鉆(沖)孔灌注樁注漿技術(shù)質(zhì)量控制

1、鉆(沖)孔灌注樁注漿技術(shù)質(zhì)量控制摘要： 鉆（沖）孔灌注樁注漿技術(shù)作為建設(shè)部推廣應(yīng)用的新技術(shù)，已成為目前路橋建設(shè)、市政建設(shè)、房屋建設(shè)等工程基礎(chǔ)施工中廣泛應(yīng)用的施工技術(shù)，本文就該技術(shù)在施工過(guò)程中質(zhì)量控制進(jìn)行簡(jiǎn)述。 關(guān)鍵詞：鉆（沖）孔灌注樁注漿技術(shù) 質(zhì)量控制 問(wèn)題防治措施 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑、大型立交橋等建筑修建得越來(lái)越多，鉆（沖）孔灌注樁得到了普遍的應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于橋梁、公路、鐵路、港口、水利、電力和建筑等部分。但是，由于鉆（沖）孔過(guò)程中泥漿和樁底沉渣的影響，樁側(cè)阻力及端阻力不能得到有效發(fā)揮，致使大量建筑材料白白地埋入地下，也使鉆（沖）孔灌注樁的使用受到局限。由于樁底后壓漿能改善樁

2、的邊界條件，擴(kuò)大樁的支承面積，大幅度提高樁的承載力，從而減短樁長(zhǎng)、減少樁數(shù)、減小樁徑，提高經(jīng)濟(jì)效益，在目前的鉆（沖）孔灌注樁施工中應(yīng)用得越來(lái)越多。從有關(guān)資料了解到，目前全國(guó)每年施工的鉆（沖）孔樁總數(shù)有百萬(wàn)根之多，而鉆（沖）孔樁的單樁承載力壓漿與不壓漿可差一倍。因此不壓漿處理樁底，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有發(fā)揮樁的潛力，浪費(fèi)是十分驚人的。 鉆（沖）孔灌注樁孔底注漿技術(shù)應(yīng)用于建筑工程以提高單樁承載力，已得到廣大工程技術(shù)人員的認(rèn)同，但該技術(shù)現(xiàn)在仍沒有國(guó)家規(guī)范可以遵循。文中將針對(duì)鉆（沖）孔灌注樁樁底后壓漿的作用原理及施工中如何控制各工序質(zhì)量和合理選擇注漿參數(shù)，確?？椎鬃{效果達(dá)到預(yù)期的目的進(jìn)行探討。 采用鉆（沖）孔灌漿

3、注樁后注漿技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)，一定要做好事前準(zhǔn)備工作、施工過(guò)程中的施工質(zhì)量控制、出現(xiàn)問(wèn)題的處理措施。 一、建立嚴(yán)格的施工方案，并進(jìn)行審查 1、施工方案一旦確定采用鉆（沖）孔灌注樁后注漿技術(shù)施工，施工單位除了要編制鉆（沖）孔灌注樁施工方案外，還需編制注漿技術(shù)的專項(xiàng)施工方案，提供各種注漿參數(shù)。后注漿技術(shù)是一種新技術(shù)，不同的施工單位，因其人員的技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備及工程所在地工程地質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)和賦存狀態(tài)的不同，選擇的參數(shù)不盡相同。因此，技術(shù)人員要依據(jù)掌握的施工技術(shù)知識(shí)、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)資料和有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)方案選取的參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真的審查。 2、須選派有實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)的施工技術(shù)人員進(jìn)行管理施工。在施工過(guò)程中，

4、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員一定要進(jìn)行技術(shù)操作、責(zé)任等方面的培訓(xùn)，如工人操作失誤，將會(huì)造成嚴(yán)重后果。 3、工程機(jī)械設(shè)備一定要精良。施工過(guò)程中使用的機(jī)械設(shè)備，一定要滿足施工需要，不合格的機(jī)械不準(zhǔn)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。 二、施工過(guò)程中的質(zhì)量控制 （一）成孔質(zhì)量的控制 成孔是混凝土灌注樁施工中的一個(gè)重要工藝過(guò)程，其質(zhì)量控制的如何，將直接影響樁身的質(zhì)量和樁體的承載力。因此，在成孔的施工技術(shù)和施工質(zhì)量控制方面應(yīng)著重做好以下幾項(xiàng)工作。 1、采取隔孔施工程序。鉆（沖）孔灌注樁成孔階段是依靠泥漿來(lái)平衡的，且在進(jìn)行鉆（沖）孔灌注樁施工時(shí)會(huì)使周圍的土體松動(dòng)。故采取較適應(yīng)的樁距對(duì)防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。 2、控制垂直度。鉆（

5、沖）孔灌注樁的垂直度是保證基礎(chǔ)承載力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑尺寸準(zhǔn)確性的重要一環(huán)。產(chǎn)生斜孔或彎曲狀孔的原因主要是：鉆孔安裝就位穩(wěn)定性差，鉆機(jī)作業(yè)時(shí)震動(dòng)或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻時(shí)；土層呈斜狀分布或土層夾有大的孤石或其它硬物等情形。對(duì)于這些情況，施工前必須認(rèn)真作好準(zhǔn)備，首先將場(chǎng)地夯實(shí)平整，軌道枕木宜均勻著地；在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻硬層、斜狀巖層和碰到孤石時(shí)，鉆速要打慢檔。另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡(jiǎn)單有效的方法。 3、確保成孔深度。鉆孔的深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也往往影響灌注樁的承載力。在施工過(guò)程中自然地面的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深

6、度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平標(biāo)高和樁具的總長(zhǎng)度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問(wèn)題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測(cè)繩的測(cè)量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。 4、泥漿的制備和清孔。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔，最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護(hù)壁和清孔作用可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆（沖）孔灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)鉆（沖）孔灌注樁所

7、處的不同地質(zhì)條件，制定不同的泥漿的控制指標(biāo)。 在鉆（沖）孔灌注樁施工過(guò)程中必須嚴(yán)格進(jìn)行工藝控制，不能就地取材，選用高塑性粘土或膨潤(rùn)土拌制泥漿，并根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層的條件進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。 灌注樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.101.20，測(cè)得孔底沉渣厚度小于50mm，即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。沉放導(dǎo)管時(shí)檢查導(dǎo)管的連接是否牢固和密實(shí)，以防止漏氣漏漿而影響灌注。由于孔內(nèi)原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導(dǎo)管這段時(shí)間內(nèi)使處于懸浮狀態(tài)的沉渣再次沉到樁孔底部，最終不能被混凝土沖擊反起而成為永久性沉渣，從而影響到樁基工程的質(zhì)量。因此，必須在混凝土灌

8、注前利用導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔，當(dāng)孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求后，應(yīng)立即進(jìn)行混凝土的灌注工作。 （二）鋼筋質(zhì)量控制 1、鋼筋籠制作質(zhì)量。鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料，然后進(jìn)行取樣試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行鋼筋籠制作施工。 同時(shí)，還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長(zhǎng)度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上，由于吊環(huán)長(zhǎng)度隨底梁標(biāo)高的變化而改變，所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長(zhǎng)度，以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。 2、鋼筋籠吊放。在鋼筋籠吊放過(guò)程中，應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠連接焊縫的質(zhì)量，對(duì)質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。在下放時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位中心，一般采用正、反旋轉(zhuǎn)緩慢地逐步下沉。同時(shí)，要注意鋼筋籠能否順利

9、下放，沉放時(shí)不能碰撞孔壁；當(dāng)?shù)醴攀茏钑r(shí)，不能加壓強(qiáng)行下放，因?yàn)檫@將會(huì)造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應(yīng)停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應(yīng)提出后重新垂直吊放，如果是成孔偏斜而造成的，則要求進(jìn)行復(fù)鉆 糾偏，并在重新驗(yàn)收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能縮短沉放時(shí)間。 （三）混凝土澆筑質(zhì)量控制 1、為確保成樁質(zhì)量，要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場(chǎng)原材料質(zhì)保書（水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告），如發(fā)現(xiàn)實(shí)樣與質(zhì)保書不符，應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查，對(duì)不合格的材料（如水泥、砂、石、水質(zhì)），嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。有條件的地區(qū)爭(zhēng)取采用商品砼，可以更有效地保證砼的質(zhì)量。 2、由于灌注樁

10、不能像上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗，而且存在一定的混凝土灌入阻力，在灌注混凝土?xí)r必須克服很大的灌入阻力以保證混凝土樁身的質(zhì)量，所以最好采用大體積混凝土沖擊灌注法。每一斗灌注要將23m3混凝土在大斗中積蓄夠量，出料口直接插入導(dǎo)管，然后打開活門一次連續(xù)沖擊下去。其優(yōu)點(diǎn)是：功能大、沖擊力強(qiáng)。在巨大的沖力作用下，混凝土的向上頂升力和側(cè)向擠壓力就有了保證，樁的摩阻力和樁身混凝土密實(shí)性都可以得到保證；首斗混凝土灌注沖擊力大，沉渣、沉淤被濺開，樁端與持力層能較好地結(jié)合，確保端承力的發(fā)揮；灌注時(shí)間短，樁身段骨料分布均勻，樁身強(qiáng)度得到保證。 （四）后注漿質(zhì)量控制 1、布置注漿管（孔）。后注漿采用沿注漿孔或注漿管注入

11、水泥漿的方法。一般每樁布置2-3處注漿孔。對(duì)于鋼筋籠通長(zhǎng)布置的樁，在鋼筋籠制作時(shí)沿鋼筋籠外側(cè)綁扎直徑不小于25的鋼管2-3根（直徑大于1.6m的樁布置3根以上），管底封閉，管底端300mm長(zhǎng)度范圍內(nèi)開孔直徑6mm的小孔5-6個(gè)，采用特制橡膠環(huán)套封閉；對(duì)于非全樁配筋的樁樁端或樁身質(zhì)量缺陷，采用鉆孔抽芯（2-3處）法，然后在樁頂預(yù)埋注漿管并密封孔口。2、制漿。注漿漿液采用P0 425水泥配制純水泥漿，水灰比控制：開始水灰比取1:1,最終加濃至0506:1，適量摻加UEA膨脹劑。加固液的拌制根據(jù)注漿孔的需要量進(jìn)行，要求攪拌均勻，隨攪隨用，攪拌用水不得使用污水，漿液要過(guò)篩，嚴(yán)防雜物混入加固液內(nèi)。3、注

12、漿。在注漿前必須先進(jìn)行壓水試驗(yàn)，即往其中一個(gè)孔中先泵入清水，壓水試驗(yàn)還可幫助了解可灌性和漿液的起始濃度及壓力，同時(shí)可將孔內(nèi)的殘?jiān)鼪_洗干凈。注漿前將高壓膠管與加工有絲扣的注漿管緊密連接，注漿時(shí)開啟閥門，達(dá)到終灌標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即關(guān)閉閥門、拆卸高壓膠管，依上述順序進(jìn)入后續(xù)注漿孔的注漿工作。采用一次性灌注和復(fù)往相結(jié)合的工藝進(jìn)行注漿，首次注漿一次性注滿，同時(shí)加強(qiáng)觀察，維持一定的注漿壓力最大注漿壓力保持在2MPa左右，并維持510 min，注滿后510 min再進(jìn)行復(fù)注，以提高漿液稠度，保證注漿的效果?？卓谟袩o(wú)漿液擠出來(lái)判斷效果。二次注漿后在漿液初凝之前再進(jìn)行復(fù)注，注漿壓力隨注漿進(jìn)展呈現(xiàn)出由低到高的變化規(guī)律。如孔

13、口壁處突然冒出大量水泥漿，與注入的配制水泥漿基本一致，補(bǔ)注水泥漿即可停止。在注漿過(guò)程中，由于注漿壓力、漿液濃度和注漿量是變化的。合理地確定和控制其變化對(duì)提高注漿效果十分重要。注漿壓力隨注漿進(jìn)展呈現(xiàn)出由低到高的變化規(guī)律。若注漿過(guò)程中壓力突然急劇下降，則表明發(fā)生冒漿或漏漿現(xiàn)象，因此應(yīng)在漿液中加入相應(yīng)的添加劑和采取間歇灌漿措施以確保注漿效果。在注漿中，漿液濃度經(jīng)歷了由稀漿向濃漿變化的過(guò)程。稀漿滲透性強(qiáng)可擴(kuò)大注漿加固范圍，濃漿有刺于提高注漿加固區(qū)強(qiáng)度。在實(shí)施注射加固液過(guò)程中，當(dāng)加固樁樁頭出現(xiàn)氣泡，表明樁底、樁周或樁身混凝土內(nèi)存在空洞、間隙或混凝土松散現(xiàn)象，且具有連通性。此時(shí)通過(guò)注射加固液充填樁土交界面

14、或樁身混凝土內(nèi)存在的空間，從而保證加固樁身質(zhì)量。 三、施工過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題及防治措施 對(duì)于在施工過(guò)程中出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，主要有以下幾種： 1、樁底沉渣量過(guò)多 造成原因：清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過(guò)小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過(guò)程中，未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使泥漿沉積。 防治措施：成孔后，鉆頭提高孔底1020cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進(jìn)行置換。鋼筋籠吊放時(shí)，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁?？刹捎娩摻罨\冷壓接頭工藝加快對(duì)接鋼筋籠速度，減少空孔時(shí)

15、間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求。開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為3040cm，應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，達(dá)到清除孔底沉渣的目的。 2、鋼筋籠上浮 鋼筋籠的位置高于設(shè)計(jì)位置的現(xiàn)象 造成原因：鋼筋籠放置初始位置過(guò)高，混凝土流動(dòng)性過(guò)小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過(guò)大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時(shí)，由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠的上浮；

16、由于混凝土灌注過(guò)鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上升。 安裝鋼筋籠后要復(fù)測(cè)鋼筋籠標(biāo)高是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)采取鋼管套鋼筋籠頂施壓的方法在澆灌砼之前控制好鋼筋籠位置，確保鋼筋籠在澆灌樁身砼時(shí)不上浮。 3、鉆孔偏斜 成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。 造成原因：鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。 防治措施：先將場(chǎng)地夯實(shí)平整，軌道枕木宜均勻著地；安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm。在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí)，鉆速要打慢檔。另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡(jiǎn)單有效的方法。鉆孔偏斜時(shí)，可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無(wú)效，應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進(jìn)。 4、孔壁坍陷 鉆進(jìn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然 漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。 造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間