淺談鉆孔灌注樁的施工控制

張曉明

(淮北信和水利建筑工程有限公司 工程部，安徽 淮北 235000)

淺談鉆孔灌注樁的施工控制

張曉明

(淮北信和水利建筑工程有限公司 工程部，安徽 淮北 235000)

鉆孔灌注樁施工原理簡單，工藝復雜，施工過程控制較為困難，但其造價低、施工快，對各種地質條件的適應性強，在工程建設中被大量應用。但在施工過程中如果控制不當，就會出現塌孔、縮徑、夾渣或斷樁等質量問題。因此，在施工中要采取措施，必須特別注意成樁的每一道施工工序，加強質量控制和檢驗，以確保工程質量。

鉆孔灌注樁；水下混凝土灌注；施工控制

鉆孔灌注樁是在泥漿護壁條件下，利用鉆孔機械直接在樁位上成孔，采用導管法灌注水下混凝土而成的樁，按成孔設備和方法屬于非擠土樁。它在施工中具有無噪音、無振動、無擠土，對周圍環境干擾和影響小等優點，尤其適合市區內施工。[1]目前鉆孔灌注樁在橋梁工程及高層建筑工程中應用比較廣泛,其施工原理比較簡單，但其施工過程較為復雜。在施工過程中影響成樁質量的因素較多，如果控制不當，就會出現塌孔、縮徑、夾渣或斷樁等質量問題。現就鉆孔灌注樁的施工控制淺談如下：

1 施工準備工作

鉆孔樁施工提前做好樁位放樣，整理場地，布設施工便道，工作平臺或筑好圍堰，做好施工場地平整，安設施工設備，準備各項工程用料，落實供電、供水，待準備就緒后開始施工。

2 鉆孔樁施工泥漿循環系統制備

在黏土層和粉質粘土層中鉆孔時，可采用清水鉆進以原土自造泥漿護壁。在砂土層或流砂層中成孔時，則應采用制備的泥漿護壁。泥漿制備要依據工程地質情況、施工機具、施工工藝和地下土層情況進行配比設計，泥漿中所用的土可選用膨潤土或高塑性粘土，也可以加入甲基纖維素外加劑。

規劃布置施工現場時，應首先考慮泥漿循環系統的安設，以保證循環作業時，泥漿流動順暢。泥漿循環系統由泥漿循環池、沉淀池、循環槽、泥漿泵等組成，沉淀池深2.0m左右，泥漿池深1～1.5m，池四周及流槽均用磚砌筑，流槽內側用水泥砂漿抹面。

3 鉆孔

3.1 鉆孔施工準備

根據建設單位提供的坐標控制點和相應的高程點，用全站儀準確放出鉆孔樁位置，并測量該處的水平標高，以控制鉆孔樁標高。

鋼護筒一般采用4～8mm厚的鋼板制作。鋼護筒內徑宜大于鉆頭直徑100～200mm，為便于泥漿循環,上部開設溢水孔。每節高2.0m，若鋼護筒埋深超過2.0m，則采用接長焊接辦法。

正確控制護筒底部和頂部的標高。護筒埋入深度不應小于1m(粘土)～1.5m(砂土)，置于較密實的土層中。護筒頂面宜高出施工水位或地下水位2m，并宜高出施工地面0.3m。鋼護筒采用挖孔埋設，在護筒周圍填筑粘土之前準確定位護筒中線和垂直度，經檢查符合要求后，分層對稱夯實粘土。

3.2 鉆孔泥漿的性能和指標

(1)泥漿比重為1.05～1.25。

(2)漏斗粘度為16～28S。

(3)含砂率小于4%。

(4)膠體率大于95%。

(5)失水量小于30ml/30min。[2]

(6)PH值：8～10；

泥漿須充分拌制均勻。

3.3 鉆機就位

鉆機就位必須水平、穩固，檢查鉆機平臺水平情況，將鉆桿對準鉆孔樁位，特別注意鉆桿的垂直度。使鉆機回轉中心對準護筒中心，其偏差小于20mm。

3.4 鉆孔施工

鉆機開鉆前要再次檢查各種機具、設備狀態情況以及水、電管路的暢通情況，確保正常使用。開鉆時應低速鉆進，不能過猛或突然變速，起落鉆頭速度均勻。鉆孔時，孔內水位宜高出護筒底部0.5m以上或高出地下水位以上1.5～2m。[3]施工中要常檢查鉆機平臺的平整度和鉆桿的垂直度，發現偏差立即調整，防止鉆孔偏斜。

鉆孔應一次成孔，不得中途停頓。

在成孔過程中應根據不同地質條件，隨時檢查泥漿密度。注入的泥漿密度宜控制在1.15左右，攜帶鉆渣排出泥漿的密度宜為1.25～1.45，流砂層等不良地層應適當增大泥漿密度。

鉆進過程中，對進尺情況進行記錄，分析鉆進地層情況，合理及時的調整各種參數。鉆進速度應根據土質情況、孔徑、孔深和供水、供漿量的大小確定，在淤泥和淤泥質粘土中不宜大于1m/min，在較硬的土層中以鉆機無跳動、電機不超荷為準。[4]保持鉆機穩定。

施工中出現異常情況時應立即停鉆檢查，待采取相應措施后再進行鉆進。

當鉆孔接近設計深度時，應控制鉆進速度防止超鉆。測量孔深并核實地質資料，判定是否進入要求的地層，必須滿足設計要求。

4 成孔檢查、清孔

當鉆孔達到設計深度或設計標高時，成孔驗收合格確認達到設計要求后，及時進行清孔。

用原土造漿的鉆孔，清孔可用射水法，將鉆頭提起30～50cm，只轉不進。對于使用制備泥漿的鉆孔，采用換漿法清孔。[5]49

清孔后的泥漿相對密度應小于1.10，含砂率不得大于2%，黏度不得大于20Pa·s。清孔后沉渣厚度設計未規定時，摩擦樁不應大于300mm；端承樁不應大于100mm。

5 鋼筋籠制作與吊裝

鋼筋加工前應復試合格，鋼筋籠制作場地應平整堅實，為防止變形采取臨時加固措施。鋼筋籠長度超過12m時應分段制作、分段吊放，采用焊接連接。外側設置鋼筋保護層。吊放入孔時不得碰撞孔壁，就位后應采取加固措施固定鋼筋籠的位置，將兩根DN50鋼管點焊在鋼筋籠的頂吊圈上并固定在鉆機平臺兩側,保持鋼筋籠與鉆孔同心。防止鋼筋籠墜落或灌注混凝土時上浮。

6 水下混凝土灌注

6.1 下導管

采用導管法灌注水下混凝土，導管直徑20～30cm，每節長2m。使用前編號并進行試拼、試壓，不得漏水。吊裝時導管應位于井孔中央，并應在灌注混凝土前進行升降試驗，導管最下口與孔底的距離一般控制在300～500mm之間。導管上口設置隔水板和儲料斗，儲料斗口中蓋鋼板，掛細鋼絲，灌注時用吊車吊出。

6.2 水下混凝土灌注

下導管后、灌注混凝土前進行二次清孔，符合要求后，方可開始灌注。

水下混凝土灌注時，首批混凝土必須保證導管初次埋深和填充導管底部的需要，導管首次埋入混凝土灌注面以下不得少于1.0m。水下混凝土要具有良好的和易性，坍落度在180～220mm。

水下混凝土灌注是確保成樁質量的關鍵工序。灌注時要連續進行，不得中斷。每根樁的灌注時間不宜超過8小時。灌注時要檢測混凝土頂面的上升高度，隨時掌握導管埋入深度，一般埋管深度控制在2～6m左右，導管埋入過深會導致堵管現象，提升太快會導致將導管提出混凝土面，產生斷樁。

每根樁灌注后的標高應比設計樁頂標高高出0.5～1.0m，以確保樁上浮漿鑿除后，有郊樁身混凝土質量滿足設計要求。

7 施工中常見問題及防治措施

7.1 塌孔

7.1.1 主要原因

塌孔產生的原因主要是地層較復雜、鉆進速度太快、護壁泥漿的性能差、吊放鋼筋籠時碰撞孔壁、成孔后放置時間過長沒有灌注混凝土等原因引起。

7.1.2 防治措施

鉆孔樁穿過回填層和砂礫石層、流砂層時，應減緩鉆孔速度；加大泥漿比重和黏度，若孔內自然造漿不能滿足要求，可采用增加黏土粉、膨潤土、燒堿的方法，并對泥漿進行除砂處理，以改善泥漿的性能，控制泥漿的比重和含砂率；吊放鋼筋籠時，盡量輕放，減少對孔壁的觸碰；加強工序之間的銜接，縮短放置時間，盡快灌注水下混凝土。

7.2 鉆孔歪斜

7.2.1 主要原因

鉆孔中在軟硬土層交界處或巖面傾斜處，鉆頭受力不均勻。鉆桿彎曲，鉆機底座不平整。

7.2.2 防治措施

在軟硬土層交界處鉆孔時控制進尺，減小轉速、鉆壓；施工場地壓實整平；鉆架上設導向架和扶正器。經常檢查校正。

7.3 堵管

7.3.1 主要原因

灌注導管破損、灌注時間隔時間長、導管下口距離孔底太近、混凝土配制質量差、灌注中導管埋深太大等。

7.3.2 防治措施

灌注前專人檢查導管和接縫情況；水下混凝土灌注盡可能連續進行；導管最下口與孔底的距離控制在300～500mm之間；控制混凝土拌和、運輸質量；灌注中埋管深度控制在2～6m左右。

7.4 鋼筋籠上浮

7.4.1 主要原因

灌注不連續，孔內混凝土表面已經結塊，灌至鋼筋籠底部時被結塊混凝土托起；由于導管提升鉤掛；混凝土表面接近鋼筋骨架底部時，灌注速度太快； 清孔不到位，泥漿中懸浮砂粒沉在孔內混凝土表面形成密實砂層，托起鋼筋骨架。

7.4.2 防治措施

改善混凝土流動性能、初凝時間，以防止砼初凝后結塊；澆到鋼筋籠底部時，適當控制導管埋深不提升，待鋼筋籠有一定的埋深后，再提升導管至骨架底部以上，以免鋼筋籠上浮；灌注前進行二次清孔。

7.5 夾渣、斷樁

7.5.1 主要原因

首批混凝土初灌量不足；導管拔管長度控制失誤；混凝土離折；砂粒沉積后被裹入混凝土中等。

7.5.2 防治措施

認真計算首批混凝土需用量；灌注混凝土時要專人量測、合理拔管，隨時掌握埋管深度；控制混凝土質量；提高清孔質量，控制泥漿含砂率。

8 樁身檢測

在水下混凝土灌注過程中，每根樁至少做三組抗壓試件，以便檢測混凝土的強度。混凝土強度達到設計強度應由具有相應資質的檢測單位進行樁基承載力和完整性檢測。

鉆孔灌注樁具有節約鋼材、造價較低，方便進行水下施工，[5]209且可做成大直徑、大深度的樁，使單樁承載能力大幅提高等優點，在工程建設中大量使用。但在施工過程中影響成樁質量的因素較多，因此，必須特別注意成樁的每一道施工工序，加強質量控制和檢驗，以確保工程質量。

[1] 方先知.建筑施工[M].武漢：武漢大學出版社，2004:67.

[2] 龔曉南.樁基工程手冊(第二版)[M].北京：中國建筑工業出版社，2016:548.

[3] 行業標準.城市橋梁工程施工與質量驗收規范(CJJ2—2008)[S].北京：中國建筑工業出版社，2009:76.

[4] 建筑施工手冊編寫組.建筑施工手冊(第五版)[M].北京：中國建筑工業出版社，2013:932.

[5] 毛鶴琴.土木工程施工[M].武漢：武漢理工大學出版社，2012.

[6] 國家標準.建筑地基處理技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

2017-07-01

張曉明(1973—)，男，安徽淮北人，工程師，研究方向：鉆孔施工技術。

TU473.14

A

1671-8275(2017)06-0140-03

文 月