淺析嵌巖灌注樁施工質量的控制

袁兆權 汪麗

摘要：根據具體工程實際施工情況，簡要介紹嵌巖灌注樁在沖孔施工時如何判別已經達到設計要求的入巖深度，及樁底沉渣厚度是否達到規范要求。

關鍵詞：嵌巖灌注樁；沖孔；入巖深度；沉渣厚度

灌注樁作為樁基中的一種基本形式，在建筑、水運、水利、市政等各類基礎設施建設工程中廣泛應用。根據工程所在地區的不同、上部結構受力條件的不同，有些樁基需要達到一定的入土深度，甚至達到一定的入巖深度，而有些則不需要入巖，只需滿足一定的入土深度，到達設計要求的持力層深度即可。達到入巖的灌注樁，稱為嵌巖灌注樁。嵌巖灌注樁以巖石作為持力層，有中風化作為持力層的，也有微風化作為持力層的，具體根據受力情況而定。巖層不是一個均質體，強風化、中風化、微風化之間的界面也不是完全界線分明的，所提供的地質勘探報告也非一樁一孔，因此，在巖層起伏不定的情況下，成孔時怎么判定達到的設計要求巖層的入巖深度至關重要，而且，即使入巖深度符合要求，若清孔時孔底沉渣厚度大于規范要求，對灌注樁成樁后的承載力也會產生重要的影響，所以，沉渣厚度也是灌注樁質量控制的一個重要指標。

一、工程概況

衢山鎮萬南村萬北村涼亭基崗建筑用 5000 噸級礦石料出運碼頭一期工程，由 1 座碼頭平臺，2座棧橋組成。碼頭平臺采用高樁梁板式結構，總長429m，φ800mmPHC 樁。棧橋采用高樁梁板式結構，樁基采用φ800mm 嵌巖灌注樁（部分φ800mmPHC）。

二、地質情況

場地地基土劃分為 7 個工程地質層：

第（1）層：淤泥質粉質粘土；第（2）層：中粗砂；第（3）層：粉質粘土；第（4）層：含粉質粘土碎石、礫砂；第（5）層：粉質粘土；第（6）層：碎石混礫砂；第（7-1）層：強風化凝灰巖，層厚 0.50～1.70 米；第（7-2）層：中風化凝灰巖，層厚 2.30～5.50 米。

第（ 7-1）層～（7-2）層：強～中風化凝灰巖，該 2 層物理力學性質優良，是擬建建筑物理想的持力層。

三、設計要求

四、施工設備選型

鉆機選用配有5t雙筒卷揚機的沖擊鉆（建議沖孔過程中選擇半自動化，即由機械自動牽拉沖錘，既可減少勞動強度，也可減少人為的影響，盡量保證沖孔過程記錄數據的正確），鉆頭為4.5t沖擊錘，泥漿采用正循環排渣。

五、入中風化層及深度的判定

要確定入中風化層的深度，首先需確定中風化層的頂標高，也即界面。從強風化層到中風化層，并非直接進入，而是之間有一個過渡段，這個過渡段正是各方爭議的重點。純粹的強風化巖樣或者中風化巖樣，可以將巖樣實物放到現場，將返樣的新鮮巖樣與之對比，很容易判斷是中風化還是強風化，可中間這個過渡段（返樣混合物）如何判別？

若以返樣新鮮巖樣所占強風化巖樣的比例為準，如40%、60%、80%等。首先各方要有一個共識，以哪個比例為判定標準，第二，這個比例是如何正確得到的，如果依靠肉眼判斷每根樁及每次返樣巖樣，也會產生爭議，有可能繼續沖孔20cm取得的巖樣比例仍不會有大的變化，而實際巖層已經發生變化，但對于施工方，沖孔20cm也許會持續3～4個小時，甚至時間更長，并且該方法需要經常將錘頭拉起、測孔深、取巖樣，影響施工效率，實際施工時作為沖孔的工人也是不愿這樣頻繁操作的，因此，不建議單純的采用該方法，可作為參考。

若以樁底設計標高為準，難免出現巖層變動，與地質勘探報告不符的情況，也許很容易沖孔到該層但卻不是要求的持力層，也許沖孔過程中很困難到達該層，而持力層早已符合設計要求。但總體來講，地質勘探報告與現場實際的巖層分布不會出現特別大的差異，因此，以樁底設計標高作為現場判斷標準，不失為一種簡單可操作的方法（工人減少了勞動量，管理人員減少的監控的時間）（特殊情況在下文補充）。但該方法的前提是驗證地質勘探報告、樁底設計標高設計（入巖深度）、現場實際巖層三者的統一性，即試成孔。

1、編制試成孔方案。在施工之前首先要認真閱讀和理解地質勘察報告，分析研究地質勘探報告中各土層的結構、走向、是否有突變的情況及重點對強風化巖層、中風化巖層的描述等。深入研究設計圖紙，確定嵌巖灌注樁的樁位、樁底設計標高，和地質勘探報告相對比，該樁位所在位置各巖層的厚度，各巖層上下面的標高。在此基礎上，編制試成孔方案，明確施工要求、流程及所要取得的成果，并報監理、建設單位、勘察、設計審查。

2、確定試成孔樁位及數量。施工單位和建設、勘察、設計、監理等單位共同確定試成孔的樁位和數量，為了使試成孔取得指導施工的成效，建議將試成孔選在勘探孔上，最好兩者重合，如果在設計樁位內沒有與勘探孔重合的樁，則建議在設計樁位內平均分布（暫時不考慮巖層發生突變的特殊位置），成樁完成后在該樁位旁邊1m范圍內用小鉆機對巖層進行取芯，取芯的巖層底標高與勘探報告上推斷此處的中風化巖層的底標高相同，如果該中風化層厚度太大，則各方共同商議確定從樁底標高向下鉆進的深度。

3、詳細記錄試成孔沖孔過程及巖樣的取樣。沖孔過程中記錄的數據主要有沖孔時間、泥漿比重、孔深（反算標高、計算沖孔時效或稱進尺），同時對巖樣進行取樣。在沖孔至強風化巖的頂標高時，暫停沖孔，測量孔深，反算此處的標高，與地質勘探報告相對比，記錄高差。繼續沖孔，從強風化巖開始加大取樣的頻率，按照每隔10cm或20cm取一次樣，同時記錄孔深，直至設計樁底標高最后取樣一次。每次取得的巖樣按照先后順序進行編號，注明樁號、孔深和時間，便于直觀、準確辨別各風化層巖面。試成孔及以后所有的嵌巖灌注樁所有巖樣留置在監理辦公室。整個試成孔期間，管理人員全程跟蹤并記錄數據，并嚴格要求工人按照方案流程施工，以確保第一手資料的準確性。

4、匯總統計數據資料，各方共同確定中風化層。根據以上沖孔過程中得到的數據資料及取得的巖樣，由建設、勘察、設計、監理、施工等單位共同商議確定中風化層的頂標高，然后和地質勘探報告相對比，找出差異。如果共同認為基本吻合，無明顯差異，則可認為地質勘探報告符合現場巖層情況，設計持力層無誤，可按照設計圖紙的樁底標高進行控制沖孔。如果普遍認為有明顯差異，則根據確定的中風化層的頂標高，由設計核算入中風化層的深度，并調整樁基底標高，以后的施工中，按照調整后的樁基底標高成樁。同時，建議補勘。以樁底標高作為停止沖孔的依據，是在一定的前提條件下判斷得來的，即：沖孔時效和巖樣都滿足一定的條件時（在中風化巖范圍內時效和巖樣均基本穩定），可以停止沖孔。因此，沖孔的依據可確定為：以標高為主，沖孔時效和巖樣作為校核。即施工單位首先沖孔至設計樁底標高，然后將沖孔記錄和最后在監理監控下取得的巖樣與之前試成孔的沖孔時效和巖樣進行比對，由施工單位與監理共同判定是否基本一致，可否終孔。

5、樁基承載力檢驗。在嵌巖灌注樁成樁完成并滿足條件后即進行高應變檢測，是否滿足設計要求的承載力，設計也可根據檢測報告再次調整樁底標高。

6、特殊情況的處理。一，當沖孔達到設計底標高，而沖孔時效或巖樣達不到試成孔的時效或巖樣；二，沖孔時效和巖樣均滿足要求，而樁底標高達不到設計樁底標高。遇到該類無法判斷的情況時，及時將現場情況向監理、建設單位反映，由建設單位聯系勘察、設計單位聯合判定，確定處理意見。

通過實際工程案例根據以上步驟的實施，結果滿足設計嵌巖深度及承載力的要求，保證嵌巖灌注樁的質量，同時省時省力，提高效率。

六、二清沉渣厚度的控制

孔底沉渣厚度的大小關系到灌注樁的承載能力。根據實測試驗，灌注樁的承載能力隨著沉渣厚度而改變，當沉渣厚度超過一定數值時，樁端極限阻力則由沉渣性質來決定，而與樁端持力層無關。因此，現行施工驗收規范對灌注樁孔底沉渣厚度規定為：端承樁≦50mm，摩擦樁≦150mm。

嵌巖灌注樁沖擊成孔時，如果直接量取鋼絲繩測孔深會誤差偏大，可同時用測針和測餅測量。測針是測量沉渣的底部（孔底），測餅是測量沉渣的頂部，且測針與測餅重量接近，所以測繩延伸也大致相同，這樣沉渣厚度就等于測針的測繩長度減去測餅的測繩長度。

嵌巖灌注樁沉渣的清除，兩次清空都必須重視。當沖孔至設計樁底標高時，孔內含有大量的巖石顆粒，如果樁徑大、成孔深或者泥漿上返流速較慢，則難以將粒徑較大的巖石顆粒帶出。因此，第一次清孔時，繼續錘擊，但減小落距，放慢頻率，以此來細化大顆粒并擾動孔底沉渣，也可以采用撈渣筒對大顆粒巖石撈取，直至泥漿中無粒徑2到3mm的大顆粒，并且含砂率符合要求，第一次清孔完成。二次清孔時，一是采用導管大泵量沖泥漿方式，將導管管底提至距離孔底3m左右，邊沖泥漿邊將導管上下緩慢移動；二是加大沉淀池容量，延長沉淀時間，并在泥漿排出口增加過濾裝置及時撈取雜質，減少循環泥漿中巖石顆粒含量。

在二次清孔驗收合格后，可立即進行水下混凝土的灌注，兩者之間的時間間隔盡量縮短，最好在15分鐘內完成。

七、結束語

工程質量至關重要，工程人員要根據不同工程實際情況具體分析，尋求解決問題的途徑。文中所述的問題處理方法及流程，是在特定條件下根據具體的項目特征總結經驗而來，此文僅就自己總結的一些施工經驗加以探討。

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（作者身份證號：袁兆權320322197907052230

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