提高鉆孔灌注樁成樁質量的研究

寧平行

（廣西建工第一建筑工程集團有限公司，廣西 南寧 530001）

0 引言

樁基礎承擔著重要的作用，既可以增強地基抗沉降能力和豎向承載力，還能夠達到改善基礎形式的目的。橋梁建設中設計樁基礎，根據工程地質地形條件，結合工程的情況，確定結構類型和所需的材料，進而保障樁的性能，發揮樁基礎的價值。從樁基礎施工作業環節入手，嚴格控制清孔、鋼筋籠和混凝土等施工工序，保障橋梁樁基礎的質量達到要求，促使基礎的價值得到發揮。

1 工程概況

以上林縣北歸大道三期（澄州路尾-蓮花山御府小區）改擴建工程為例，橋為跨越澄江而設，本橋橋跨布置為13m+23.26m+13m現澆預應力混凝土連續箱梁，全橋分四幅設置，正交，橋梁起點樁號K0+075.500，橋梁終點樁號K0+134.500，橋梁全長59m，全橋一聯。下部構造：橋墩為柱式墩、樁基礎；0#橋臺為重力式U型橋臺、承臺樁基礎，3#橋臺為輕型橋臺、樁基礎。樁基礎設計情況如下：①橋墩為柱式墩、樁基礎；樁徑?1500mm，樁長18~26m共20根。②0#橋臺為U型橋臺、承臺樁基礎，樁徑?1400mm共20根，3#橋臺為樁柱式橋臺、樁基礎，樁徑?1400mm共10根。③樁基礎按摩擦樁設計，要求樁基長度不小于設計樁長。④鉆孔灌注樁施工采用沖擊成孔工藝，泥漿護壁。鉆孔灌注樁施工時應該跳樁施工，確保相鄰樁施工距離不小于3.0m。⑤樁基主筋采用?25HRB400熱軋帶肋鋼筋，混凝土采用C30水下混凝土。

2 鉆孔灌注樁的技術特點

本次工程鉆孔灌注樁施工技術的重難點如下。

（1）場地有較厚卵石層跟含砂粉質黏土，河道常年流水，樁基施工容易塌孔。針對場地情況，施工準備加長鋼護筒、黏土、水泥、片石回填，以滿足及機械作業正常合理需要。

（2）工期緊，項目將組織足夠的機械及人員保質保量情況下搶趕工期，以達到甲方要求。

（3）該項目周邊交通便利，利于施工的組織。但對于上下班高峰期，可能道路會存在擁堵，會對材料的運輸，如商品混凝土供應，造成一定影響。針對此問題，考慮備選商品混凝土公司，以及提前做好混凝土需求計劃。

（4）成孔沉渣控制，本項目樁類型為主體工程樁沉渣須控制在50mm以內，且項目地質結構復雜（斜巖、破碎巖、溶洞等地質類型較多）不利于沉渣控制，項目將采取二次清孔，清孔完成后及時澆注樁身混凝土。

（5）因場地內填土層較厚且多為卵石、含砂粉質黏土，無法正常成孔，施工過程中需用震動錘下長護筒配合旋挖機才能成孔，護筒長度根據現場實際情況而定。

3 灌注樁成樁的施工工序

3.1 護筒埋設

樁位鉆進至2.0m左右時需要進行護筒埋設工作，測量孔深的基準點為護筒頂標高。護筒直徑應比樁孔直徑大200mm，護筒頂端高出地面0.3m，護筒埋設的傾斜度控制在1%以內，護筒埋設偏差不超過30mm。一般使用2m長護筒進行施工，如果局部土質較差需要長護筒施工時根據現場需求進行定制。

3.2 制漿鉆孔

沖孔鉆機的護壁泥漿采用從場外拉成品泥漿，如果現場粘土造漿的稠度達不到要求，可向泥漿中加入燒堿，提高泥漿黏度，起到更好的護壁效果。泥漿的護壁泥漿可經泥漿池凈化后重復利用。表1為泥漿制備技術指標。

表1 泥漿制備技術指標

（1）泥漿制作。泥漿材料制作的質量關系到工程施工的效果，因此需要做好嚴格控制，貫徹精細化理念，做好每個細節和要點的把控。正是制作泥漿材料之前，需要做好材料相關性能的測定工作，通過組織開展試驗的方式，明確各類材料的使用比例，確定最佳的配合比，為后續的制作工作提供參數支持。為了保證材料的質量，需要在制作時進行一次測試，掌握材料具體情況；材料正式使用前，還需要進行試驗分析。除此之外，鉆孔環節也要開展測試分析。如果成樁作業中出現了泥土比重很大的情況，則需要根據土質條件的特點調制。鉆孔灌注樁施工作業期間，要求護筒內部的泥漿面需要高出地下水位1m以上。

（2）成孔作業。完成護筒埋設，并且就為裝機之后做好相應的檢查，全部達到要求，在開展成孔作業。具體操作方面要求低錘密擊，錘高需要控制在0.4~0.6m。根據施工的情況，及時添加片石材料。使用砂礫和粘土泥漿進行護壁，保證孔壁的質量達到要求。作業時，孔深達到護筒底部3~4m時，可以調整施工作業的速度，將錘提高到2~3.5m，此時開始進行正常沖擊作業。在施工作業時，需要及時排除內部的殘盞，按照要求每沖擊1~2m，需要進行一次排除。需要注意的是，如果出現斜孔或者坍塌等情況，及時停機解決問題。黏土中鉆進時，要使用原土造漿。如果是土層比較厚的砂土，利用膨潤土制作泥漿材料，或者在孔內投入粘土，來保證泥漿材料的性能。整個施工作業時，必須嚴格按照技術參數和標準做好細節要點的控制，切實保障施工作業的規范化和標準化，避免出現各類問題，影響到施工作業的安全和質量。成孔之后需要使用測繩，通過下掛重鐵錘的方式進行深度的檢查，檢查無誤之后可以進行驗收。

（3）清孔作業。首次清孔作業時，需要根據設計的施工方案選擇正循環工藝進行清孔處理。一次清孔使用橡膠管，根據操作規范進行保證清孔的效果。采取兩次清孔的方式，能夠避免淤土過厚的情況發生，保證后續的鋼筋籠下放作業有序開展。當導管下放之后，組織開展二次清孔作業。二次清孔泥漿比重控制在1.03~1.10，黏度控制在17Pa·s~20Pa·s，含砂率≤2%，孔底沉渣厚度≤50mm。清孔過程中，必須及時補給足夠的泥漿，并保持孔內漿液面的穩定和高度。清孔完畢后，必須在30min內進行灌注混凝土。對孔底沉渣進行測量，符合設計及規范要求后進行下道工序。

3.3 鋼筋籠制作吊裝

鋼筋籠在現場制作，主筋與加強筋全部焊接，螺旋筋與主筋采用隔點焊加固，鋼筋籠制作符合設計要求外，還應符合下個表規定。制作好的鋼筋籠，即進行逐節驗收，合格后掛牌存放，注明樁號、樁長。為保持主筋的保護層厚度，鋼筋籠外圈骨架上焊接一段直徑16mm的鋼筋彎制而成的定位筋（長度57㎝），沿樁長間距不大于2m，沿周長安設不少于4處，保護層定位筋確保鋼筋籠保護層厚度為65mm。鋼筋籠焊接，單面焊10d，焊縫高度≥0.3d，焊縫寬度≥0.7d。兩段籠子應保持順直，同截面接頭不得超過配筋的50%，間距錯開，不少于35d。鋼筋焊接完好后，應緩慢下放入孔內，嚴禁砸籠，鋼筋籠一次吊裝放入孔內。導管在孔口連接處應牢固，設置密封圈，吊放時，應使位置居中，軸線順直，穩定沉放，避免卡掛鋼筋籠和刮撞孔壁，吊放至離孔底約20~30cm。

3.4 混凝土生產澆筑

混凝土車攪拌運輸：混凝土坍落度控制在18～22cm；采用混凝土攪拌車泵送。

水下混凝土澆筑：澆筑前，對不同直徑、深度的樁孔分別計算出混凝土澆筑初灌量。施工中要保證澆筑初灌量。澆筑時導管埋深控制在2～6m，拆管前專人測量孔內混凝土面，并做記錄，澆筑混凝土接近樁頂標高時，應控制最后一次澆筑量，確保樁頂標高符合設計要求。若在灌注混凝土過程中，發現混凝土有跑漏現象，則只能繼續澆筑混凝土，直接灌至設計要求。

試塊制作：澆筑施工作業時，需要隨機抽取混凝土制作為試塊，并且進行質量的檢測。本次工程施工作業中要求每根樁制作一組試塊，在12h之后拆模并且進行養護。在整個操作過程中，嚴格按照技術標準進行，避免出現誤差或者其他問題。當樁身混凝土強度達到80%之后，需要將打樁廢棄的土清除掉。在清運工作中，必須做好規范化控制保證不擾動基底土，防止形成橡皮土。通過嚴格檢測分析，掌握混凝土施工的質量，分析存在的質量問題，提出解決措施。

4 提高鉆孔灌注樁成樁質量的措施

4.1 明確常見問題的處理措施

以往的工程施工常見問題如下。

（1）塌孔。對于塌孔問題的防范，需要結合具體情況采取針對性的應對措施[1]。如果地質情況比較復雜，使用泥漿材料護壁難以成孔，則需要采用泥漿護壁加長護筒工藝，干成孔也可以用高壓噴射注漿法，根據工藝優缺點對比選擇；在土質松散或較厚砂層成孔施工時，應根據地層狀況控制好機械鉆孔速度，尤其是土質松散或進入砂層時不應空鉆；提升鉆具速度也不宜過快；要嚴格控制好泥漿比重和泥漿質量；如成孔自然造漿質量達不到施工規定要求，應進行人工造漿；保證泥漿粘度為18~25s，含砂率＜6%，泥漿比重控制在1.1~1.15之間，在土質松散或砂層較厚部位加大至1.2~1.3；同時，加強對泥漿質量的監督檢查。鋼筋籠安裝下沉時籠頂設置雙根吊筋保證籠體垂直，防止碰撞孔壁引起塌孔。補救方法：發生塌孔時首先要控制好孔內泥漿漿位，適當加大泥漿比重護壁，塌孔嚴重時及時用粘性土回填高出塌孔部位上部1~2m處，待孔內沉淀和孔壁穩定后重新清孔；如塌孔發生在鋼筋籠安裝已下沉至孔內，應及時將其提起，將孔內塌陷的沉渣清理干凈后再安放鋼筋籠。

（2）溶洞。橋梁工程施工中溶洞問題較為常見，在作業中可以采取回灌的方法進行處理。根據作業的要求，下導管到孔底回灌混凝土，發揮混凝土的作用封堵裂隙，在鉆進操作時跟進鋼套管到巖層內，加固土層，避免土層溶洞塌孔。對于巖層下溶洞，可以回填片石粘土進行處理。

4.2 做好質量影響因素的控制

從影響鉆孔灌注樁成樁質量的因素出發，采取針對性的應對措施，保障工程的建造效益目標實現。實踐中，可采取以下5種措施。

（1）人為因素。構建完善的鉆孔灌注樁成樁質量管理制度，細化分解人員的職責與任務，使其可以認真落實各項工作，保障成樁的質量。對參與作業的人員，采用VR技術或者三維動畫技術等，圍繞成樁施工技術應用方法，進行業務培訓，提高人員的操作水平，高效化落實各項工作。

（2）機具。對使用的機器設備，事前進行全面保養和檢查，消除其對鉆孔灌注樁成樁質量的影響。做好機械設備運行環節的監測和檢查，及時掌握設備存在的問題，保障成樁的質量目標實現。除此之外，做好供電保障工作，為機械設備提供充足的電力[2]。

（3）材料。對成樁作業使用的材料，進行嚴格的檢查，杜絕使用低劣材料造成樁質量問題。項目質量管理工作人員要做好樁工程施工全過程的質量監督管理，及時掌握材料的情況，排除潛在的風險和隱患，保障樁工程的質量目標實現。

（4）環境。作業前對樁基礎施工現場進行處理，達到成樁作業的質量要求，保障灌注混凝土樁的施工質量。作業時做好環境的檢查，全面排除潛在的風險和隱患，避免引發質量問題。

（5）方法。樁基礎施工作業前，對采用的施工技術進行分析，落實技術交底制度，并且組織開展人員培訓，提高樁施工作業的水平，保障樁基礎施工的效益目標實現，建造高質量的橋梁[3]。

4.3 完善樁質量檢測的工作

樁工程施工質量的控制，做好質量檢測分析，具有重要的意義。檢測工作的要求如下。

（1）根據水下混凝土澆注記錄表，檢查灌注情況。

（2）檢查灌注混凝土過程中預留試塊抗壓強度。

（3）樁施工完成后采用超聲波檢測樁身質量，另隨機抽取樁進行靜載試驗。

（4）將樁各項詳細資料整理歸檔。在樁工程施工作業期間，組建專門的檢測技術小組，配置充足的檢測人力資源，負責鉆孔灌注樁成樁施工全過程的監督檢查，排除潛在的技術風險和隱患，保障樁工程的質量。結合樁基礎檢測采用的技術和方法，對樁基礎質量檢測人員進行培訓，提高業務能力水平，保障鉆孔灌注樁成樁質量管理高效化落實，發揮檢測的質量管理價值。

5 結語

綜上所述，鉆孔灌注樁成樁的質控控制，需要結合以往的工程經驗，總結樁施工常見的問題，結合項目自身的實際情況，提出針對性的控制措施，做好成樁過程的質量控制，保障作業的質量目標實現。通過全面嚴格控制，落實質量檢測工作，切實保障樁質量目標實現。