摘要：文章主要介紹了大直徑嵌巖灌注樁在成孔過程中各個主要工序的質量控制的要點，以及需要注意的問題。
　　關鍵詞：嵌巖樁；過程控制；注意要點
　　大直徑嵌巖灌注樁因其沉降量小、質量可靠、安全穩定等特性在橋梁建設中得到廣泛應用，但因為樁基工程是隱蔽工程，施工過程中的過程控制是關系樁基質量的關鍵因素，特別是對沉降有嚴格要求的橋梁，其過程控制將直接決定樁基的質量。本文將重點從成樁與樁基檢測兩個方面闡述嵌巖灌注樁的質量控制。鉆孔灌注樁主要包括三個過程:鉆孔、下籠、灌注。
　　1鉆孔
　　嵌巖灌注樁是指樁底以堅硬巖石層為持力層，并嵌入至少一倍樁徑的距離。目前嵌巖灌注樁的鉆進主要以沖擊鉆進為主要掘進工藝，有時施工時上部土層鉆進可以采用旋挖、回轉鉆進工藝但樁底嵌巖掘進時基本采用沖擊鉆進的方式，上述兩種形式的結合一般稱作接力鉆進。如果協調得當，場地允許，接力鉆進可以明顯提高工效，但也存在一次鉆進完畢二次接力時需要重新鉆孔定位、樁機定位，不同鉆頭直徑有差距容易造成偏孔等缺點。對此工藝本文在此不做詳細介紹。沖擊鉆進成孔主要包括六大控制因素：定位、鉆進、泥漿、入巖、終孔、清孔。
　　1.1定位
　　首先根據圖紙在現場放點后，在現場采用對拉十字交叉線的方式做好定位點的四顆護樁，護樁要固定牢固，并保護好，避免碰撞造成移位。護樁做好之后撤掉拉線，開始埋設鉆進護筒，護筒采用鋼質且厚度保證埋入地下時不發生變形，直徑比鉆孔直徑稍大（客運鐵路專線等規范中對護筒直徑有明確規定要大于鉆頭直徑40cm），長度在2～6m，在旱地時護筒外露地面要達到30cm左右，當在有淺水的區域埋設護筒時要圍堰筑島埋設護筒，島面應高出施工水位1.5～2.0m。其主要作用是防止地表水流入孔內污染泥漿。護筒埋設頂端應高出地下水位2.0米以上。護筒底端要求對粘性土不小于1.0～1.5m。護筒安裝完成后要求內部無突出物，能耐拉、壓不漏水。護筒平面位置的偏差一般應不大于5cm，護筒斜度的偏差應不大于1%。
　　1.2鉆進
　　沖擊鉆進采用的沖錘采用十字型錘頭，一般在5～10噸的重量。鉆齒為硬質合金材料，錘直徑要比樁徑稍大。一般比樁徑大5～10cm。沖擊鉆進過程中的主要有兩項指標要嚴格控制：垂直度、孔徑。垂直度控制一直是沖擊鉆進工藝的一個難點，特別是當遇到地層變化及孤石層時更容易造成偏孔，因此在沖擊鉆進的過程中要求隨時檢測鉆孔的垂直度。鉆孔垂直度的檢測目前先進的設備有電子測斜儀，但考慮到現場施工的精度及操作的方便性一般采用現場制作的探孔器，探孔器采用較高強度的鋼筋制作，直徑與鉆頭直徑相同，長度為樁徑的4～6倍，兩頭做一個導向彎曲的籠型結構。一般鉆進5～10米時測量一次，測量時自錘頭鋼絲繩處吊下一個重錘，當鉆孔垂直時，吊錘線與測斜儀吊繩是平行的，當兩者有角度時則說明鉆孔有偏位，需要調整重新進行該部位的鉆進。當遇到孤石層時，因為巖體強度的不同及巖面平整度等原因極易造成偏孔，遇到此情況一般采用小沖程，快頻率鉆進，當有偏位時，要向孔內回填硬性的花崗巖或者鋼砂，填至與高處巖面一齊為止。然后重新沖擊鉆進，如此反復直至鉆透該處孤石。鉆孔過程中遇到的孤石有時采用爆破處理，其工藝將有專門文章進行闡述。鉆透孤石層后，要立即下放探孔器，檢驗孔徑及傾斜度，如果孔徑小于樁徑，要檢查鉆頭直徑，對鉆齒進行修補并下放鉆頭反復沖擊該處地層，直至探孔器能夠順利下入孔內。若該處地層的傾斜度較大，則要進行回填硬性巖石或鋼砂進行糾偏處理。鉆進過程中的質量控制指標要求孔徑不小于設計樁徑，傾斜度小于1%。
　　1.3泥漿
　　泥漿是關系鉆進速度及鉆孔質量的關鍵因素，在沖孔灌注樁的施工過程中，泥漿具有三種作用：攜帶鉆屑、平衡孔內壓力、護壁。泥漿具有8項指標：相對密度、粘度、含沙率、膠體率、失水率、泥皮厚、靜切力、酸堿度。其中嵌巖樁在實際施工過程中最重要的是5項指標:相對密度、粘度、含沙率、膠體率、酸堿度。在開孔之前先調好泥漿指標，如果表面土質為粘性土，且塑性指數大于25，小于0.005mm的顆粒含量大于50%的粘土可以利用原狀土自制漿，若現場不具備自造漿的粘土材料，則需要采用膨潤土或高嶺土配置泥漿，沖擊鉆進的配置泥漿性能指標如下表：
　　  泥漿性能指標

                           
　　在開孔初期泥漿粘度較大，泥漿的攜渣能力強，可以提高鉆速，隨著鉆孔深度的加大，以及地下水等的稀釋，泥漿比重會慢慢變小，就需要隨時關注泥漿的比重、粘度、含砂率。因此在鉆進過程中要在鉆進記錄上反映泥漿的比重、粘度、含砂率三項指標，如果泥漿的粘度大，就會使泥漿的流動性差從而導致比重加大，失水率加大，泥皮厚度加大對摩擦樁尤為不利，而如果泥漿比重過小接近就說明泥漿粘度小、膠體率小容易導致塌孔，因此在鉆進過程中要隨時測試泥漿的性能。
　　1.4入巖
　　嵌巖灌注樁確定入巖是一項非常重要的控制過程，地下地質情況復雜，前期的勘探都有一定的誤差，特別是在花崗巖出漏較小的區域，往往不能按照設計的深度入巖，在此情況下，就要根據根據現場的巖樣及鉆進情況和鉆進記錄來確定入巖。根據設計的入巖持力層，一般嵌巖樁均以微風化花崗巖為持力層。現場從鉆頭撈渣筒中取出巖樣，正常的沖擊鉆進的渣樣應該是成片狀、有脆性、棱角圓滑且顆粒不均勻，花崗巖由石英、長石、云母三種成分組成，似斑狀結構，以灰白、肉紅色常見，微風化花崗巖的巖樣特點是巖樣新鮮無陳舊發黃現象，顆粒色質均勻無顏色突變，敲擊時有清脆的響聲。從鉆進過程中判斷入巖，吊放鉆頭的鋼絲繩在錘擊時抖動劇烈，且左右無規則擺動，鉆頭沖程小，提起鉆頭時，鉆頭邊緣鉆齒磨損成圓弧型，站在空口附近有明顯的震動感。實際確定入巖時要聯合設計方、監理方、施工方三方到現場進行巖面的確定，并形成設計變更的書面形式。
　　1.5終孔
　　根據入巖標高，結合設計院給出的樁長，鉆至設計深度后，就可以進行終孔的工作，終孔孔深一般比設計孔深約5-10cm左右，一次終孔時泥漿比重不能太小，一般在1.2左右。并下放探孔器進行檢驗，探孔器要下入孔內，并上下反復活動，這樣即可以測量鉆孔的傾斜度，又可以把鉆孔孔壁的泥皮刮薄利于發揮樁身的側摩阻力。終孔完成之后，開始進行二次清孔的工作。
　　1.6清孔
　　清孔可分一次清孔和二次清孔，其目的在于控制樁基沉淀層，保證樁基承載力，同時也是為了灌注砼時保證質量，不出故障。清孔時不應過早地稀釋泥漿，而應加快泥漿的循環，待測定泥漿指標接近規范要求，才可稀釋。孔徑為1.8米時，可采用直徑為1.0米（或1.2米）的錘頭進行低沖程沖擊孔底，加大泛漿能力，同時可以破壞沉淀密實層。當導管下放的時間較長時，應同時進行泥漿循環，以確保泥漿的懸浮性。
　　2下放鋼筋籠
　　鉆孔灌注樁的鋼筋籠的制作主要有三個值得注意的地方：底部倒角、保護層墊塊、聲測管的安裝。
　　2.1底部倒角
　　為了避免在下放鋼筋籠的過程中刮破泥皮導致塌孔，在鋼筋籠的制作過程中要提前將鋼筋籠的底部鋼筋向內做一個倒角。
　　2.2保護層墊塊個數
　　灌注樁的保護層個數按照客運專線施工技術指南要求每平米不少于4個且成梅花型布置。籠底部要單獨伸出兩根鋼筋其長度為5-10cm，以控制鋼筋籠底部的保護層厚度。
　　2.3聲測管的安裝
　　聲測管的底部在安裝時要超過鋼筋籠的長度，保證能夠深入到鉆孔底部的巖面。在下放鋼筋籠的過程中要下放一節就要在一節聲測管中注滿水，并保證接頭處不滲漏，必要時要用膠帶纏住。下放完成后在孔口處用管帽或木塞封住，留待以后檢測。
　　3灌注
　　二次清孔完成之后，要立即進行灌注，等待時間過長，容易導致塌孔，沉渣累積等現象。水下灌注混凝土要求有較好的流動性，和易性，到達現場時塌落度控制在18020mm。鉆孔灌注樁采用水下灌注工藝，水下灌注主要有四個控制要點:首盤量、連續性、導管埋深、灌注高度。
　　3.1首盤量
　　為避免提升導管時掛鋼筋籠，導管連接一般采用絲扣連接的形式避免采用法蘭連接。水下灌注混凝土要使用密封導管，導管連接處要加橡膠密封圈。在初次灌注之前要進行水密實驗，進行水密實驗的水壓不應小于孔內水深的1.3倍，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大壓力的1.3倍，按照下式計算：
                          

　　水密實驗合格后，才允許使用該導管，在水下澆注過程中，要保證首次灌注量要將導管埋住1米以上，首次灌注混凝土量的計算如下式：
　　

　　V—首批混凝土所需方量—井孔混凝土高度到達Hc時，導管內混凝土柱需要的高度Hw—井孔內混凝土面以上水或泥漿深度。D—井孔直徑d—導管直徑h2—導管初次埋置深度，h2≥1.0mh3—導管底端至鉆孔底間隙，約0.4m;
　　                        
　　3.2灌注連續性
　　導管下放的深度以距孔底40cm左右，若距離孔底太近容易使鋼筋籠上浮，太遠則容易導致首盤量封不住導管。在導管頂部采用止水球塞或蓋板封住料斗與導管的連接處，待現場混凝土存儲量達到2車以上時，其他一切準備就緒開始灌注，待料斗內混凝土裝滿后，啟動卷揚機將蓋板拉起，混凝土迅速灌入孔內，孔口處有大量泥漿泛出，泥漿泛出速度越迅猛說明灌注效果越好，孔底沉渣被沖起，孔底越干凈。灌注開始后一定保證灌注的連續性，中間不允許間斷混凝土初凝時間以上，如果間隔達到混凝土的初凝時間以上，則該樁即可判斷為斷樁，需要重新開孔。
　　3.3導管埋深
　　灌注過程中要隨時測量灌注的深度，做好灌注記錄，保證導管在混凝土中的埋深在2～6m為宜，每次拆除導管時要仔細測量核算導管的埋深，避免將導管拔出混凝土面造成孔內事故。同時要及時將孔內返出的泥漿運走，避免泥漿淤積時導致樁身夾泥，出現斷樁現象。
　　3.4灌注高度
　　當灌注預計達到設計樁頂標高時，下入一個撈渣筒，撈取在設計標高處的混凝土面的渣樣，若渣樣里含有大量的碎石且與混凝土的骨料碎石成分相同說明已經澆注到設計標高，若渣樣里多是混凝土漿則說明混凝土面還沒有達到設計標高處。一般規定為保證灌注樁的樁頭的質量要求混凝土面得標高比設計標高高出0.5～1.0m。
　　5結束語
　　鉆孔灌注樁是一項復雜的隱蔽工程，其中需要眾多的檢驗工序，各施工環節要求銜接緊密，中間不能等待時間過長，這些都需要加強過程控制。可以這樣說樁基過程中的質量控制將決定樁基工程的質量及進度。
　　參考文獻：
　　[1]JTJ-041-89.公路橋涵施工技術規范[S].
　　[2]楊文淵、徐犇主編.橋梁施工工程師手冊[M].北京.人民交通出版社，2003年.