淺析鉆孔灌注樁的質量控制

陳國平，李潔仙

（上海西部市政工程有限公司，上海市 201700）

0 引言

鉆孔灌注樁基礎作為深基礎的一種，廣泛應用于城市建筑和公路、城市道路橋梁工程的基礎，它具有很多優良的特點，比如承載力高、穩定性好、適應性強、施工噪聲小，對鄰近建筑物的影響小等，所以在上海地區得到了特別的應用。鉆孔灌注樁雖然技術比較成熟，但是它在地下而且在水中成孔，屬隱蔽工程，影響鉆孔樁施工質量的不可預見因素較多，極易出現各種缺陷，所以必須對施工過程每一個環節都要嚴格要求，對各種影響因素都必須詳細考慮，如地質因素、鉆孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注混凝土等，若稍有不慎或措施不當，就會發生缺陷樁等質量事故。眾所周知，出現不合格的基礎樁將會加大投資，延誤工期，給工程項目帶來損失；另外，鉆孔灌注樁的施工質量直接影響到上部結構的穩定和安全，所以在鉆孔灌注樁施工過程中要堅決杜絕缺陷樁的發生，在施工過程中必須嚴格按照上海市工程建設規范《鉆孔灌注樁施工規范》（DG/TJ 08-202-2007）及《城市橋梁工程施工質量驗收規范》（DGJ 08-117-2007）中的規定，對每一道工序進行嚴格核驗。質量控制在《質量管理體系》（GB/T19001-2008）中是這樣定義的：質量控制是質量管理的一部分，致力于滿足質量要求。鉆孔灌注樁的質量控制是由對投入的資源和條件的質量控制（事前控制）進而對施工過程各個環節質量進行控制（事中控制），直到對已完產品的質量檢驗（事后控制）為止的全過程系統控制。本文結合鉆孔灌注樁的多種影響因素及施工工藝，詳細分析和論述事前、事中、事后施工質量控制。

1 事前質量控制

1.1 嚴格選擇施工隊伍

審查分包企業資質和施工作業人員操作證是否符合要求、是否有能力保證按要求完成工程施工，確認符合要求及有能力完成的才可允許分包商進場。

1.2 編制切實可行的施工組織方案

要做好施工組織方案報批和報審，方案主要內容如下。

（1）樁位施工順序的安排。主要是樁位成樁先后次序，按照混凝土剛灌注完畢的鄰樁旁成孔時，其安全距離不應小于4倍樁徑，或最少間隔時間不應少于36 h來排序。

（2）施工機械的選擇。上海地區地勢平坦，河道縱橫，黏性土土層普遍較厚，橋梁的孔徑一般在80～200 cm、孔深在100 m以內，非常適宜正循環鉆孔機操作施工。在實際施工中也多數采用正循環鉆機鉆孔；另外，根據樁的數量、平面布局、工期等來確定鉆機的數量，再依據鉆機數量來確定供水、供電等配套設施。

（3）灌注樁施工工藝確定。主要是成孔、成樁各工序的操作工藝，它是方案的核心。工藝流程見圖1。

1.3 組織交底和檢測

施工前組織相關人員進行施工圖技術交底及施工方案交底，施工負責人根據已批復的施工組織方案組織實施，并做好原材料檢測工作。

1.4 制定灌注樁事故隱患處理的預案

為了把質量事故消滅在萌芽狀態，這項工作十分重要。影響鉆孔灌注樁施工質量的不確定因素較多，必須做到預防為主，嚴格控制，確保鉆孔樁施工質量符合設計及施工規范要求。灌注樁施工中常見問題及處理方法匯總見表1。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程圖

2 事中質量控制

2.1 場地平整及水上作業平臺

按平面布置圖的要求做好施工現場的施工便道、供水供電、泥漿池和沉漿池等泥漿循環系統；在河道中施工鉆孔灌注樁須搭設水上作業平臺。

2.2 測量定位

這項工序比較重要，必須做到放樣與復核兩個過程。兩個過程不能為同一人操作，必須兩人以上，且結果要一致，這樣的結果才能有足夠的可信度。

2.3 埋設護筒[1]

2.3.1 深水護筒

適用于水深大于3 m的深水河道、有通航要求的河道及有泄洪要求的河道，不可用土填筑來埋設護筒，只能搭設水上工作平臺，此時的護筒底端進入不透水黏土層1.0～1.5 D（見圖2）。

2.3.2 挖埋式護筒

適用于一般平地上，入土深度為1.5 m。當碰到雜填土時，護筒埋設深度應超過雜填土埋深，護筒底口埋入深度大于20 cm，有障礙的樁位須清理后再埋設護筒。護筒上開設溢漿口，并在其周圍用黏土分層，對稱回填、夯實。

表1 事故隱患處理預案對策表

圖2 深水護筒

2.3.3 填筑式護筒

適用于樁位處地面標高與樁頂標高高差1.5～2 m，入土深度為1.5 m。

2.3.4 圍堰筑島護筒

適用于淺水區域或流速較慢的水域，島面宜高出施工期間最高水位0.7 m；若島底河床為淤泥或軟土，應挖除用砂土替換；若淤泥或軟土替換工作量大，則用長護筒將其埋入河床不透水黏土層中。島上回填黏性土的護筒入土深度為1.0～1.5 D(D為護筒的外徑)，砂性土的護筒入土深度為1.5～2.0 D。

2.4 灌注樁的成孔

開始鉆孔時，應稍提鉆桿，在護筒內打漿，開動泥漿泵進行循環，待泥漿均勻后，再開始鉆進，進尺應適當控制。在護筒刃腳處，應低檔慢速鉆進，鉆至刃腳下1 m后，方可按土層情況正常速度鉆進。在鉆進過程中，鉆機的主吊鉤應始終吊住鉆具，不使鉆具的全部重量由孔底承受。鉆孔時應隨時注意地質和水位變化情況，同時按土層土質情況控制鉆進速度。

2.5 灌注樁的清孔

在鉆孔深度達到設計標高后應對終孔進行檢查，檢查內容包括孔深、孔徑和傾斜率，檢查方法采用測繩和測錘。當遇到縮徑時，宜采用上下反復掃孔的方法消除縮徑，隨后應量測泥漿性能，只能在泥漿性能符合規范要求后方可清孔。如泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，在施工中會經常發現導管堵塞，流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還不行，最后只好提取導管上下振出。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泛上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層。在吊入鋼筋骨架和灌注混凝土導管安裝完成后，進行第二次清孔，應再次檢查泥漿性能指標和孔底沉渣厚度，符合要求后方可灌注水下混凝土。相對于摩擦樁來說，由于其受力原理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力和依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設計中要求端部反力不大，端部的沉渣量對樁承載力也影響不大，而對于設計為端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成樁受荷時發生大量沉降，使樁的承載力失效，這在工程中危害極大。

2.6 灌注樁的混凝土澆注

在檢查完鋼筋籠后，灌注水下混凝土前，必須嚴格控制混凝土配合比，實測混凝土坍落度，在坍落度過大時會發生離析現象，使粗骨料相互擠壓堵塞導管，坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而堵塞導管，會導致卡管事故，造成斷樁。所以嚴格控制混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類斷樁的重要措施。

鉆孔灌注樁中，水下混凝土的灌注是質量控制中關鍵工序之一。首批灌注混凝土的數量應能滿足導管首次埋置深度和填充導管底部的需要。在灌注過程中，導管的埋置深度宜控制在2～6 m，如導管埋深較大且混凝土灌注過鋼筋籠時，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，如果此時導管底端未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開，同時也帶動鋼筋籠上移。如果導管埋深較淺，一旦導管堵塞時，通常采用上、下振擊法，使混凝土強行流出，這時極易提漏形成斷樁。在灌注過程中還應控制混凝土的灌注速度，當混凝土頂面距鋼筋籠底部1 m時，應降低混凝土灌注速度，如速度過快會使從導管流出的混凝土沖擊力增大，推動鋼筋籠上浮。當混凝土上升到骨架底口4 m以上時，提升導管，使其底部高于骨架底部2 m以上，即可恢復正常灌注速度。同時還應控制混凝土的灌注時間，如灌注時間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增加，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，使得混凝土灌注極為困難，容易形成堵管或導管拔不上來，引發斷樁事故。

混凝土灌注結束后，先要核測樁頂標高，然后核對混凝土灌注數量，來確定所測樁的高度是否正確。

3 事后質量控制

對已完的鉆孔灌注樁進行質量檢測和驗收，是施工工藝中的最后一道工序，也是事后質量控制一項重要工作內容。檢測按《基樁低應變動力檢測規程》（JGJ/T93）、《基樁高應變動力檢測規程》（JGJ106）的有關規定進行，目前基樁低應變檢測采用聲測管預埋的辦法，布置呈等邊三角形；高應變采用靜荷載試驗法。鉆孔樁的低應變（即無損檢測）是確保施工質量的一個重要技術手段，要求逐根進行超聲波的檢測，同時對每單位工程鉆孔樁要求按5%且不小于5根的樁做靜載試驗（即大應變），以確保成樁質量及工程的安全性。

4 結語

鉆孔灌注樁的施工質量控制實行“事前預防為主，事后處理為輔”的原則，即在施工前做好準備工作，制定相應的防范措施，而且要有較強的責任心。由于地下不可見因素較多，在灌注中發生故障時，應及時查明原因，合理確定處理方案，然后進行處理，并及時總結經驗教訓，以防在今后的工作中再次發生類似情況。

[1]楊文淵.簡明公路施工手冊[M].北京：人民交通出版社，1990.