水下鉆孔灌注樁施工及事故處理方案

周興濤

摘要介紹鉆孔灌注樁適應(yīng)性；水下鉆孔灌注樁的施工工藝及水下灌注砼突發(fā)事故處理。

關(guān)鍵詞鉆孔灌注樁施工工藝突發(fā)事故

中圖分類號：TB1文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0410107—01

鉆孔灌注樁技術(shù)，因其對各種土層的適應(yīng)性強、無擠土效應(yīng)、無震害、無噪音、承載力高等優(yōu)點，在工程中得到了廣泛應(yīng)用。施工中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響到整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。因此，要求施工隊伍在施工技術(shù)措施上要嚴格控制，加強施工質(zhì)量管理，抓好施工過程中每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，力爭將隱患消除在成樁之前。

一、施工工藝

(一)泥漿護壁施工法。該施工法的過程是：平整場地－泥漿制備－埋設(shè)護筒－鋪設(shè)工作平臺－安裝鉆機并定位－鉆進成孔－清孔并檢查成孔質(zhì)量－下放鋼筋籠－灌注水下混凝土－拔出護筒－檢查質(zhì)量。

1施工準備。施工準備包括：選擇鉆機、鉆具、場地布置等。鉆機是鉆孔灌注樁施工的主要設(shè)備，可根據(jù)地質(zhì)情況和各種鉆孔機的應(yīng)用條件來選擇。

2鉆孔機的安裝與定位。安裝鉆孔機的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定，施工中易產(chǎn)生鉆孔機傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響，因此要求安裝地基穩(wěn)固。對地層較軟和有坡度的地基，可用推土機推平，墊上鋼板或枕木加固。

3埋設(shè)護筒。鉆孔成敗的關(guān)鍵是防止孔壁坍塌。當鉆孔較深時，地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持壁地下水位高的水頭，增加孔內(nèi)靜水壓力，能有效防止坍孔。護簡有隔離地表水、保護孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。

制作護筒的材料有木、鋼、鋼筋混凝土三種，護筒要求堅固耐用，不漏水，其內(nèi)徑應(yīng)比鉆孔直徑大(旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大40cm)，每節(jié)長度約2—3m。一般常用鋼護筒。

4泥漿制各。鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤滑鉆具，增大靜水壓力，并在孔壁形成泥皮，隔斷孔內(nèi)外滲流，防止坍孔的作用。調(diào)制的鉆孔泥漿及經(jīng)過循環(huán)凈化的泥漿，應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和地層情況來確定泥漿稠度，泥漿稠度應(yīng)視地層變化或操作要求機動掌握，泥漿太稀，排渣能力小、護壁效果差：泥漿太稠會削弱鉆頭沖擊功能，降低鉆進速度。

5鉆孔。鉆孔是一道關(guān)鍵工序，首先要注意開孔質(zhì)量，為此必須對好中線及垂直度，并壓好護筒。在施工中要注意不斷添加泥漿和抽渣(沖擊式用)，還要隨時檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。采用沖擊式或沖抓式鉆機施工時，附近土層因受到震動而影響鄰孔的穩(wěn)固。所以鉆好的孔應(yīng)及時清孔，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。鉆孔的順序也應(yīng)事先規(guī)劃好，既要保證下一個樁孔的旌工不影響上一個樁孔，又要使鉆機的移動距離不要過遠和相互干擾，一般可采用梅花型鉆孔。

6清孔。鉆孔的深度、直徑、位置和孔形直接關(guān)系到成樁與樁身曲直。為此，除了鉆孔過程中密切觀測監(jiān)督外，在鉆孔達到設(shè)計要求深度后，應(yīng)對孔深、孔位、孔形、孔徑等進行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計要求時，應(yīng)立即進行孔底清理，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。對于摩擦樁當孔壁容易坍塌時，要求在灌注水下混凝土前沉渣厚度不大于30cm；當孔壁不易坍塌時，不大于20cm。對于柱樁，要求在射水或射風(fēng)前，沉渣厚度不大于5cm。清孔方法是使用的鉆機不同而靈活應(yīng)用。通?？刹捎谜h(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機真空吸泥機以及抽渣筒等清孔。其中用吸泥機清孔，所需設(shè)備不多，操作方便，清孔也較徹底，但在不穩(wěn)定土層中應(yīng)慎重使用。

7灌注水下混凝土。清完孔之后，就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi)，定位后要加以固定，然后用導(dǎo)管灌注混凝土，灌注時混凝土不要中斷，否則易出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。鉆孔灌注水下混凝土的施工主要是采用導(dǎo)管灌注，混凝土的離析現(xiàn)象還會存在，但良好的配合比可減少離析程度，因此，現(xiàn)場的配合比要隨水泥品種、砂、石料規(guī)格及含水率的變化進行調(diào)整，為使每根樁的配合比都能正確無誤，在混凝土攪拌前都要復(fù)核配合比并校驗計量的準確性，嚴格計量和測試管理，并及時填入原始記錄和制作試件。

為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象，在混凝土灌注時應(yīng)加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。因為混凝土攪拌時間不足會直接影響混凝土的強度，混凝土坍落采用18cm～20cm，并隨時了解混凝土面的標高和導(dǎo)管的埋人深度。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2m-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導(dǎo)管底端提出混凝土面。當灌注至距樁頂標高8m-10m時，應(yīng)及時將坍落度調(diào)小至12cm～16cm，以提高樁身上部混凝土的抗壓強度。在施工過程中，要控制好灌注工藝和操作，抽動導(dǎo)管使混凝土面上升的力度耍適中，保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤其在砂層厚的地方比較容易發(fā)生。在灌注過程中必須每灌注2-3m左右測一次混凝土面上升的高度，確定每段樁體的充盈系數(shù)，《建筑施工操作規(guī)程》規(guī)定樁身混凝土的充盈系數(shù)必須大于1。同時要認真進行記錄，這對日后發(fā)現(xiàn)有問題的樁或評價樁的質(zhì)量有很大作用。

(二)全套管施工法。全套管施工法的施工過程是：平場地、鋪設(shè)工作平臺、安裝鉆機、壓套管、鉆進成孔、安放鋼筋籠、防導(dǎo)管、澆注混凝土、拉拔套管、檢查成樁質(zhì)量。

全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外，其它的與泥漿護壁法都類同。壓入套管的垂直度，取決于挖掘開始階段的5=6m深時的垂直度。因此應(yīng)該隨使用水準儀及鉛垂校核其垂直度。

二、突發(fā)事故處理

水下砼施工前，除有常用的電源外，還必須配備有滿足正常施工的臨時電源，當常用電源中斷后，立即換上配備電源，保證砼正常連續(xù)作業(yè)。水下砼開始灌注前，必須根據(jù)樁徑大小計算出首批下灌砼量，保證下灌砼一次性將距離孔底40cm的導(dǎo)管埋入砼以下80cm以上；當首盤砼下灌過程中，由于砼和易性或機械故障等原因未使砼將導(dǎo)管埋入到所需深度時，應(yīng)立即中止砼灌注施工，重新清孔，待檢驗合格后再進行水下砼灌注。在水下砼灌注過程中，突然出現(xiàn)砼不下落，測量導(dǎo)管埋深正常，檢查砼坍落度也在正常范圍內(nèi)，這種情況應(yīng)當是導(dǎo)管出現(xiàn)了漏水，此時應(yīng)立即停止施工，將距離砼料斗最近的導(dǎo)管拆開(拆開部位必須在水面以上)，采用人工向?qū)Ч軆?nèi)灌注砼，將導(dǎo)管內(nèi)漏水擠壓出導(dǎo)管，同時查看漏水量多少，判斷導(dǎo)管漏水是否嚴重，如果水量較少，剩余砼量又不多時，可以將導(dǎo)管重新接上，適當提升導(dǎo)管后，繼續(xù)灌注砼：如果水量較多，剩余砼量又大時，必須更換與漏水導(dǎo)管同樣長度的導(dǎo)管，將更換的導(dǎo)管沿漏水導(dǎo)管下插入砼內(nèi)同樣深度，采用人工向?qū)Ч軆?nèi)灌注砼，將導(dǎo)管內(nèi)積水全部擠壓出導(dǎo)管，再將導(dǎo)管與砼料斗連接，蠕動并適當提升導(dǎo)管后，繼續(xù)灌注砼，直至砼面超出設(shè)計樁頂1米，方終止砼灌注。