淺析混凝土灌注樁施工質(zhì)量控制

李彥清 康翔越 武嘉祺 王懂 茹跟勝

[摘要內(nèi)容]針對(duì)樁基工程對(duì)旋挖成孔灌注樁的主要施工方法及質(zhì)量控制進(jìn)行簡要分析與介紹。

[關(guān)鍵詞]旋挖成孔灌注樁;施工方法;質(zhì)量控制;

一、引言

近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活工作需求的日益增長，建筑行業(yè)得到了大力發(fā)展。其中，整個(gè)社會(huì)對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)及高層建筑的需求也逐漸增加，對(duì)其承載力及安全性提出了更高的要求。為滿足建筑物承載力的要求，旋挖成孔灌注樁將成為不錯(cuò)的選擇。本文以自重濕陷性黃土地基條件下尺寸為φ1000mm×57m的灌注樁為例，介紹灌注樁在施工過程中常見問題原因的分析和處理措施。

二、施工要點(diǎn)

2.1化學(xué)泥漿配置

化學(xué)泥漿的配置直接影響灌注樁成樁的質(zhì)量和施工成本的控制?；瘜W(xué)泥漿的工作原理是在孔壁上產(chǎn)生靜壓力來平衡外部土與地下水對(duì)孔壁的壓力，同時(shí)漿液把孔壁顆粒粘為一體在孔壁上生成泥膜，并且向外層深入10-15cm從而起到孔護(hù)壁的作用，可以有效防止孔壁坍塌?；瘜W(xué)泥漿護(hù)壁應(yīng)符合下列規(guī)定：

1、在灌注樁施工過程中孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位線不少于1m，若地下水位漲落較大時(shí)泥漿面應(yīng)高出地下水位線不少于1.5m。

2、在清孔過程中應(yīng)不斷置換泥漿，直至灌注水下混凝土。

3、在灌注水下混凝土之前，距離孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重不應(yīng)大于1.25;含砂率應(yīng)小于8%;黏度應(yīng)控制在28s以內(nèi)。

2.2鉆機(jī)就位

1、根據(jù)已完成放樣的樁位，將旋挖機(jī)駕駛到對(duì)應(yīng)位置，旋挖機(jī)與水平面的角度差應(yīng)控制在4°以內(nèi)。在鉆機(jī)就位前應(yīng)檢查鉆機(jī)的各項(xiàng)功能是否正常，同時(shí)做好其它準(zhǔn)備。對(duì)旋挖機(jī)和地面承載力進(jìn)行檢查處理，保證在施工過程中旋挖機(jī)頂端不發(fā)生傾斜及不因?yàn)榈孛娉两凳剐跈C(jī)發(fā)生移動(dòng)。

2、在相鄰灌注樁連續(xù)施工時(shí)，相鄰灌注樁中心間距大于6倍樁徑時(shí)互不影響，當(dāng)相鄰灌注樁的中心間距小于6倍時(shí)，施工間隔不應(yīng)少于36小時(shí)。

3、旋挖機(jī)施工時(shí)，當(dāng)場地承載力不滿足時(shí)可鋪設(shè)鋼板或者墊板（路基板）。

2.3鉆孔

旋挖機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)施工人員要密切注意鉆桿的垂直度，同時(shí)通過旋挖機(jī)內(nèi)部的深度計(jì)數(shù)器嚴(yán)格控制成孔深度。剛開始鉆孔時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)速不宜過快，保證樁位不發(fā)生偏差。待鉆進(jìn)至護(hù)筒以下3m時(shí)可以提高鉆頭轉(zhuǎn)速。當(dāng)成孔至護(hù)筒2米以下時(shí)，用泥漿泵將制備好的化學(xué)泥漿抽入孔內(nèi)，泥漿灌注高度距離護(hù)筒底1米左右。

2.4水下混凝土澆筑

初灌前在裝混凝土漏斗底設(shè)置可靠的橡膠隔水球或者隔離墊板，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300～500mm，備足首盤封底混凝土數(shù)量開始灌注首批混凝土;為防止發(fā)生斷樁現(xiàn)象，澆注首盤混凝土?xí)r，儲(chǔ)料斗和提升斗中的混凝土量，應(yīng)滿足混凝土全部下落后，導(dǎo)管初次埋入混凝土不小于0.8m的要求;混凝土坍落度宜為180mm～220mm，初凝時(shí)間不宜小于8小時(shí);管埋入混凝土深度宜為2～6m，嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面;控制最后一次灌注，超灌高度宜為0.8～1.0m。

為滿足導(dǎo)管的第一次埋置深度以及慢速導(dǎo)管底部填充的需求，首灌混凝土方量可以按照下式計(jì)算：

式中：? ──首灌注混凝土方量;

──樁孔直徑（m）;

──導(dǎo)管下口距離孔底距離，一般為0.4m;

──導(dǎo)管的第一次埋置深度（m）;

──導(dǎo)管內(nèi)徑（m）

──樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外（或泥漿）壓力所需的高度（m），。

三、常見問題原因分析與處理措施

3.1塌孔

原因分析：護(hù)筒埋置深度不夠，護(hù)筒周邊未夯實(shí)，或護(hù)筒底部土層厚度不足造成漏水導(dǎo)致泥漿水頭不足;泥漿比重不夠，泥漿對(duì)孔壁的壓力不足;鉆進(jìn)速度過快，泥漿護(hù)壁效果形成滯后，孔壁滲水;成孔時(shí)中途停止時(shí)間較長，孔內(nèi)泥漿水頭未能保持在2.0m以上或泥漿面至少高于最高水位1.5m以上，降低了水頭對(duì)孔壁的壓力;提升鉆頭或吊放鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁;附近有大型設(shè)備或車輛振動(dòng);孔內(nèi)水流失造成水頭高度不夠;清孔后未能及時(shí)灌注混凝土，放置時(shí)間過長。

防治措施：

1、根據(jù)地勘報(bào)告所勘察地質(zhì)特征，根據(jù)化學(xué)泥漿粉使用說明選用適宜的泥漿泥漿粘度和不同的鉆進(jìn)速度。

2、埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，底部應(yīng)夯填密實(shí)，護(hù)筒周圍也要回填密實(shí)。

3、提升鉆頭或者吊放鋼筋籠盡量要保持垂直，不碰撞孔壁。

4、若發(fā)生塌孔，輕微塌孔，立即增大化學(xué)泥漿粘度，并采用刷孔來保持孔徑;塌孔不深時(shí)，改用深埋護(hù)筒，護(hù)筒周圍夯實(shí)，重新開鉆。

3.2成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)

原因分析：旋挖機(jī)所處位置承載力不足，旋挖機(jī)在作業(yè)時(shí)由于機(jī)身下土層塌陷發(fā)生傾斜，導(dǎo)致成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn);旋桿在作業(yè)過程中發(fā)生偏移，導(dǎo)致成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)。

防止措施：旋挖機(jī)施工時(shí)，應(yīng)保證機(jī)械穩(wěn)定、安全作業(yè)、場地承載力不滿足時(shí)可鋪設(shè)鋼板或者墊板（路基板）;旋挖機(jī)就位后校核旋桿，發(fā)現(xiàn)侵襲應(yīng)該及時(shí)校正。

3.3鋼筋籠移位

原因分析：下放鋼筋籠時(shí)標(biāo)高控制不到位;導(dǎo)管埋入過長，在提升導(dǎo)管時(shí)容易晃動(dòng)，容易發(fā)生掛籠現(xiàn)象;導(dǎo)管提升過程中與混凝土下落的相對(duì)速度較大，混凝土下落至底部瞬時(shí)反沖力使鋼筋籠上浮;

防治措施：保證灌注樁成孔和鋼筋籠的質(zhì)量;固定鋼筋籠上口，加快水下混凝土澆筑，必要時(shí)可添加緩凝劑保證混凝土的塌落度在180～220mm范圍內(nèi)?；炷两咏摻罨\底部時(shí)，控制導(dǎo)管埋入混凝土在1.5～2m范圍內(nèi);在鋼筋籠穩(wěn)定埋入混凝土前做到澆一斗混凝土，測一次導(dǎo)管埋深。待鋼筋籠穩(wěn)定埋入混凝土后即可正常澆筑，導(dǎo)管埋入混凝土不宜大于6m。鋼筋籠上浮時(shí)應(yīng)停止?jié)仓?，檢查導(dǎo)管埋深，拆除部分導(dǎo)管，保持導(dǎo)管埋深為2～5m;導(dǎo)管掛籠時(shí)用先降后升，脫鉤后上提導(dǎo)管。

3.4斷樁

1、常見原因分析：

1）卡管導(dǎo)致斷樁

當(dāng)遇到土質(zhì)不好的施工環(huán)境時(shí)，塌孔的可能性極大，塌孔后土使導(dǎo)管的埋置深度增加，嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管無法拔出從而造成斷樁?；炷恋乃涠冗^小也容易導(dǎo)致卡管。

2）導(dǎo)管進(jìn)水導(dǎo)致斷樁

導(dǎo)管在連接處一般都采用橡膠墊圈來進(jìn)行密閉。樁孔底部水壓力大，如果導(dǎo)管連接處沒有擰緊，橡膠墊圈安裝錯(cuò)誤或橡膠墊圈老化失效都是造成導(dǎo)管漏水的原因。導(dǎo)管漏水可能導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部，泥漿一旦進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部將會(huì)與混凝土混合在一起，從而形成密度較大的雜質(zhì)混合物，孔內(nèi)混凝土無法銜接，導(dǎo)致斷樁。

3）堵管導(dǎo)致斷樁

堵管現(xiàn)象主要分為兩種，一種是氣堵，當(dāng)混凝土滿管下落時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土（或泥漿）面至導(dǎo)管口的空氣被壓縮，當(dāng)導(dǎo)管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)就出現(xiàn)氣堵現(xiàn)象。另外一種堵管現(xiàn)象為物堵，混凝土施工性能不好，石子較多，或混凝土原材料內(nèi)有雜物等，在混凝土垂直下落時(shí)，石子或雜物在導(dǎo)管內(nèi)形成拱塞導(dǎo)致堵管。

4）混凝土澆筑不連續(xù)導(dǎo)致斷樁

2、防治措施：

1）水下混凝土灌注時(shí)遵循上述2.4規(guī)定。

2）針對(duì)不同的地質(zhì)條件采取不同的措施。塌孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度，適當(dāng)加大泥漿比重。若是孔口塌方，說明護(hù)筒埋置太淺或護(hù)筒周圍的土未夯實(shí)，開鉆前應(yīng)特別注意把護(hù)筒埋牢固，特別是護(hù)筒底部處的埋土要夯實(shí)。

（5）在下放鋼筋籠時(shí)，應(yīng)避免鋼筋籠碰撞孔壁。

3）現(xiàn)場調(diào)整混凝土配合比

水下灌注混凝土的配合比一般要求：石子最小粒徑不小于5mm，最大粒徑不大于40mm;骨料級(jí)配宜采用Ⅱ級(jí)配;混凝土的含砂率一般采用40%～50%;每方混凝土水泥用量不低于360kg;嚴(yán)格控制混凝土進(jìn)入導(dǎo)管時(shí)的塌落度，混凝土實(shí)際配制強(qiáng)度宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高10%～15%。

4）導(dǎo)管的安裝和拆除由專人負(fù)責(zé);為防止導(dǎo)管漏水，禁止使用變形的導(dǎo)管和有損壞和老化的橡膠墊圈;控制導(dǎo)管每次提升高度，做到勤拔勤測，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度。

四、結(jié)束語

混凝土灌注樁的隱蔽性極強(qiáng)，施工工序也是不可逆轉(zhuǎn)的，一旦成樁就沒有補(bǔ)救措施，因此質(zhì)量控制為重中之重。在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理，做到全過程管控，全員參與，做到一次達(dá)標(biāo)，一次成優(yōu)的效果。同時(shí)還需要提高施工班組的專業(yè)素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

（1）中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008，2008-04-22