論文導(dǎo)讀：鉆孔灌注樁是工程中常用的基礎(chǔ)形式，其成樁質(zhì)量對(duì)工程安全有著至關(guān)重要的作用。本文從施工及監(jiān)理的角度，較為詳盡的闡述了鉆孔灌注樁的施工技術(shù)及質(zhì)量監(jiān)理的要點(diǎn)并對(duì)現(xiàn)階段設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題提出了個(gè)人意見(jiàn)。著重就鉆孔灌注樁的施工藝藝、施工準(zhǔn)備、砼灌注過(guò)程的質(zhì)量控制及常見(jiàn)的故障處理進(jìn)行了簡(jiǎn)單討論和分析，并提出了一些相應(yīng)韻措施。
一、前言
近幾年，隨著大批高層建筑及高等級(jí)公路的建設(shè)，作為基礎(chǔ)承力普遍采用的一種形式——鉆孔灌注樁，在現(xiàn)階段的施工中得到了廣泛應(yīng)用。但在施工過(guò)程中因工藝落后、地下施工，情況不明確等原因仍存在較多問(wèn)題，本文著重從工程實(shí)踐及監(jiān)理的角度，對(duì)鉆孔灌注樁的主要問(wèn)題進(jìn)行探討。鉆孔灌注樁是民用和工業(yè)建筑廣泛應(yīng)用的一種基礎(chǔ)形式，具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工操作簡(jiǎn)單、設(shè)備投入不大等優(yōu)點(diǎn)。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行，其施工過(guò)程無(wú)法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行直接開(kāi)挖驗(yàn)收，它又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的一種基礎(chǔ)形式。分析鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中可能發(fā)生的事故，進(jìn)行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，確�；A(chǔ)工程安全的重要措施。本文根據(jù)鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析鉆孔灌注樁施工過(guò)程中可能存在的幾種質(zhì)量問(wèn)題以及相應(yīng)的防范措施，和對(duì)施工與監(jiān)理的管理做了詳細(xì)探討。
二．施工監(jiān)理與工程管理
按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范施工并不存在什么團(tuán)難，然而施工質(zhì)量卻常常達(dá)不到要求
，如施工單位在施工中能對(duì)最薄弱的環(huán)節(jié)予以關(guān)注，予以加強(qiáng)，就能收到事半功倍的效果。
下面對(duì)鉆孔灌注樁施工中影響承載力的施工監(jiān)理的要點(diǎn)作一剖析。
(一)施工監(jiān)理要點(diǎn)
1．孔的垂直度
鉆孔灌注樁的垂直度是保證承載能力的重要一環(huán)，目前絕大多數(shù)的施工現(xiàn)場(chǎng)不檢查垂直度，有的單位沒(méi)有檢查設(shè)備或根本不知道如何檢測(cè)，有的單位則因測(cè)孔斜費(fèi)時(shí)費(fèi)力不愿多此一舉，斜率超標(biāo)，樁的受力狀態(tài)被改變，樁頭偏位，影響上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量，嚴(yán)重影響鋼筋籠的安置；在砂土類地層中孔壁極易塌孔，沉渣不宜清除。 為避免傾斜，在鉆機(jī)就位和鉆孔過(guò)程中，要隨時(shí)注意校核鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)傾斜及時(shí)糾正。對(duì)于地基不均勻、土層呈斜狀分布和土層中夾有大的孤石或其它硬物的情形，施工前必須作好準(zhǔn)備。在不均勻地層中鉆孔時(shí)，鉆機(jī)自重大、鉆桿剛度大較為有利。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。處理大孤石和堅(jiān)硬巖石，采用自重磊的復(fù)合式輪鉆或換用沖擊鉆都是有效的方法。 導(dǎo)正裝置經(jīng)工程實(shí)踐表明，也是防止孔斜的簡(jiǎn)單有效的方法。終孔后再發(fā)現(xiàn)孔斜糾正起來(lái)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且修孔常使樁的充盈系數(shù)增大，最大達(dá)1．6以上。
2．孔深
在惡性工程事故的樁基工程中，孔深不到位的例子很多，對(duì)于孔深的量測(cè)應(yīng)是監(jiān)理工作的重點(diǎn)，實(shí)際操作中應(yīng)注意的問(wèn)題有：
（1）測(cè)量有誤達(dá)不到設(shè)計(jì)深度。一般施工隊(duì)常用的測(cè)繩一經(jīng)水泡就會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，
有的收縮量可達(dá) lcm／1m左右，測(cè)50m的孔就會(huì)產(chǎn)生o．5m左右的誤差。更大的測(cè)量誤差是由于測(cè)繩易斷引起的，斷了以后不知道的人仍以斷處為起點(diǎn)繼續(xù)使用，往往可差數(shù)米。采用細(xì)鋼絲測(cè)繩要當(dāng)心數(shù)標(biāo)松動(dòng)錯(cuò)位。徹底避免誤測(cè)的辦法是在施工現(xiàn)場(chǎng)或附近地面上設(shè)置長(zhǎng)度標(biāo)記作為準(zhǔn)繩，每次終孔一定測(cè)繩拿去核實(shí)。
�。�2）鉆孔入巖濃度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，更多的是由于地層分布不均勻，如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈導(dǎo)致判斷失誤。因此入巖深度的控制引起設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)檢部門的共同重視。入巖深度的控制因鉆孔工藝不同而有所區(qū)別。反循環(huán)工藝和沖擊鉆成孔的樁，可采用巖樣鑒別法。此外，還需注意每個(gè)樁的入巖和終孔的巖樣最好留樣備案，直至工程使用正常，沉降穩(wěn)定。正循環(huán)工藝成孔的樁由于取不到完整巖樣確定嵌巖深度很困難。較可靠的辦法是認(rèn)真分析鉆探資料，根據(jù)各鉆孔土層分布情況綜合評(píng)判場(chǎng)地地質(zhì)概況，然后做出巖層分布的等高線圖，按等高線圖確定成孔深度。因本法有一定的隨機(jī)性，應(yīng)適當(dāng)加
大安全系數(shù)，有時(shí)尚需適當(dāng)補(bǔ)充鉆探孔，在某些缺少鉆孔的控制區(qū)域，也可用鉆機(jī)換取芯
鉆頭直接取巖芯判定。正循環(huán)工藝采用的方法難度大。
3．孔徑
在湖、塘、溝、谷與河漫灘地段新近沉積的粘性土和粉土中鉆孔容易出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。
尤其要重視液性指數(shù)IL>O．75呈軟塑狀態(tài)和流塑狀態(tài)的粘性土而在IL>1．o呈流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)軟土層成孔縮孔現(xiàn)象更不可避免。與孔徑有關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題有：
(1)由于孔徑小于規(guī)范要求，樁的截面縮小，承載能力降低，實(shí)際上降低了樁的安全
系數(shù)。
(2)軟弱土層一般都在地層上部，縮頸現(xiàn)象也發(fā)生在此段，而樁的內(nèi)力也是上段大，容易造成樁身抗壓強(qiáng)度不夠而破壞。
(3)由于孔徑達(dá)不到要求，導(dǎo)致鋼筋籠無(wú)保護(hù)層，樁的抗壓彎能力削弱或喪失。防治
的主要措施是加強(qiáng)對(duì)孔徑的檢測(cè)與控制，提高泥漿質(zhì)量，增大泥漿比重和粘性及稠度。鉆
頭直徑應(yīng)適當(dāng)加大，也可采用處理孔斜的導(dǎo)正器法，在導(dǎo)正器上焊一定數(shù)量的合金刀片，
在鉆進(jìn)或起鉆的過(guò)程中起掃孔作用。此外在易于產(chǎn)生縮孔的土層中施工，減少空孔時(shí)間也
是非常重要和有效的措施。
4．泥漿
在鉆孔灌注樁的施工中，無(wú)論對(duì)于成孔質(zhì)量還是最終對(duì)樁的承載能力的發(fā)揮，泥漿質(zhì)量都是相當(dāng)重要的因素。目前樁基施工隊(duì)伍絕大多數(shù)缺乏對(duì)泥漿質(zhì)量和泥漿管理的重視，泥漿質(zhì)量差，其后果是：
�。�1）形成不了護(hù)壁泥膜或形成的泥皮粘附力差，易于脫落，導(dǎo)致孔壁穩(wěn)定性差，在砂性土地層易于塌壁，在流塑狀粘土層則易于縮孔。
(2)泥漿稠度大、比重大、含砂率高，形成的泥皮質(zhì)量差、厚度大，大大降低樁的側(cè)摩阻力。
�。�3）稠漿在鋼筋籠上沉積粘附，導(dǎo)管鋼筋與砼握裹力降低。泥漿比重過(guò)大，使得
砼水下灌注阻力增大，降低砼的流動(dòng)半徑，使砼骨料大部分堆積在樁芯部位，而鋼筋籠外
幾乎無(wú)骨料，不僅樁身質(zhì)量不好而且樁的側(cè)摩阻力也難以發(fā)揮。有的工程計(jì)算承載力為
14000kN，而靜載試驗(yàn)不到5000kN就破壞，其中就有泥漿的影響。在空氣中坍落度為21cm、擴(kuò)散直徑為38cm的砼，在水中坍落度下降為16．5cm、擴(kuò)散直徑為30．5cm，而在比重為1．2的泥漿中，坍落度則為14cm，擴(kuò)散直徑只有27cm。因此，對(duì)泥漿質(zhì)量的管理決不是個(gè)小問(wèn)題，監(jiān)理一定要嚴(yán)格要求施工單位按規(guī)范要求嚴(yán)格控制。
5．沉渣與沉淤
一般把沉渣與沉淤混為一談，凡是孔底的沉積物統(tǒng)稱沉渣，實(shí)際上是有區(qū)別的。沉渣
是鉆孔過(guò)程中鉆機(jī)切削和孔壁塌落的巖士，主要是砂、礫石和碎巖硝等，而沉淤則是比重大、稠度大的劣質(zhì)泥漿由于空孔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)沉淀而成的流塑狀混合物，沉淤的厚度往往大于沉渣、沉渣與沈淤均在樁底形成軟弱隔層，能導(dǎo)致端承力喪失殆盡。沉淤的控制主要是提高泥漿質(zhì)量和減少空孔時(shí)間；沉渣的清除采用反循環(huán)成孔工藝能達(dá)到較好的效果速度能達(dá)
到2～3m/s。是正循環(huán)的40倍以上，故攜渣能力強(qiáng)。為此，可采用正循環(huán)成孔，氣舉反循環(huán)清孔的工藝。此法現(xiàn)場(chǎng)只需增加一臺(tái)6m3的空壓機(jī)即可，費(fèi)用不大，簡(jiǎn)便易行，效果良好。采用該法，關(guān)鍵是控制好孔內(nèi)泥漿面的落降，落降快、落差大則易塌孔，因此補(bǔ)漿要跟上，而且抽渣時(shí)間要短。實(shí)踐證明，應(yīng)用得當(dāng)，樁的承載力能大幅度提高。
無(wú)論采用反循環(huán)還是正循環(huán)成孔工藝，都應(yīng)重視砼灌注前的清孔。灌注前抽吸二分鐘
左右，一方面抽出一定的沉渣，另一方面泥漿的抽吸作用導(dǎo)致一部分沉渣、沉淤上浮，而
且短時(shí)間內(nèi)不會(huì)沉淀。此時(shí)灌注砼，砼墜落的巨大沖擊力還能減除最后殘余的部分沉渣
與沉淤，可基本上將孔底沉渣清除干凈。
6．砼灌注
砼灌注是最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。首先必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)強(qiáng)度配制砼。許多施工單位都是現(xiàn)場(chǎng)攪拌砼，其常見(jiàn)問(wèn)題是：1)砂石的含泥量偏大；2)配料的計(jì)量不準(zhǔn)確；3)水泥保管不善受潮。
水下砼灌注由于阻力大不易流暢灌入，于是施工單位常隨意加大水灰比，增大塌落度便于砼灌注，結(jié)果砼的強(qiáng)度等級(jí)嚴(yán)重降低。質(zhì)檢和設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)理，決不能輕易相信試塊的試驗(yàn)結(jié)果。
在保證砼質(zhì)量合格的前提下，導(dǎo)管法水下灌注砼的質(zhì)量難以控制的主要原因是：1）不能像上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗；2)由于導(dǎo)管埋在泥漿和砼中，砼的灌入阻力是相當(dāng)大的，灌入阻力可按下式估算：
R：=(D2-d2)(1lrw+12rh)／4 (1)式中， D為樁直徑：d為導(dǎo)管直徑； rww為泥漿重度；rh為砼重度；
要克服很大的灌入阻力保證砼樁身質(zhì)量，必須有相當(dāng)大的沖擊力，沖擊力越大，完成每一斗砼灌注的時(shí)間越短，砼樁身越均勻。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料，不同材料、不同粒徑則摩擦系數(shù)不一樣，因此僅靠靜力平衡產(chǎn)生的超壓力緩慢流淌，則易造成砼粗骨料在樁芯堆積，隨半徑增大而遞減。樁身不勻，則影響樁的抗壓強(qiáng)度。
目前最常見(jiàn)的水下砼灌注法的缺點(diǎn)是：
(1)在向大斗投料過(guò)程中，砼的絕大多數(shù)勢(shì)能在撞擊大斗壁的碰撞中損耗掉，砼料落
人導(dǎo)管中不連續(xù)，形不成較大的沖擊能量，使砼沒(méi)有足夠的力量向四周擠壓、擴(kuò)散，樁的摩阻力嚴(yán)重降低。此外，還容易使樁身不均勻。
(2)砼料絕大多數(shù)要經(jīng)過(guò)反彈再落入導(dǎo)管，容易造成砼離析和堵管。
(3)吊臂上下移動(dòng)速度慢，產(chǎn)生不了大的加速度，因此砼料的下落沒(méi)有足夠的超壓，
造成砼料在導(dǎo)管附近堆積成鐘形斷面。由于不能將隔漿層水平頂升，在鐘形斷面塌落時(shí)容易裹入泥漿，造成夾泥芯。
(4)由于導(dǎo)管上下移動(dòng)次數(shù)過(guò)于頻繁，使得泥漿不斷沿導(dǎo)管壁滲入砼中，影響樁身砼
質(zhì)量。
鑒于以上缺點(diǎn)，監(jiān)理應(yīng)倡導(dǎo)施工單位使用大體積砼沖擊灌注法，如樁的初斗砼灌注一樣，每一斗灌注都是將2至3方砼在大斗中積蓄夠量，出料口直接插入導(dǎo)管，然后打開(kāi)活門一次連續(xù)沖擊下去，其優(yōu)點(diǎn)是：
(1)功能大，沖擊力強(qiáng)。物體的沖擊能量與質(zhì)量和速度有關(guān)，在速度相同的情況下就
取決于質(zhì)量。根據(jù)動(dòng)量原理可得自由落體的平均沖力公式如一下：
F=mg[(2h／gt2)0．5+1] (2)式中， m為落體質(zhì)量：t為作用時(shí)間；h為落體調(diào)試g重力加速度。
假設(shè)大斗方量為2．5m3；，砼容重為22KN／m3 則m約為5．5t，假設(shè)h=30m，t=1.0s，由式(2)求得F’1872．679kN。 平均沖力是砼自重的34倍，與前面根據(jù)式(1)計(jì)算的砼灌入阻力相比大6倍。 實(shí)際瞬時(shí)沖力的峰值比平均沖力高達(dá)一倍以上。在巨大沖力的作用下，砼的向上頂升力和側(cè)向擠壓力就有了保證，樁的摩阻力和樁身砼密實(shí)性都得以提高。
(2)首斗砼灌注沖力大，沉渣、沉淤被濺開(kāi)，樁端與持力層能較好地結(jié)合，確保了端
承力的發(fā)揮。
(3)灌注時(shí)間短，樁身段骨料分布均勻，樁身段強(qiáng)度能得到保證。但用大體積砼沖擊灌入法應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
a必須注意排氣技術(shù)，防止形成氣堵，使砼料灌不下去。大斗出料口與導(dǎo)管不可用螺扣聯(lián)接成一體，會(huì)形成氣堵。應(yīng)改為插入式聯(lián)接方式，大斗出料口外徑比導(dǎo)管內(nèi)徑小2至3cm。另外，還要在出料管活門的下方焊上比導(dǎo)管外徑大2·3em的法蘭盤。
b料最好通過(guò)網(wǎng)篩(網(wǎng)眼8~lOcm左右)進(jìn)入料斗，防止夾雜大直徑塊石、水泥塊
等造成卡管。
c和易性要好，如砼離析，則容易在料斗下部和出料口處形成堆積，導(dǎo)致出料困
難，同時(shí)也容易堵塞導(dǎo)管。
d注時(shí)，吊車司機(jī)的配合也至關(guān)重要。當(dāng)打開(kāi)活門砼料下落時(shí)，必須隨砼料的
下落不斷向上提動(dòng)導(dǎo)管，提動(dòng)量要小，注意掌握時(shí)機(jī)。實(shí)踐證明，有經(jīng)驗(yàn)的吊車司機(jī)對(duì)縮
短砼的灌注時(shí)間，防止卡管、堵管事故，起相當(dāng)大的作用。
e.當(dāng)砼灌注到樁頂部位時(shí)，為了保持足夠的沖力，必須注意導(dǎo)管要留有一定的長(zhǎng)度，
一般為10m左右，灌注時(shí)及時(shí)上撥，保證高度產(chǎn)生沖力，使樁頭部分的砼質(zhì)量不至降低。
此外，不可忽視大斗和導(dǎo)管的保養(yǎng)，內(nèi)壁光滑可大大減小摩擦阻力，同時(shí)也減少堵管的發(fā)
生率。
當(dāng)施工單位機(jī)械化程度低時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)攪拌砼可采用臥式大斗，在地面裝滿料，再用吊車吊起與導(dǎo)管連接進(jìn)行灌注。在保證上述砼材料質(zhì)量合格的前提下，如每一斗砼灌注下去孔口返漿激如泉涌，則灌注質(zhì)量一定好，如孔口返漿弱如滲流，甚至反復(fù)升降導(dǎo)管不見(jiàn)泥漿返流，則灌注質(zhì)量必定欠佳。
三、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，為了不斷提高建設(shè)工程鉆孔灌注樁的質(zhì)量，監(jiān)理單位應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行來(lái)格控制并不斷進(jìn)行研究、改進(jìn)和提高。
(1)對(duì)施工單位鉆孔設(shè)備鉆頭的切削性能、泥漿的處理設(shè)備等與施工效率和質(zhì)量有關(guān)
的機(jī)具、儀器等都應(yīng)進(jìn)行檢查。
(2)不同的施工力．法其效率和質(zhì)量有很大差異，監(jiān)理應(yīng)從施工方法著手進(jìn)行預(yù)先控制。
(3)認(rèn)真研究質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的準(zhǔn)確性和可靠性，如大小應(yīng)變動(dòng)測(cè)的適用范圍等，。檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確易引起糾紛，處理不當(dāng)會(huì)降低安全度，留下工程隱患。
(4)提高和完善管理水平，應(yīng)以工序控制和事前控制為主，建立系統(tǒng)化的動(dòng)態(tài)管理制度和方法。
(5)樁的施工過(guò)程中既要做到嚴(yán)格監(jiān)理、關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站, 又要熱情服務(wù)，把質(zhì)量隱患消除在萌芽。
施工人員要認(rèn)真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，自覺(jué)實(shí)踐，一絲不茍，認(rèn)真總結(jié)，正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范；熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)文件及各項(xiàng)技術(shù)要求，刁；斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，抓好施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、水下砼灌注等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，采取各種有效的措施，保障灌注樁的成樁質(zhì)量。
