鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制
概述
鉆孔灌注樁是指用鉆孔機(jī)具在土中鉆進(jìn)邊破碎土體，邊上渣面成孔，然后在孔內(nèi)放入鋼筋骨架，灌注砼面形成的樁。
一、鉆孔方法的種類與原理
常見的鉆孔方法有以政幾種：
1 正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔
正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔是利用鉆具的旋轉(zhuǎn)切削土體鉆進(jìn)，在鉆進(jìn)的同時，泥漿泵將泥漿壓進(jìn)泥漿籠頭，通過鉆桿中心人鉆頭噴入鉆孔內(nèi)，泥漿挾帶鉆渣沿鉆孔上升，從護(hù)筒頂部排漿孔排出至沉淀地，鉆渣在此沉淀而泥漿仍進(jìn)入泥漿地循環(huán)使用，連續(xù)鉆進(jìn)至設(shè)計(jì)標(biāo)高而成孔。
2 反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔
反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔與正循環(huán)相同的成孔原理，只是泥漿循環(huán)程序正好與正循環(huán)相反，它是將泥漿用泥漿泵送至鉆孔內(nèi)，然后由真空泵或空氣吸泥機(jī)將泥漿與鉆渣從鉆桿下口吸進(jìn)，通過鉆桿中心排出到沉淀池，泥漿沉淀后再循環(huán)使用。
3 沖擊鉆進(jìn)成孔
利用鉆錐（重為10—35KN）不斷地提錐、落錐反復(fù)沖擊孔底土層，把土層中的泥砂、石塊擠向四壁或打成碎渣，鉆渣懸浮于泥漿中，利用掏渣筒取出。重復(fù)上述過程沖擊鉆進(jìn)成孔。
常見的鉆孔方法還有沖抓鉆進(jìn)成孔，潛水鉆機(jī)鉆進(jìn)成孔，空心錐沖擊鉆進(jìn)成孔，振動鉆孔機(jī)成孔，人工推鉆和機(jī)動推鉆成孔等方法，但最常用的是前三種方法，本章節(jié)所有工藝方法均是指前三種而言。
二、各種鉆孔方法適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)
1、 正反循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔
由于旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔的施工方法受到機(jī)具和動力的限制，一般適用于較細(xì)，軟的土層，如各種塑狀的粘性土、砂土夾少量粒徑小于是100—200mm的砂卵土層，在實(shí)際施工中，利用反循環(huán)鉆機(jī)也有鉆進(jìn)風(fēng)化和弱風(fēng)化的泥巖中。
正循環(huán)適用于孔徑80—160cm、孔深在30—100m的樁，而反循環(huán)適用 于在80—120cm、孔深在35—65m的樁。
正反循環(huán)的共同優(yōu)點(diǎn)是鉆進(jìn)與排渣同時連續(xù)進(jìn)行，不象其它所有的鉆進(jìn)方法，在鉆進(jìn)時不能排渣，排渣時不能鉆進(jìn)。所以在適用土層中較其它鉆進(jìn)方法鉆孔速度快的多。它們共同缺點(diǎn)是需要設(shè)置泥漿槽、沉淀池、儲漿池等。施工地點(diǎn)占地較大，需用大量水和泥漿原料。
在正反循環(huán)中，由于泥漿流向不同，所以，正循環(huán)的護(hù)壁效果較反循環(huán)要好。反循環(huán)坍孔的可能性較正循環(huán)大。但由于反循環(huán)鉆進(jìn)速度快，所以在實(shí)際施工中，只要不是粉砂等特別土質(zhì)都會采用反循環(huán)方法。
2、 沖擊鉆進(jìn)成孔
沖擊鉆的優(yōu)點(diǎn)是適用土質(zhì)廣泛，可謂“無堅(jiān)不摧”。其對于含有漂卵石、大塊石的土層及巖層，首選方法即是沖擊鉆。同時沖擊錐在下沖時，有些鉆渣可被擠入孔壁�？善鸺訌�(qiáng)孔壁防止坍孔，并增加土層與樁間的側(cè)摩阻力作用。其缺點(diǎn)是鉆普通土?xí)r，進(jìn)度比其它方法都慢，另外沖擊鉆還有其它用途。在后文中再述。
沖擊鉆適用的孔徑為80—200cm�？咨顬�50m。
第一節(jié) 鉆孔灌注樁準(zhǔn)備工作
一 施工工藝流程
鉆孔灌注樁的施工有很多工序。因成孔方法的不同和現(xiàn)場情況各異，施工工藝流程也不會完全相同。在同時進(jìn)行幾根樁施工時，要注意它們之間的密切配合，避免互相干擾和沖突。同時要保證鉆孔、灌注機(jī)具有足夠的場地。
二 場地準(zhǔn)備工作
鉆孔場地的平面尺寸應(yīng)按樁基設(shè)計(jì)的平面尺寸，鉆機(jī)數(shù)量和鉆機(jī)底座平面尺寸，鉆機(jī)移位要求，泥漿池位置，泥漿槽走向，施工方法及其它配合施工機(jī)具設(shè)施布置等情況決定。
施工場地或工作平臺的高度應(yīng)考慮施工期間可能出現(xiàn)的高水位或潮水位，并高出其上0.5—1.2m。
施工場地應(yīng)按以下不同情況進(jìn)行整理：
（一） 場地為旱地時，應(yīng)平整場地，清除雜物，換除軟土，夯打密實(shí)。鉆機(jī)底座不宜直接置于不堅(jiān)實(shí)的填土上，應(yīng)墊枕木加以穩(wěn)固，以免產(chǎn)生不均勻沉陷。
（二） 場地為陡坡時，可用機(jī)械、木挑架搭設(shè)堅(jiān)固穩(wěn)定的工作平臺。
（三） 場地為淺水時，應(yīng)采用筑島方法。當(dāng)水面深，流進(jìn)不大，不影響群眾利益，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采取截流或臨時改流方案有利時，也可改水中鉆孔為旱地鉆孔
（四） 場地為深水時，可搭水上工作平臺，工作平臺可用木樁，鋼筋砼樁基樁，頂面由縱橫梁、支撐架搭設(shè)。平臺要有足夠的強(qiáng)度支鉆孔機(jī)具，灌注機(jī)具的重量；也要有足夠的剛度，保持穩(wěn)定，并考慮洪水季節(jié)能使鉆機(jī)順利進(jìn)入和撤出場地。
（五） 場地在深水中，水流較平穩(wěn)時，也可將施工平臺架設(shè)在浮船上，就位錨固穩(wěn)定后在水上鉆孔。
三 護(hù)筒
1 護(hù)筒的作用
護(hù)筒有固定樁位，引導(dǎo)鉆錐方向，隔離地面水免其流入井孔，保護(hù)孔口不坍塌，并保證孔內(nèi)水位（泥漿）高出地下水位，或施工水位。一定高度，形成靜水壓力（水頭），以保護(hù)孔壁不致坍塌等作用。
2 護(hù)筒要求
護(hù)筒內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔樁設(shè)計(jì)直徑大。一般應(yīng)加大20—30cm護(hù)筒 的種類有多種，但現(xiàn)在施工中多用用鋼護(hù)筒 ，一般用3—5mm鋼板制作。鋼護(hù)筒堅(jiān)固耐用，重復(fù)使用次數(shù)多，用料較省，在無水河床、岸灘和深水中都可使用。
3 護(hù)筒埋設(shè)
護(hù)筒埋設(shè)工作是鉆孔灌注樁施工的開端。護(hù)筒埋設(shè)質(zhì)量對成孔，成樁的質(zhì)量都有重大影響。護(hù)筒埋設(shè)時，護(hù)筒中心軸線正測量標(biāo)定的樁位中心，其偏差應(yīng)小于5cm；并應(yīng)嚴(yán)格保持護(hù)筒的豎直位置。護(hù)筒周圍和護(hù)筒底腳應(yīng)夯實(shí)緊密，不透水。入水口周圍直接受水（泥漿）的沖刷，極易將護(hù)筒周圍填土涮走，而導(dǎo)致護(hù)筒底漏水，嚴(yán)重時可造成孔口坍塌事故。因而入水口周圍必須要注意，可用絲口袋裝土夯實(shí)等方法來加固。并在鉆孔過程中隨時檢查護(hù)筒周圍是否有裂縫，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。
護(hù)筒頂面標(biāo)高應(yīng)高出地下水位和施工最高水位1.5—2.0m在無水地層鉆孔，因護(hù)壁頂部沒有溢漿口，因此筒頂也應(yīng)高出地面0.2—0.3m。護(hù)筒底面應(yīng)低于施工最低水位。
四 泥漿
泥漿在鉆孔中的作用是：1）在孔內(nèi)產(chǎn)生較大的懸浮液壓力可防止坍孔；2）泥漿向孔外土層滲漏，在鉆進(jìn)過程中，由于鉆頭的活動，孔壁表面形成一層膠泥，具有護(hù)壁 作用，同時將孔內(nèi)外水流切斷，能穩(wěn)定孔內(nèi)水位；3）泥漿比重大，具有浮渣作用，利于鉆渣的排出。因此在鉆孔過程中，孔內(nèi)應(yīng)保持一定稠度的泥漿，一般比重以1.1—1.3為宜。在沖擊鉆進(jìn)大卵 層時可用1.4以上，粘度為10——25S，含砂率小于6%。在較好的粘土層中鉆孔，也可灌入清水，使鉆孔時孔內(nèi)自造泥漿，達(dá)到固壁效果。調(diào)制泥漿以粘土塑性指數(shù)不宜小于15。
調(diào)制泥漿時，可將粘土或膨潤土倒入泥漿池中，用人工攪拌。但在施工實(shí)際中，經(jīng)常是將粘土或膨潤土直接倒入井孔內(nèi)，鉆機(jī)開機(jī)但不進(jìn)尺或緩慢進(jìn)尺，來完成制造泥漿并護(hù)壁的過程，直至泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，再正常 進(jìn)尺鉆進(jìn)。
第二節(jié) 清孔
一 清孔的目
清孔的目的是抽換孔內(nèi)泥漿，清除鉆渣和沉淀層，盡量減少孔底沉淀厚度，防止樁底存留過厚沉淀土而降低樁的載力。其次，清孔還為灌注水下砼創(chuàng)造良好條件，使測深正確，灌注順利。
終孔檢查后，應(yīng)迅速清孔，不得停歇過久，使泥漿鉆渣沉淀增多，造成清孔工作的困難甚至坍孔。清孔后應(yīng)在最短時間內(nèi)灌注砼。
二 清孔的方法
清孔方法應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鉆孔方法，機(jī)具設(shè)備和土質(zhì)情況決定。
1 抽漿法
抽漿清孔比較徹底，適用于各種鉆孔方法的摩擦樁、嵌巖樁。但孔壁易坍塌的鉆孔使用抽漿法清孔時，操作要注意防止坍孔。
1.1 用反循環(huán)鉆孔時，可在終孔后停止進(jìn)尺，利用鉆機(jī)的反循環(huán)系統(tǒng)的泥漿泵持續(xù)吸渣5—15分鐘左右，使孔底鉆渣清除干凈。
1.2 以導(dǎo)管作為吸泥泵的吸漿管清孔，清孔完畢，將特制彎管拆除即可開始灌注水下砼，爭取時間。
2 換漿法
正循環(huán)終孔后，用1.1—1.25比重的純泥漿中迅速壓進(jìn)孔內(nèi)，把孔內(nèi)懸浮鉆渣較重的泥漿換出。其方法最適宜正循環(huán)鉆孔。
3 噴射清孔法
本方法是在灌注砼前對孔底進(jìn)行高壓射水或射風(fēng)數(shù)分鐘，使沉淀物漂浮后，立即灌注水下砼。常與其它方法清孔后或清孔過程中配合使用。鉆孔工作完畢，由于有拆卸鉆桿、鉆頭、下鋼筋骨架及導(dǎo)管等工序，沉淀厚度可能會增大，以致導(dǎo)管無法插至孔底，故常用噴射法，將沉淀層沖起飄浮。但此法在灌注砼后期易使沉淀物增厚，不易測準(zhǔn)標(biāo)高。
此外，還有掏渣、用砂漿置換鉆渣清孔法等清孔方法。
三 孔的質(zhì)量要求
1 摩擦板
清孔后的泥漿指標(biāo)含砂率4－8％，比重1.1－1.25，粘度18－20S�？椎壮恋硗恋亩戎校驊�(yīng)小于0.4－0.6倍樁直徑，大橋按6設(shè)計(jì)文件規(guī)定。
1． 3骨架的起吊和就位
鋼筋骨架可利用鉆機(jī)搭架，人字扒桿，獨(dú)腳扒桿或纜索，吊車等機(jī)具起吊。施工 應(yīng)用中常用吊車起吊，此方法方便簡單，靈活，并且吊車還可用于隨后的砼灌注，為了保證骨架起吊時不變形，對于長骨架，起吊前應(yīng)在骨架內(nèi)部臨時綁扎數(shù)根杉木桿，以加強(qiáng)其剛度，以吊車起吊為例，吊點(diǎn)的位置一般在骨架的三分之二處，若骨架超過20米，則應(yīng)設(shè)在離上端四分之一處，用長鋼絲繩配合吊環(huán)，將骨架慢慢吊起垂直地面。離開地面后，將其擺正，徐徐放入孔口。嚴(yán)禁擺動碰撞孔壁。骨架進(jìn)入鉆孔后，可由下至上地逐個解去綁扎杉木桿的綁點(diǎn)。解去后，杉木桿受水的浮力自行浮出水面后即可取去。但在杉木桿上浮過程中，要時查數(shù)木桿的個數(shù)，以防被鋼筋骨架卡住，帶入孔內(nèi)， 若發(fā)現(xiàn)缺少木桿，一定要把鋼筋籠吊起，找到木桿后再續(xù)降骨架，當(dāng)骨架下降到吊點(diǎn)附近的加勁箍筋接近孔口時，可用木桿或鋼釬（視骨架輕重而定）等穿過加勁箍筋的下方，將骨架臨時支承于孔口的枕木或木方上，將吊環(huán)移至骨架上端，取出臨時支承，下降到骨架最后一個加勁箍處，再臨時支承。然后吊起第二節(jié)骨架，對正后同第一節(jié)骨架焊接，接頭完成后，再骨架下降，如此循環(huán)直至全部骨架降至設(shè)計(jì)標(biāo)高為止。由于有時骨架的標(biāo)高要在孔口以政幾米處，無法卸吊環(huán)及控制標(biāo)高，此時可在最后一節(jié)骨架頂端用粗鋼筋 加焊兩至四個大吊鉤，或焊接引來吊骨架并控制標(biāo)高，可用枕木調(diào)節(jié)吊鉤與護(hù)筒頂標(biāo)高的高度來控制鋼筋骨架的頂標(biāo)高，最后標(biāo)高偏差不大于5厘米。
第三節(jié) 灌注水下砼
一 灌注機(jī)具的準(zhǔn)備
1 導(dǎo)管
導(dǎo)管是灌注水下砼的重要工具，用鋼板卷制焊接而成。
導(dǎo)管分節(jié)長度應(yīng)便于拆裝和搬動。并小于導(dǎo)管提升設(shè)備的提升高度，中間節(jié)一般長2－4米左右。下端節(jié)可加長至4－6米。為便于調(diào)節(jié)漏斗高度及封底時導(dǎo)管高度，可在漏斗下配一根長約1米的上端導(dǎo)管。中間節(jié)兩端和下端節(jié)上端焊有法蘭盤，以便用螺栓互相連接。管與管的法蘭盤之間加一膠皮墊以防止導(dǎo)管漏水。每使完一次，都要檢查導(dǎo)管是否有漏水現(xiàn)象，膠皮墊是否老化漏水。如有應(yīng)及時更換膠皮墊，導(dǎo)管有眼孔時，及時焊補(bǔ)。長提出一節(jié)用完的導(dǎo)管后，都應(yīng)及時將導(dǎo)管用水清洗干凈。碼放整齊以備下次應(yīng)用。
