試論混凝土灌注樁施工質量與控制

臺州市建設工程質量檢測中心 陳 琦

隨著我國基建事業的不斷不斷發展，工業與民用建筑、橋梁、港口碼頭等高重建筑物的增多，鉆孔灌注樁作為深基礎，能適應于不同地質條件，承載力大，建筑費用低等優點，應用越來越廣泛。鉆孔灌注樁又能很好的將上部的荷載傳到深層穩定的巖土層上，從而減少基礎的沉降和建筑物的不均勻沉降，近年來被廣泛用于高層建筑、重型廠房、橋梁港口、碼頭、水利工程中。鉆孔灌注樁基施工中關鍵的一環，施工質量直接關系到成樁質量。因此，混凝土灌注施工質量問題，亟待探討、研究和解決。

1 鉆孔階段的質量控制

鉆孔階段是保證樁位、樁長、樁直徑和樁的傾斜度的關鍵階段。該階段的失敗，輕則會造成經濟損失，重則會造成重大質量事故，所以我主張從以下幾方面加強控制。

1）場地準備。合理安排生產和生活用房、施工便橋和便道，做好工地供電、供水的準備，平整場地、移拆場內障礙物，是為施工創造良好條件的必要準備仁作。鉆孔場地的平面尺寸應按樁基設計的平面尺寸，鉆機數量和鉆機底座平面尺寸，鉆機移位要求、施工方法以及其他機具設施布置等情況確定。2）根據樁徑、樁長和灌注量合理選擇導管、攪拌機、起吊運輸等機具設備的規格型號。導管吊放入孔時，應將橡膠圈或膠皮墊安放周密、嚴密、確保密封良好。導管在樁孔內的位置應保持居中，防止跑管，撞壞鋼筋籠并損壞導管。3）測量放樣。測量放樣工作是決定樁是否偏位的決定環節。建議架好全站儀后先用兩個(任選兩個，一般選擇對角兩個)控制樁來進行放樣工作，打設木樁，待全天需要放樣的樁位全部完成后改變全站儀位置，利用另外兩個控制樁立刻復測所放樁位。4）材料的選擇。水泥性能除應符合國家現行標準的要求外，其初凝時間用標準方法試驗不得早于2.5～3.5小時。混凝土的實際配制標號宜比設計標號提高10～15%。選用水泥標號時，應以能使所配制的混凝土強度達到要求、收縮小、和易性好和節約水泥為原則。混凝土的細骨料，一般應采用級配良好、質地堅硬、顆粒潔凈的河砂或海砂，河砂和海砂不易得到時，也可用山砂或用硬質巖石加工的機制砂。各類砂應分批檢驗，各項指標合格時方可采用。粗骨料的顆粒級配，可采用連續級配或連續級配與單粒級配合使用。

2 清孔階段的質量控制

清孔的目的是抽、換孔內泥漿，清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉淀土而降低樁的承載力。此外，清孔還為下一個工序灌注水下混凝土創造良好條件，使測深正確，灌注順利，保證混凝土質量。清孔時應注意以下事項：1）不論采用何種清孔方法，在清孔排渣時，必須注意保持孔內水頭，防治坍孔；2）柱樁應以抽漿法清孔，清孔后，將取樣盒(即開口鐵盒)吊到孔底，待灌注水下混凝前取出檢杳沉淀在盒內的渣土；3）用換漿法或掏渣法清孔后，孔口、孔中部和孔底提出的泥漿的平均值應符合質暈一標準要求；灌注水下混凝土前，孔底沉淀厚度應不大于設計規定。

3 鋼筋籠的質量控制

1）鋼筋的檢查。對鋼筋的檢查主要檢查鋼筋原材料、搭焊接頭和對焊接頭。鋼筋原材料主要檢查受拉和受彎，搭焊接頭主要檢查受拉，對焊接頭主要檢查受拉和受彎。鋼筋檢查要按批量進行，每一批鋼筋進場后都要按規范要求抽取一定數量的樣品進行檢杳。接頭焊接應每天抽取樣品進行檢查。2）鋼筋籠的制作。鋼筋骨架可用木卡板成型法、箍筋成型法、加強箍成型法或鋼管支架成型法，在箍筋圈上標出主筋位置，同時在主筋上標出箍筋位置，放好主筋長度范圍內的箍筋圈，將兩根主筋伸入箍筋圈內，照上述標記對準位置。3）確保保護層的厚度，防止鋼筋銹蝕，應在鋼筋骨架周圍主筋上每隔適當距離對稱設置混凝土墊塊或靠孔壁垂吊鋼管，墊塊直徑以能控制保護層厚度為準，但應略小，穿心孔直徑要略大于箍筋直徑，以便墊塊穿在箍筋上能轉動。

4 混凝土施工工藝

在灌注首批混凝土之前最好先配制0.1～0.3m3。水泥砂漿放入滑閥（隔水塞）以上的導管和漏斗中，然后再放入混凝土。確認初灌量備足后，即可剪斷鐵絲，借助混凝土重量排除導管內的水，使滑閥（隔水塞）留在孔底，灌入首批混凝土。在灌注過程中，做好施工記錄，將拆導管時間、長度與導管埋深準確記錄，指導混凝土灌注施工，以杜絕導管拔出混凝土面造成斷樁。同時，導管提升應豎直和緩慢，不要左右搖擺，以免因斷管、扣住鋼筋籠或泥漿滲入到混凝土中而造成斷樁等質量事故。在灌注過程中，還應隨時注意灌注每米樁的混凝土用量，并對每根樁的混凝土用量進行記錄，及時判斷是否發生塌孔及縮孔。如果中斷灌注超過半小時或確認發生塌孔、縮孔，必須立即采取補救措施或重新鉆孔。每根樁至少應作混凝土試件一組，其28d試壓強度作為質量評定的依據。灌注水下混凝土應迅速進行，防止坍孔和泥漿沉淀過厚。每根樁的灌注時間不能太長，盡量控制在8小時內完成；為防止頂層混凝土失去流動性，導管提升困難，每小時灌注高度最好不小于10m。

5 成樁質量控制措施

樁身上段強度的保證措施為保證樁身上段強度達到要求，應從下述幾方面采取相應的質量保證措施：1）工程施工前，應先做2個以上的試驗鉆孔，通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩定性和孔底沉淤等指標，用以核對所選設備、工藝方法是否符合技術要求。檢測時，孔壁的穩定時間應≮12h，檢測數目≮2個。對一些重要工程，可視情況相應增加測徑數量。2）護壁用的泥漿應滿足護壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有條件時，以高于地下水位2m以上更好。若護壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護壁性能差，而且因其容重較大，勢必產生沉淀速度過快的問題。一般來講，當在黏土或亞黏土中成孔時，可注入清水以原土造漿護壁，控制排渣泥漿的相對密度在1.1～1.2之間；當在砂性土質或較厚的夾砂層中成孔時，應控制泥漿的相對密度在1.1～1.3之間；在砂夾卵石或容易坍孔的土層中成孔時，應控制泥漿的相對密度在1.3～1.5之間。因此，必須著重控制水下混凝土的澆注質量，包括選好原材料、做好配合比、改進工機具、嚴格按操作規程施工等方面。3）完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業時間要緊湊，不宜過長；混凝土的漿體濃度要恰當，澆灌量不得低于設計值，不然會降低泥漿的置換率造成夾泥。4）在灌注過程中，要嚴格把握施工進度和時間，經常地略微提升導管，以使混凝土均勻注入。嚴格控制導管埋入混凝土的深度，每間隔15～20min，要對混凝土面和導管沉入深度進行一次測量和校核。5）樁身質量的驗收。灌注樁質量的檢驗內容和方法應符合規范的規定，通常檢測承載力采用樁荷試驗或大應變動測法，而檢驗樁身質量一般是通過對鉆芯樣實施超聲波檢測進行檢驗，抽查數量不少于總樁數的10%，若工程需要時，還可相應增加檢驗數量直至逐根檢查。鉆孔灌注樁有許多優點，但由于施工環節多，工藝復雜，成樁質量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴重時會導致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質量事故。為了確保成樁質量和樁基工程的安全，必須對鉆孔灌注樁的施工全過程進行嚴格的質量控制和檢測，發現問題及時采取措施予以補救。