沖孔灌注樁成孔質量控制初探-以某工程為例

易永和

（廈門象嶼工程咨詢管理有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

沖孔灌樁成孔技術要求較高，施工過程中容易出現各種問題，因此施工質量控制是其關鍵點之一。本文以福建福州某小區建筑工程為例，分析沖孔灌注成樁成孔質量控制的問題及措施。

1 工程概況

1 工程情況

福建福州某小區建筑工程，建筑總面積62000m2，共八棟15-16層居民樓，每棟樓包括 1-2層地下室，地基基礎設計為乙級，樁基安全等級二級。采用沖孔灌注樁基礎，持力層為中風化-微風化型花崗巖，樁端深入持力層深度超過1倍樁徑，沿樁身通長放置鋼筋籠，樁身混凝土結構為C30水下砼。

2 該工程地質情況

施工前，需要勘察現場地質、水文等條件。該工程地質條件以局部大厚度砂層、起伏變化較大的各類巖層、厚度很高的淤泥質層為主，沖孔灌注樁成孔深度最大值 65m，各土層情況為：2.5-2.8m的雜填土；7.5-14.4m覆蓋厚度的淤泥；3.1-8.4m厚度的粉質粘土；1.9-14.8m厚度的粗砂；1.6-27.2m厚度的淤泥質土；1.2-15.9m的碎土質強風化花崗巖；1.2-26.7m碎塊型強風化花崗巖；4.0-8.5m的中風化-微風化花崗巖層。

2 沖孔灌注樁成孔質量控制

1 前期控制

項目部人員要認真研究施工圖紙與地質、水文勘察報告，分析施工中存在的難點與重點，審核樁基圖紙，并做好會審記錄與試打樁記錄。夯實整平施工場地，保證樁機施工穩定性，避免樁機移位增加偏孔可能性。分析樁位平面設計圖，按照圖紙中標定的坐標點與工程控制點完成測量放線，確定樁位。根據樁徑要求配備相應直徑的沖錘若干，做好樁機進場前的檢修工作，按照施工平面圖、現場情況合理堆放材料，規劃好臨時用水與用電線路，布置好泥漿沉淀地位置與排漿溝槽。合理劃分樁機施工區域，可采用跳打樁的方法施工，每次灌樁結束 72h后再開展相鄰樁施工。

2 泥漿質量控制

因本工程場地存在很厚的淤泥層與砂層，泥漿制作時，可用適量膨潤土改善泥漿粘稠度，泥漿黏稠度增加會使孔壁更易形成一層泥皮，有效隔斷內外壁之間的互相滲流，進而避免塌孔。施工中，需要考察地層狀況，分析地層變化情況及施工操作要求，合理調整泥漿黏稠度，并調配泥漿循環，防止因泥漿太稀而降低護壁效果，或泥漿太稠，增加沖鉆難度，降低沖鉆速度。對強、中、微風化巖層的施工，要注意增加泥漿比重，提高泥漿攜渣能力，對于有較高泥漿含砂量與較強攜渣能力的風化層，在制定泥漿循環工藝時，需要對濾砂與濾渣進行有效處理，避免泥漿池內形成沉渣，影響泥漿循環，可在排漿溝上設置過濾網。

3 沖孔質量控制

第一，開孔控制，開孔時，考慮工程表層土情況，本工程因存在較深的雜填土、大量條石與亂毛石，開孔時，采用低錘密擊法，盡量避免擾動周邊土層，避免毛石滑落出現卡鉆問題。

第二，控制好主要土層與巖層的沖程，要避免沖程過大形成大沖擊力，并增加對孔壁的擾動力。軟土層由于對外力振動的抵抗力較弱，易破壞土層結構，引發孔壁坍塌，沖擊成孔時，要注意采用小沖程反復沖孔成壁的方法進行施工，沖程以0.5-1.0m為宜。較薄的粗砂層沖孔時，可增加泥漿比重，采用小沖程反復沖孔成壁的方法進行施工；較厚的粗砂層沖孔時，則可采用2.0-3.0m的中沖程施工，減少沖擊次數，降低對孔壁砂層的擾動次數，確保孔壁穩定性。強風化花崗巖層，需采用約3m的大沖程進行施工，一旦出現輕微卡錘，及時減少沖程，轉換為抵錘密擊施工法或間斷沖擊法，避免卡鉆。

第三，控制鉆進速度。鉆進速度影響沖擊頻率，沖擊頻率較快，會持續振動孔壁軟土層，因此要注意控制頻率，延長沖擊間隙，為軟土結構的恢復提供更多的時間，進而避免出現塌孔。沖擊淤泥土層時，沖擊頻率盡量控制在20-30次/分鐘，以2-3米/小時的鉆進速度進行沖擊。沖擊粗砂層時，則需要適當調整鉆進速度與停留時間，盡量減少鉆進過程中的停留時間，沖擊頻率以30-35次/min為宜，鉆進速度要控制在1-2m/h以內。沖擊強風化巖層時，因其穩定性較強，不會輕易造成塌孔，因此，可適當提高沖擊頻率與鉆進速度，進一步減少鉆進過程中的停留時間，沖擊頻率可適當增加至35-40次/分鐘，鉆進速度則可以適當提高至0.5-1.5米/小時。

第四，控制泥漿比重。孔壁穩定性、排渣、清孔等操作均與泥漿比重有密切關系，整個成孔過程需控制泥漿比重在1.4-1.6范圍內。軟土層施工時，可適當增加泥漿相對密度，使土層孔壁能夠形成較厚的一層孔皮，增加成孔穩定性。雜填土以1.3-1.5為宜，土層較差時，可加入適量粘土塊，泥漿比重增加至1.5，采用1m小沖程沖擊；粘性土層可投入適量碎石，避免粘鉆，采用1-2m的中小沖程沖擊，及時清鉆；軟土層或塌孔回填重鉆時，需采用小沖程反復沖擊法，加入土塊與小石片，泥漿比重控制在1.4-1.6；粗砂層泥漿比重控制在1.2-1.5，加入粘土塊，采用3-4m的中沖程勤沖勤搗渣；強同化巖層泥漿比重控制在1.4-1.6，盡量增加泥漿比重，提高泥漿攜渣能力，采用3-4m中高沖程沖擊；中、微風化巖層泥漿比重控制在1.3-1.5，采用2-3m的中沖程，增加沖擊頻率，進行高頻密擊。

第五，控制樁身垂直度。樁身垂直度不能高于1%，孔深每鉆入4-5m睦，就需要及時檢查樁錘鋼絲繩的垂直度。該工程巖層復雜，需定時監測樁身垂直度，及時調整。若出現偏孔時，可回填片石到偏孔上方的300-500mm位置，再重新沖孔。

第六，判定持力層。該工程持力層是中、微風化花崗巖層，持力層巖面的判定分別以巖樣與地堪標高為主要參數與輔助參數。經孔口采集部分泥漿循環時產生的泥漿攜渣后，再對攜渣巖樣進行分析，以此作為判定標準。該工程孔深超過60m，無法以此方法判定持力層，因此，需采取聯合判定法：先通過掏渣筒采樣分析攜渣巖樣，巖樣中需確保中風化與微風化花崗巖層占比超過碎塊型強風化花崗巖巖樣；再分析地堪報告并繪制樁孔巖面標高圖，并試沖孔至巖面標高處；當試驗沖擊時進尺速度降至20厘米/小時以下時，即可將此巖面位置為持力層。

第七，控制終孔砍巖。專人負責監督記錄砍巖施工操作，每根進入砍巖的樁體均需做好標記，每鉆進200-300毫米基巖，即需取樣一次并檢查，確保成孔質量。

第八，沉渣、清孔。成孔灌注樁需確保樁底沉渣質量，避免降低樁基承載力，沉渣厚度一般采取經驗控制法，憑感覺用測錘測量沉渣厚度，感覺到測錘已接觸到沉渣頂層時，及時記錄深度，感覺到測錘接觸到孔底巖層時，再記錄一個深度，將兩個深度相減就可獲取沉渣厚度。該方法存在較大主觀性與誤差。為提高質量，可在第一次清孔后，先用測錘測量第一次孔深，記錄深度，混凝土灌注后再行測量孔深，記錄深度，將兩次測量結果相減即可獲取更為準確的沉渣厚度，提高施工質量。

3 結語

沖孔灌注樁質量受到多種因素影響，為確保成孔質量，要做好前期地質勘察、水文勘察工作，充分分析地質、水文情況，嚴格監督施工工藝，做好施工管理，在嚴格控制與積極預防的基礎上，加強主動控制，根據施工圖紙、設計圖紙、施工規范等組織施工，提高成孔質量。