旋挖鉆孔灌注樁施工質量問題分析及相關措施

阮躍平

廈門市開元國有資產投資有限公司（361000）

旋挖鉆孔灌注樁施工質量問題分析及相關措施

阮躍平

廈門市開元國有資產投資有限公司（361000）

這里主要探究旋挖鉆孔灌注樁試樁施工情況及通病現象，提出相應的措施與對策。

旋挖鉆孔灌注樁;技術；措施

0 前言

旋挖鉆孔樁施工工藝是利用筒式鉆頭底鉆部的斗齒，切削土體，并壓入容器內，然后由自動伸縮鉆桿傾倒鉆土體，如此反復完成成孔作業，大大提高了成孔效率。另外，旋挖鉆機成孔時不需要泥漿循環護壁，它只需要泥漿靜壓護壁，孔壁鉆幾乎不形成泥皮，泥漿主要作用是平衡孔壁內外的水壓力差值，并且泥漿可重復利用，大大降低了泥漿的使用量，從而利用旋挖鉆機成孔的灌注樁可提高基樁的承載力[1]。

1 問題提出

旋挖鉆孔灌注樁是一種深入地下的隱蔽工程，場地的地質條件變化很大，目前勘察技術還有一定的局限性，影響施工的因素較多，如果完工檢查才發現質量不合格，補救處理較難，其質量不能直接進行外觀檢查。如果上部工程完成后發現樁的質量問題，要采取必要的補救措施以消除隱患是非常困難的。所以在施工的全過程中，必須采取有效的質量控制措施，在施工前必須找出常見質量問題及解決方案，以確保灌注樁質量完全滿足設計要求。

2 旋挖鉆孔灌注樁簡介

旋挖鉆孔灌注樁是鉆(沖)孔灌注樁的一種施工形式。旋挖樁機成孔首先是動力頭轉動底門鑲嵌斗齒的筒式鉆斗切削巖土,并將原狀巖土裝入斗內,然后再由鉆機卷揚機和伸縮鉆桿將鉆斗提出孔外卸土，這樣循環往復，不斷地取出卸土，直到鉆至設計深度，對黏結性好的巖土層，可采用干式或清水鉆進工藝，無需泥漿護壁。而對于松散易坍塌地層，或有地下水分布，孔壁不穩定，必須采用靜態泥漿護壁鉆進工藝，向孔內投入護壁泥漿或穩定液進行護壁，是樁基礎的一種型式。適用范圍：不宜用錘擊樁、靜壓樁、人工挖孔樁的地方，地質有較厚的軟或硬夾層，且地下水位較高容易引起流砂或塌方的地方。

優點：成樁速度快，省材成本低;對周圍環境、鄰近建筑物、己成樁影響小，可以按設計要求完成樁長、樁徑數據比例，樁端可以入巖，單樁承載力大，適應范圍廣。

缺點：成樁要求操作嚴格，工藝復雜，人為因素影響較多，質量事故率較高;施工時間較長，成樁后需專業養護，不能很快承受上部荷載;軟土層施工過程中在工地排出不少泥漿，很難做到文明施工。

3 旋挖鉆孔灌注樁在施工中常見通病的表現形式

旋挖鉆孔灌注樁在施工過程中經常會出現的問題包括：樁位、樁徑、樁斜、樁長、樁底沉渣厚度、樁頂浮渣厚度、樁的結構、混凝土強度、鋼筋籠，以及是否有斷樁、夾泥、蜂窩、空洞、裂縫等現象。采取怎樣的預防措施,來解決這些施工過程中的質量問題，是我們探討的重點。

4 標準規范對旋挖鉆孔灌注樁施工中的要求

根據《建筑樁基技術規范》(JGJ 94-2008)，《建筑地基基礎工程施工質量驗收規范》GB 50202-2002等，鉆(沖)孔灌注樁施工應符合下列規定：

1）灌注樁成孔施工的允許偏差應滿足的要求。

2）施工中應對成孔、清渣、放置鋼筋籠、灌注混凝土等進行全過程檢查，嵌巖樁必須有樁端持力層的巖性報告。

3）泥漿護壁應符合下列規定：

①在容易產生泥漿滲漏的土層中應采取維持孔壁穩定的措施。

②在清孔過程中，應不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

4）灌注水下混凝土的質量控制應滿足下列要求：

①導管埋入混凝土深度宜為2～6 m。嚴禁將導管提出混凝土灌注面,并應控制提拔導管速度，應有專人測量導管埋深及管內外混凝土灌注面的高差，填寫水下混凝土灌注記錄。

②灌注水下混凝土必須連續施工，每根樁的灌注時間應按初盤混凝土的初凝時間控制，對灌注過程中的故障應記錄備案。

5）鉆孔達到設計深度，灌注混凝土之前，孔底沉渣厚度指標應符合下列規定：

①對端承型樁，不應大于50 mm；

②對磨擦型樁，不應大于100 mm；

③對抗拔、抗水平力樁，不應大于200 mm。

5 旋挖鉆孔灌注樁施工中質量通病原因及預防措施

5.1 樁位

1）原因分析。施工現場泥漿較多，樁位定好后，無法長期保存，護筒埋設以后尚需校對。

2）預防措施。可采取精密測量方法，即用經緯儀定向、鋼皮尺測距的辦法定位。護筒埋設時，再次進行復測。采用焊制的坐標架校正，護筒中心同樁位中心保持一致。

5.2 樁抖

1）原因分析。埋設護筒采用護筒內徑上下兩端十字交叉法定心，通過兩中心點，能確保護筒垂直。

2）預防措施。鉆機就位后，鉆斗置護筒中，測量四周離護筒距離確保居中，鉆機調平，控制鉆桿垂直度，保證孔斜率小于1%。發現孔斜過大，立即采取糾斜措施。

5.3 樁徑

1）原因分析。根據地層情況，合理選擇鉆頭直徑，對樁徑控制有重要作用。在黏性土層中鉆進，鉆孔直徑應比鉆頭(旋挖斗)直徑大5 cm左右。在砂層、砂卵石等松散地層，為防止坍塌掉塊而造成超徑現象，應合理使用泥漿。

2）預防措施。使用旋挖鉆機施工，由于其旋挖斗反復上下鉆、取土，可以確保孔壁平整、直立，不致發生縮徑。

5.4 樁長

1）原因分析。施工中對地面導墻標高與各項設計高程都要弄清，正確進行換算。土層中鉆進，錐形鉆頭的起始點要準確無誤，根據不同土質情況進行調整。機具長度丈量要準確。

2）預防措施。旋挖鉆機成孔時可以準確地掌握立軸長度數據，從而準確地掌握鉆孔深度。

5.5 樁底沉渣

1）原因分析。土層、砂層鉆進方法清孔。應合理選擇泥漿性能指標，換漿時返出鉆孔的泥漿比重應小于1.25，才能保持孔底清潔無沉渣。

2）預防措施。清孔確有困難時，孔底殘留沉渣厚度，應按合同文件規定執行，防止沉渣過多而影響樁長和灌注混凝土質量。做好一次清孔，為了縮短清孔與灌注之間的時間,采用灌注管進行清孔，可大大降低渣土沉淀的機會，從而有效控制樁底沉渣厚度。

5.6 樁頂

1）原因分析。灌注的混凝土，通過導管從鉆孔底部排出，把孔底的沉渣沖起并填補其空間。隨著灌注的繼續，混凝土柱不斷升高，由于沉渣比重比混凝土小，始終浮在最上面，形成樁頂浮渣。浮渣的密實性較差，與混凝土有明顯區別。

2）預防措施。當混凝土灌注至最后一斗時，應準確探明浮渣厚度。計算調整末斗混凝土容量。灌注完以后再復查樁頂高度，達到設計要求時將導管拆除，否則補料。

5.7 混凝土強度

1）原因分析。選擇實力強、社會信譽好、以往有過良好合作的商品混凝土供應商。在開工前監督攪拌站按設計配合比進行混凝土試配、快速保養檢測。嚴格按規范把好水泥、砂、石的質量關，有質量保證書的也要進行核對。

2）預防措施。灌注過程中，經常觀察分析混凝土配合比，及時測試坍落度。為節約水泥可適量加入添加劑，減少加水量，提高混凝土強度。嚴格按規定作試塊，應在拌合機出料口取樣，保證取樣質量。

5.8 樁身結構

1）原因分析。制作鋼筋籠不能超過規范允許的誤差，包括主筋的搭接方式、長度。定心塊是控制保護層厚度的必要措施，不能省略。

2）預防措施。鋼筋籠的全部數據都應按隱蔽工程進行驗收、記錄。鋼筋籠底應制成錐形，底面用環筋封端，以便順利下放。起吊部位可增焊環筋，提高強度。起吊鋼繩應放長，以減少兩繩夾角，防止鋼筋籠起吊時變形。確保導管密封良好，灌注時串動導管時提高不能過多，防止夾泥、斷樁等質量事故發生。如發生這些事故，應將導管全部提出，處理好以后再下入孔內。

6 保證旋挖鉆孔灌注樁施工質量的技術總結

1）填土、黏土，添砂層一般比較松軟，可選用摩擦鉆桿和回轉鉆斗鉆進。

2）填土層在干性狀態下膠結性都比較好，在干孔鉆進下可用單底板土層鉆斗鉆進，也可以用雙底板撈砂鉆斗和土層螺旋鉆斗鉆進。

3）若在濕孔鉆進條件下，因土遇水的膠結性能變差，一般用底板撈砂鉆斗鉆進以便撈取鉆渣。

4）砂土層和砂層的膠結性能都比較差，不管干孔鉆進還是濕孔鉆進均用雙底板撈砂鉆斗鉆進。

5）對于含水豐富的流砂、流泥等易坍塌地層，采用雙底板撈砂鉆斗鉆進。

6）對于硬質較大的基巖地層、大的漂石層，直接用短螺旋鉆頭或旋挖鉆斗鉆進都比較困難，嵌巖筒鉆配合短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進。

7）嵌巖筒鉆分為取芯巖石筒鉆和不取芯巖石筒鉆，取芯巖石筒體鉆除了筒體底下端焊有子彈頭截齒外，筒體內壁上裝有承托巖芯的合頁片。不取芯巖石筒鉆則沒有承托巖芯的合頁片。嵌巖筒鉆的主要作用在于對孔內巖芯的圓周進行松動掏挖，為以后下入嵌巖短螺旋鉆頭破碎巖芯創造破碎自由面。

8）對于層理發育且各向異性的硬巖地層，用嵌巖筒鉆配合嵌巖短螺旋鉆頭和雙底板撈砂鉆斗鉆進，能有效地預防孔斜及提高工作效率。

9）旋挖鉆機在鉆進時，根據地層選用鉆斗的同時，還要注意在鉆進時進尺的控制，在使用旋挖斗時依據斗體的容量,一般在斗體三分之二為合適，鉆斗倒土堆放點距樁孔口需大于6.0 m。進尺深度根據樁直徑而定,也要根據地層的密度控制進尺深度。進尺過多導致卸土困難，還會造成埋鉆卡鉆的事故發生，過少會延誤施工進度，增加設備、能源消耗，從而成本提高，降低了效益。

7 結語

實踐證明,旋挖鉆機成孔灌注樁是高效、環保的成樁方式，只有規范施工，根據地層選擇合適的鉆具和操作方法，對成孔、泥漿管理、清渣、放置鋼筋籠和導管、灌注混凝土等工序進行嚴格控制,才能避免質量通病。