水利工程混凝土鉆孔灌注樁研究

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一、工程概況

河南省通許縣渦河故道邢崗引黃調蓄工程第一標段東湖大橋樁基為混凝土鉆孔灌注樁基礎，樁身直徑1.5m，混凝土強度等級為C30，橋梁樁基共計11排，每排8根，樁長45m，摩擦樁。地勘報告揭示多為粉土、粉質黏土、粉細砂、細砂。根據(jù)本工程樁基的特點及地勘報告提供的場地地質、水文情況，經(jīng)比較各種鉆機的技術性能及優(yōu)缺點，選用反循環(huán)鉆機進行施工。

二、鉆孔灌注樁常見的質量問題

（一）塌孔問題

產(chǎn)生塌孔的原因很多，主要是泥漿質量差、清孔換漿方法不當、孔內泥漿高度不足、護筒埋設過淺、鉆機鉆進速度過快或在同一位置空轉時間過長導致，一旦發(fā)生塌孔事故，會影響施工進度，增加施工成本。為避免此類情況發(fā)生，項目部在管理過程中應嚴格按照施工規(guī)范和步驟進行施工，盡量縮短鉆孔、清孔、下鋼筋籠、下導管及混凝土澆筑等工序之間的間隔，避免因操作不當發(fā)生塌孔，同時對護筒埋設深度進行控制，根據(jù)地勘資料選用合適的泥漿配比，成孔后及時進行清孔操作，鋼筋籠下放后及時測量樁底沉渣，二次清孔，確保成孔內清潔。

（二）樁孔垂直度超標問題

樁孔傾斜超過設計標準影響工程安全，可能引起無法下放鋼筋籠和導管、導管提升掛鋼筋籠等嚴重隱患，稍有不慎可能導致斷樁。因此，項目部技術管理人員應按照規(guī)范和設計要求，做好樁基施工的逐級驗收檢查工作，找到引發(fā)問題的直接原因，及時處理。如發(fā)現(xiàn)平臺或鉆桿偏移的情況需要重新調整水平及垂直度，將鉆頭提升后慢速上下掃孔，穩(wěn)定鉆進；加強孔斜率控制，每增加4至6節(jié)鉆桿進行一次測量校正。

（三）縮孔問題

產(chǎn)生該問題的主要原因有鉆頭直徑不符合要求、塑性土膨脹導致縮孔、地層軟弱、鉆進速度過快、施工方法不當?shù)??？s孔后會造成樁基承載力下降，鋼筋籠無法下放等問題，因此施工時應經(jīng)常檢查鉆頭直徑，當出現(xiàn)鉆頭磨損時應及時補焊鉆頭；仔細研究地勘報告，仔細觀察鉆渣，若發(fā)現(xiàn)含有軟弱層或塑性土時，應控制鉆進速度，上下掃孔，保證成孔質量。

（四）鋼筋籠制作和吊裝問題

樁基鋼筋籠在施工過程中容易出現(xiàn)變形、保護層厚度及安放位置不符合設計要求的問題，主要原因有堆放、起吊、運輸未按要求進行，支墊數(shù)量不足或位置不當；吊放時不垂直，入孔速度過快；清孔時沉渣或泥漿未清理干凈，造成實際孔深與設計要求不符，鋼筋籠未安放到設計深度。在鋼筋籠施工過程中，應根據(jù)進場鋼筋長度合理分段加工制作，在鋼筋加強箍上標注好主筋位置，使用焊接法實現(xiàn)主筋與加強箍的可靠連接，再利用十字內撐做好輔助支撐，保證其位置垂直；在對鋼筋籠吊裝運輸時，應在骨架兩端或中間位置設置兩吊點，第一吊點負責鋼筋籠的起吊立直，當骨架完全吊離地面后，換吊車主鉤吊第二吊點進行作業(yè)，這樣能有效避免鋼筋籠發(fā)生變形，若發(fā)現(xiàn)起吊后鋼筋籠與地面不垂直，則應及時校正，做好修整工作。

（五）斷樁問題

斷樁是指成樁后，樁身中夾雜泥土或空缺，樁身不連續(xù)，是嚴重的質量問題。常見的原因有地下水活動影響使混凝土不凝導致樁身缺陷；混凝土水膠比小，骨料粒徑偏大，未及時提升導管及導管位置傾斜，使導管堵塞，樁身混凝土斷裂；混凝土中斷灌注的時間過長導致初凝；未準確計算混凝土埋深，澆筑過程中導管阻力過大，將導管拉斷，造成斷樁；拔管過早，導致導管底口拔出混凝土面，形成斷樁；導管進水使得混凝土離析、不密實導致樁身產(chǎn)生疏松、空洞現(xiàn)象。為避免此類現(xiàn)象發(fā)生，項目部的質量管理應從事前、事中、事后入手進行嚴格控制，及時采取針對性措施，將風險和損失降至最小。

三、鉆孔灌注樁質量控制重點

（一）事前質量控制

一是做好設計圖紙及地勘報告的審查工作。識別樁基施工關鍵參數(shù)及地層情況，針對可能發(fā)生縮孔、斷樁的地層提前制定處置方案，一旦發(fā)生意外情況，及時采取處置措施，在最短時間內恢復施工。二是編制切實可行的專項施工方案。對比圖紙及地勘與現(xiàn)場環(huán)境是否有差異，在施工準備、流程、技術指標、操作規(guī)程等方面盡可能貼近現(xiàn)場，確保滿足施工規(guī)范要求。三是做好混凝土等原材料準備工作和配合比試驗。在施工前應對所需材料進行檢查和驗收，避免不合格材料進入施工現(xiàn)場，提前進行混凝土配合比試驗，選用商混供貨的項目應派駐專業(yè)質檢人員進行跟蹤檢測，同時根據(jù)施工進度計劃確定好材料庫存，避免因原材料不足導致混凝土澆筑中斷（選用商混的應確定1~2個備用站）。四是做好施工技術交底和人員素質提升工作。在施工開始前，不論是施工管理人員還是現(xiàn)場操作人員都必須熟悉施工圖紙和技術方案，了解施工過程中容易出現(xiàn)的各類問題，掌握處置措施，通過技術交底、技能培訓、圖紙會審等方式對工藝流程進行規(guī)范，切實保證施工質量。五是做好施工機械設備準備。進場前應檢驗施工設備的實際工作性能，確保樁基施工機械性能完好，導管密封性能優(yōu)良。

（二）事中質量控制

根據(jù)施工流程的各個環(huán)節(jié)做好檢查驗收工作，反循環(huán)鉆機施工的基本流程：測量定位→填筑工作平臺→場地平整→埋設護筒→復核放樣→制備泥漿→鉆機就位→鉆孔→清孔→成孔檢查→下鋼筋籠→下導管→二次清孔→灌注混凝土→破樁頭→成樁檢測，重點做好以下幾個環(huán)節(jié)的質量控制工作。

1.樁位控制

一是樁位水平坐標控制，需要測量人員根據(jù)施工圖紙精確定位樁位坐標，布置十字交線，待護筒埋設完成及鉆機就位后進行復核，確保樁位誤差在規(guī)范允許范圍之內。二是樁頂高程控制，應根據(jù)現(xiàn)場實際樁頂混凝土超灌0.5~1.0m，由于施工過程中每根樁高程不同，樁身混凝土頂面及吊筋長度也會不同，需要施工員根據(jù)打樁平臺高程數(shù)據(jù)及圖紙數(shù)據(jù)計算獲得，要認真計算復核，避免出現(xiàn)計算錯誤導致缺陷產(chǎn)生。三是垂直度控制，安裝鉆機時應使底盤水平，起重滑輪緣、固定鉆桿的卡具和護筒中心三者在同一軸線上，利用檢查尺經(jīng)常校核，每鉆進10m進行測量校正。

2.樁長控制

實踐過程中樁長控制往往依靠鉆桿下鉆長度和作業(yè)人員施工經(jīng)驗進行判定，但下鉆長度和施工經(jīng)驗同樣容易出現(xiàn)紕漏。一是鉆具長度會在鉆進中發(fā)生磨損、伸縮等情況，若部分班組所用鉆桿長度不標準或選用2種以上標準長度的鉆桿進行施工，在施工過程中或交接班時出現(xiàn)計算錯誤的情況，都會導致樁長不足或過長的問題出現(xiàn)。二是作業(yè)人員在進行孔深測量時一般使用測繩掛鉛墜或重物進行測量，當孔深較深或樁底沉渣較多時，鉛墜或重物落底手感不準同樣會導致誤判的情況。因此施工管理人員應做好鉆具長度、測量結果及鉆孔轉盤標高的復核工作，對各項數(shù)據(jù)進行嚴格控制，減小實際數(shù)值和理論數(shù)值誤差。

3.樁端質量控制

樁端（樁底）施工質量與清孔質量是密不可分的，首先應控制清孔時的泥漿質量，嚴禁清水洗孔或復用泥漿池；其次應復核導管長度，控制導管埋深，確保清孔質量；再次應嚴格控制二次清孔與灌注水下混凝土間隔時間，確保樁端沉渣滿足規(guī)范和設計要求。

4.水下混凝土質量控制水下混凝土灌注前，必須對混凝土配合比及材料質量進行檢查，混凝土坍落度控制在180~220mm；混凝土灌注時應檢查確認孔內導管長度及距離孔底的高度，及時出料發(fā)車，根據(jù)方案計算的初灌量確定發(fā)車數(shù)，保證灌注過程的充足與連續(xù)性；準確控制并測量導管埋深，確保導管埋深在2~6m，使用測繩掛重物測量時應區(qū)分進入沉渣和混凝土中的手感，保證測量數(shù)據(jù)的準確性，避免導管拔脫的現(xiàn)象發(fā)生。

（三）事后質量控制

當樁基施工完成后要做好相應的檢查驗收工作，根據(jù)規(guī)范和設計要求通過聲測法或大小應變法判斷樁基的施工質量是否合格，質量合格方可進入后續(xù)施工，如果存在質量問題，則需要進行處理，在無法補救的情況下必須拆除回填重新施工。

四、結語

在水利工程建設中，鉆孔灌注樁是重要隱蔽工程，其質量控制十分關鍵，對建筑及橋梁整體的施工質量和使用安全影響巨大，需要引起足夠的重視。鉆孔灌注樁流程較多，又在水下施工，過程中的可控性相對較差，容易出現(xiàn)質量問題，需要施工單位重視，切實做好鉆孔灌注樁的質量控制管理工作。

作者:何松原 林晨 單位:淮河水利水電開發(fā)有限公司