉆孔傾斜，在鉆機就位和鉆孔過程中，要隨時注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾正。對于地基不均勻，土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必須作好準備。在不均勻地層中鉆孔時，使用自重大的鉆機和剛度大的鉆桿則較為有利。進入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時，鉆速要打慢檔。處理大孤石和堅硬巖石，采用自重大的復合式牙輪鉆或換用沖擊鉆都是有效的方法。導正裝置經(jīng)工程實踐表明，也是防止孔斜的簡單有效的方法。

2.2 成孔的深度

(1)如測量有誤達則不到設計深度。一般施工隊伍常用的測繩一經(jīng)水泡就會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，有的收縮量可達1%左右，測50m的孔就會產(chǎn)生0.5m左右的誤差。采用細鋼絲測繩要當心數(shù)標松動錯位。徹底避免誤測的辦法是在施工現(xiàn)場或附近地面上設置長度標記作為準繩，每次終孔一定把測繩拿去核實。

(2)鉆孔入巖深度達不到設計要求。更多的是由于地層分布不均勻，如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導致判斷失誤。入巖深度的控制因鉆孔工藝不同而有所區(qū)別。反循環(huán)工藝和沖擊鉆成孔的樁，可采用巖樣鑒別法。此外，還需注意每個樁的入巖和終孔的巖樣最好留樣備案，直至工程使用正常，沉降穩(wěn)定。

2.3 鉆孔的孔徑

在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的粘性土和粉土中鉆孔容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。尤其要重視液性指數(shù)IL＞0.75呈現(xiàn)軟塑狀態(tài)和流塑狀態(tài)的粘性土，而在IL＞1.0呈流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)軟土層成孔縮孔現(xiàn)象更不可避免。與孔徑有關的質(zhì)量問題有：

(1)由于孔徑小于規(guī)范要求，樁的截面縮小，承載能力降低，實際上降低了樁的安全系數(shù)。

(2)軟弱土層一般都在地層上部，縮頸現(xiàn)象也發(fā)生在此段，而樁的內(nèi)力也是上段大，容易造成樁身抗壓強度不夠而破壞。

(3)由于孔徑達不到要求，導致鋼筋籠無保護層，樁的抗壓彎能力消弱或喪失。

2.4 孔內(nèi)的泥漿

在鉆孔灌柱樁的施工中，，泥漿質(zhì)量差，會形成如下的不良后果：

(1)形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脫落，導致孔壁穩(wěn)定性差，在砂性土地層易于塌壁，在流塑狀粘土層則易于縮孔。

(2)泥漿稠度大、比重大，含砂率高，形成的泥皮質(zhì)量差、厚度大，大大降低樁的側(cè)摩阻力。

(3)稠漿在鋼筋籠鋼筋上沉積粘附，導致鋼筋與砼握裹力降低。泥漿比重過大，使得砼水下灌注阻力增大，降低砼的流動半徑，使砼骨料大部分堆積在樁芯部位，而鋼筋籠外幾乎無骨料，不僅樁身質(zhì)量不好而且樁的側(cè)摩阻力也難以發(fā)揮。故對泥漿質(zhì)量的管理決不是個小問題，一定要嚴格要求施工單位按規(guī)范要求嚴格控制。

2.5 孔內(nèi)的沉渣與沉淤

沉淤的控制主要是提高泥漿質(zhì)量和減少空孔時間。沉渣的清除采用反循環(huán)成孔工藝能達到較好的效果速度能達到2~3m / s. 是正循環(huán)的40倍以上，故攜渣能力強。為此，可采用正循環(huán)成孔，反循環(huán)清孔的工藝。此法現(xiàn)場只需增加一臺6m3的空壓機即可，費用不大，簡便易行，效果良好。

無論采用反循環(huán)還是正循環(huán)成孔工節(jié)，都應重視砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分鐘左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導致一部分沉渣、沉淤上浮，而且短時間內(nèi)不會沉淀。此時灌注砼，砼墜落的巨大沖擊力還能濺除最后殘余的部分沉渣與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。

2.6 混凝土的灌注

成孔后孔內(nèi)混凝土的灌注是最后一道也是最關鍵的一道工序。

在保證混凝土質(zhì)量合格的前提下，導管法水下灌注混凝土質(zhì)量難以控制的主要原因是：1）不能象上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗；2）由于導管埋在泥漿和混凝土中，混凝土的灌入阻力是相當大的，灌入阻力可按下式估算：R=π(D2-d2) (L1rw+L2rh)/4式中；D為樁直徑；d為導管直徑；rw為泥漿重度；rh為砼重度。

要克服很大的灌入阻力保證混凝土樁身質(zhì)量，必須有相當大的沖擊力，沖擊力越大，完成混凝土灌注的時間越短，砼樁身越均勻。由于混凝土是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒徑則摩擦系數(shù)不一樣，因此僅靠靜力平衡產(chǎn)生的超壓力緩慢流淌，則易造成混凝土粗骨料在樁芯堆積，隨半徑增大而遞減。樁身不勻，則影響樁身混凝土的抗壓強度和樁的承載能力。

目前最常見的水下砼灌注法有如下缺點：

(1)砼料落入導管中不連續(xù)，形不成較大的沖擊能量，使砼沒有足夠的力量向四周擠壓、擴散，樁的摩阻力嚴重降低。此外，還容易使樁身不均勻。

(2)砼料絕大多數(shù)要經(jīng)過反彈再落入導管，容易造成砼離析和堵管。

(3)吊臂上下移動速度慢，產(chǎn)生不了大的加速度，因此砼料的下落沒有足夠的超壓，造成砼料的導管附近堆積成鐘形斷面。由于不能將隔漿層水平頂升，在鐘形斷面塌落時容易裹入泥漿，造成夾泥芯。

(4)由于導管上下移動次數(shù)過于頻繁，使得泥漿不斷沿導管壁滲入砼中，影響樁身砼質(zhì)量。

鑒于以上缺點，在施工中宜采用大體積砼沖擊灌注法。但用大體積砼沖擊灌入法應注意以下幾個問題：

(1)必須注意排氣技術(shù)，防止形成氣堵，使砼料灌不下去。

(2)砼料最好通過網(wǎng)篩（網(wǎng)眼8~10cm左右）進入料斗，防止夾雜大直徑塊石、水泥塊等造成卡管。

(3)砼和易性要好，如砼離析，則容易在料斗下部和出料口處形成堆積，導致出料困難，同時也容易堵塞導管。

(4)砼灌注時，吊車司機的配合也至關重要。當打開活門砼料下落時，必須隨砼料的下落不斷向上提動導管，提動量要小，注意掌握時機。

(5)當砼灌注到樁頂部位時，為了保持足夠的沖力，必須注意導管要留有一定的長度，一般為10m左右，灌注時及時上撥，保證高度產(chǎn)生沖力，使樁頭部分的砼質(zhì)量不至降低。

3 提議重視的幾點建議

綜上所述，為了不斷提高建設工程鉆孔灌注樁的質(zhì)量，施工中應從以下幾個方面進行嚴格控制并不斷進行研究、改進和提高：

（1）對施工單位鉆孔設備鉆頭的切削性能、泥漿的處理設備等與施工效率和質(zhì)量有關的機具、儀器等都應進行檢查。

（2）不同的施工方法其效率和質(zhì)量有很大的差異，施工時應從施工方法著手進行預先控制。

（3）認真研究質(zhì)量檢測設備的準確性和可靠性，如大小應變動測的適用范圍等。檢測結(jié)果不準確易引起糾紛，處理不當會降低安全度，留下工程隱患。

（4）提高和完善管理水平，應強調(diào)過程控制和事前控制為主，建議擬定系統(tǒng)化的動態(tài)管理制度和方法。

（5）健全質(zhì)量管理制度、提高質(zhì)量意識，樹立質(zhì)量第一的和預控為主的觀念不斷更新質(zhì)量理念。

相信不久的將來，鉆孔灌注樁的施工技術(shù)將進一步日臻完善并在建筑領域內(nèi)得到更廣泛的應用。