淺議沖擊鉆孔灌注樁質量控制

匡小慧

中鐵十五局集團有限公司，河南 洛陽 471013

隨著科技的發展，樁基施工質量要求越來越高，樁基檢測手段也越來越先進，為保證樁基質量，施工中應加強各工序質量控制并對質量通病進行預防與處理。河南平臨高速公路有鉆孔樁近千根，由于數量多，工程量大，業主和施工隊伍都很重視鉆孔樁施工，該項目主要采用沖擊鉆成孔，下面主要從鉆孔、泥漿性能、鋼筋加工、砼灌注、常見質量通病的預防和處理等幾個主要方面介紹。

1 鉆孔

1.1 測量放樣

開鉆前進行樁位精確放樣，并設十字交叉護樁，護樁要穩固，不得移位和丟失，直至成孔。成孔后要在下鋼筋籠時及時復核。

1.2 固定鉆機

鉆機底架應墊平穩，鉆機兩端應用纜風繩對稱拴牢、拉緊，確保防沖孔過程中不發生偏移和沉陷。

鉆機就位后，調平機座，認真量測檢查鉆頭中心與護筒中心是否在一條鉛垂線上，與孔位中心的偏差是否在規范允許范圍之內。

1.3 鉆孔

1）開鉆前在護筒內多加一些粘土，若土質疏松，則混雜一定數量的小片石，借鉆頭沖擊力把泥膏、石塊擠向孔壁（沖擊鉆），以加固孔壁。

把鉆頭吊起徐徐放入護筒內，對正樁位，啟動泥漿泵和轉盤，等泥漿輸到孔內一定數量后，方可開始鉆孔。具有導向裝置的鉆機開鉆時，應慢速推進，待導向部位全部鉆進土層后，方可全速鉆進。鉆進中經常檢查轉盤，如有傾斜或位移，及時調整糾正。經常對泥漿質量進行試驗測定，及時調整，確保護壁良好，鉆進順利；

2）鉆孔須連續進行，不得間斷，視土質及鉆進部位調整鉆進速度，不得過猛或驟然變速，以免碰撞孔壁或護筒，或因提速過快而造成負壓引起坍孔。開始鉆進及護筒刃腳部位或砂層、卵礫石層中時，應低檔慢速鉆進。鉆進過程中，要確保泥漿水頭高度高出孔外水位0.5m以上，泥漿如有損失、漏失，應及時補充，并采取堵漏措施。鉆進過程中，每進2m～3m應檢查孔徑、豎直度，在泥漿池撈取鉆渣，以便和設計地質資料核對；

3）鉆進過程中，必須勤松繩，防止打空錘，要使鉆頭沖擊新鮮地層。

1.4 泥漿制作

鉆孔灌注樁在鉆孔過程中需要用泥漿護壁。理論研究以及工程實踐均表明護壁泥漿質量的好壞將直接影響到樁端沉渣厚度和樁側泥皮厚度，可能造成坍孔事故并造成樁基夾泥，進而影響樁基質量。本工程因無特殊要求，故采用普通泥漿。

1）對樁身自身強度的影響機理

在砼灌注階段，性能不好的泥漿的液柱靜切力對砼面上升起阻礙作用，容易造成混漿，即樁身砼中夾雜泥漿，從而影響樁身砼強度，甚至造成斷樁。

2）泥漿的性能指標

鉆孔樁泥漿的主要性能有泥漿密度、黏度、靜切力、含砂率、膠體率、失水率、酸堿度等。每一個性能指標的變化都直接影響到機械鉆速、孔壁穩定、孔內凈化、鉆頭壽命和預防孔內事故等一系列的成孔工藝問題，直接影響孔深、孔徑、垂直度、泥皮厚度和孔底沉渣厚度等，特別對超長大直徑鉆孔樁影響更顯著。在泥漿性能指標中最主要的是密度指標。泥漿密度的大小決定于泥漿中固相物質的含量和固相的密度。如果泥漿密度過小，泥漿護壁就容易失去阻擋孔壁土體坍塌的作用，造成坍孔。如果泥漿密度過大，雖能維持鉆孔和地層間壓力的平衡，維護孔壁的穩定，加大懸浮鉆碴的能力，但同時也會造成泥漿中無用固相含量較多，附著在孔壁的泥皮過厚，造成清孔困難，甚至還會使泥漿泵產生堵塞，使砼的置換產生困難。同時，泥漿中無用固相含量過高時，使得巖屑顆粒重復破碎，導致設備磨損過大和工效降低。

本工程的地質情況見表1。

表1 土層分布表

本工程泥漿性能指標見表2。

表2 泥漿性能指標

2 鋼筋籠制作及吊裝

1）鋼筋籠骨架分段焊接，長度由起吊設備的高度控制，鋼筋籠的接長，采用搭接焊。為保證焊接時的搭接長度和質量，在加工鋼筋籠時，對鋼筋籠節間搭接的鋼筋長度作調整，確保搭接長度不小于10倍的鋼筋直徑或設計值；

2）清孔完畢，吊裝鋼筋籠。下鋼筋籠前恢復中線，嚴格對中，鋼筋籠標高偏差不得大于±5cm；

3）鉆孔樁聲測管在吊放鋼筋籠的同時進行安裝，按設計位置用鐵絲綁扎固定在鋼筋籠上。聲測管間距要均勻，以免影響聲測結果。鋼筋籠四周設置砼墊塊保證鋼筋籠外側保護層厚度均勻；

4）鋼筋籠吊裝完成后，調節鋼筋籠的上下位置，將吊筋固定在鉆機架或特設固定架上，防止砼灌注時，鋼筋籠上浮或下沉。

3 水下灌注砼

灌注水下砼，是保證鉆孔樁質量的關鍵工序和最后環節。

1）嚴格控制砼的拌制質量，嚴格按照批準的配合比進行拌合，拌合時嚴格控制材料計量、拌合時間、準確的砼水灰比、和易性和坍落度，使坍落度滿足設計要求在18cm～22cm范圍內。首盤砼灌注時，計算好首批砼數量，配置相應體積的漏斗，保證將導管埋深大于1m。

2）采用大內徑導管一般為35cm，導管使用前要進行閉水試驗（水密、承壓、接頭抗拉），進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深1.3倍的壓力，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注砼時最大內壓力P的1.3倍，P可按下式計算：

式中：P——導管可能受到的最大內壓力（kPa）；

γc——砼拌和物的重度（取24KN/m3）；

hc——導管內砼柱最大高度（m），以導管全長或預計的最大高度計；

γw——井孔內水或泥漿的重度（KN/m3）；

Hw——井孔內水或泥漿的深度（m）。

灌注之前，要檢測導管內水頭和孔內水頭差，如導管內水頭高于孔內水頭，則說導管漏氣產生了毛細現象。導管應居中穩步沉放，嚴禁碰觸到鋼筋籠，以免導管在提升中掛鋼筋籠，導管可吊掛在鉆機頂部滑輪上或用卡具吊在孔口上，導管底部距孔底的距離應符合規范要求，一般為0.4m。澆注過程中導管內應始終充滿砼，且有專人測量孔深，提供導管埋置深度和提升、拆除導管節數的可靠依據，導管埋深一般在2m～6m之間，孔內砼接近樁頂時，由于砼超壓高度減少，導管埋置深度也相應減少，但一般不應小于2m；

3）灌注過程中保持孔內水頭高度，防止坍孔；

4）砼灌注應連續進行，不能間斷。嚴禁導管提出砼面，在計算了已灌砼量及量測了孔中砼面深度后，才可緩緩平穩提升，出現特殊情況必須中斷時，在此期間要不時上下抖動導管。

4 常見質量問題預防及處理

4.1 堵管預防及處理

導管在安裝時應確保每個接頭嚴密，使用前進行氣密試驗，密封圈應堅持一次一換，嚴格控制首批砼灌注時導管懸空在40cm左右。在灌注過程中應采取控制砼輸送車下料時間措施，保證砼灌注不出現長時間間斷，并通過上下抖動導管方式降低堵管發生可能。灌注時如出現砼堵塞現象時，上下抖動導管幅度不宜過大，以防止導管下部砼和導管內部砼被振搗密實及離析現象，造成再次堵塞導管。

如堵管時間不長，可采取二次灌注。即將整根導管全部提升拔出，立即將導管內砼清除，然后將導管底用塑料薄膜扎封，將整根導管迅速下落，檢測導管下落入堵管前砼面內的深度，如深度在1m以上，即可進行二次灌注。

4.2 導管掛籠預防及處理

下籠前對加工成型鋼筋籠進行檢查，對突起鋼筋、鐵絲進行認真清理。導管上下移動采用限位板保證導管始終在鋼筋籠中心。

出現掛籠后立即停止砼灌注，可采用一臺挖掘機下壓導管30cm左右，立即采用大噸位吊車（視情況而定）迅速上提導管，但要保證砼埋深2m。

4.3 鋼筋籠上浮預防及處理

盡量縮短砼的灌注時間，減小砼從導管底口出來后向上的沖擊力，并摻加緩凝劑增大其流動性。灌注時，砼面距鋼筋籠底口1m左右時灌注速度應適當放慢。

若發現鋼筋籠有上浮傾向，采取上提導管埋深和減慢砼灌注速度的措施。當鋼筋籠出現上浮時，立即停止灌注砼，利用護筒、鉆機等設施對其進行控制。當上浮高度較小時，控制住后，放慢速度繼續澆注。

5 結論

在河南平臨高速公路近千根樁基施工中，由于鉆孔、泥漿性能、砼灌注、鋼筋加工等幾個關鍵環節控制得當，對灌注中可能出現的問題和常見質量通病采取了預防措施，所有樁基經聲測并經鉆芯取樣全部合格，既避免了返工浪費，又保證了工程進度。

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[2]張彥，文潔平，謝偉英.東沙大橋主橋樁基泥漿維護使用及泥漿循環系統[J].公路.

[3]吳鵬.巖土工程學報.淺談泥漿護壁鉆孔灌注樁的施工工藝和質量控制.

[4]楊九元.淺談泥漿護壁鉆孔灌注樁的施工工藝和質量控制.