淺析鉆孔灌注樁易出現(xiàn)問題的原因及防治措施

朱勇

【摘要】鉆孔灌注樁具有單樁承載力大、適應(yīng)范圍廣等特點(diǎn)，近年來在各種工程中被廣泛應(yīng)用。但由于影響質(zhì)量的因素較多，易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，本文結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，就鉆孔灌注樁施工過程中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行原因分析，并提出防治措施。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；質(zhì)量問題；原因分析；處理措施

我單位新建一棟綜合型寫字樓，框-筒結(jié)構(gòu)，樓高148米，總面積6.3萬平米，基礎(chǔ)埋置標(biāo)高下13.5米。場區(qū)有閃長巖、溶蝕帶灰?guī)r、溶洞、中分化灰?guī)r等，巖溶較發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜，設(shè)計(jì)186棵工程樁（直徑800，樁長36米）。通過低應(yīng)變、聲波透射、靜載檢測全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求，結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，下面著重對鉆孔灌注樁施工中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行原因分析，并提出防治措施。

1.鉆孔灌注樁施工中應(yīng)該注意的一些問題

鉆孔灌注樁具有隱蔽性強(qiáng)、工序不可逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，施工單位一定要嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工。但在實(shí)際施工時(shí)，往往因?yàn)榈刭|(zhì)情況的變化和施工單位對某些薄弱環(huán)節(jié)的疏忽，影響了鉆孔灌注樁的承載力。以下幾個(gè)環(huán)節(jié)是特別應(yīng)該引起注意：

1.1孔的垂直度控制

造成鉆孔傾斜的原因：（1）機(jī)器安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致；（2）地面軟弱或軟硬不均勻；（3）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，致使成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。質(zhì)量控制：先將場地夯實(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在同一軸線，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。

1.2孔深控制

由于測繩的誤差及地層分布不均勻，如巖層分布成傾斜狀或起伏變化劇烈而導(dǎo)致判斷失誤，造成孔深達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。質(zhì)量控制：一般施工隊(duì)常用的測繩一經(jīng)水泡就會出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，為避免誤差最好在施工現(xiàn)場或附近地面上設(shè)置長度標(biāo)記作為準(zhǔn)繩，每次終孔時(shí)一定要核實(shí)測繩長度。遇到地層面分布不均勻時(shí)，應(yīng)引起重視，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；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，應(yīng)認(rèn)真分析鉆探資料，根據(jù)鉆探情況做出巖層分布的等高線圖，按等高線確定成孔深度。

1.3縮頸的控制

遇到淤泥質(zhì)軟弱土層或流塑狀態(tài)的粘性土層時(shí)，容易造成縮頸現(xiàn)象，使孔徑達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，造成樁的截面縮小，導(dǎo)致鋼筋籠無保護(hù)層或保護(hù)層不夠，樁的抗壓抗彎能力削弱或喪失。質(zhì)量控制：采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時(shí)應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時(shí)間內(nèi)孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水亦不會引起膨脹?；蛟趯?dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進(jìn)或起鉆時(shí)起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸，采用上下反復(fù)掃孔的辦法以擴(kuò)大孔徑。

1.4樁底沉渣量過多的控制

造成沉渣過厚的主要原因:（1）發(fā)生塌孔時(shí)；（2）清孔時(shí)間不足或清孔后待灌時(shí)間過長；（3）泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難以將沉渣浮起。質(zhì)量控制：成孔后要盡快下鋼筋籠，灌注混凝土，減少空孔時(shí)間，從而減少沉渣；下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規(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30-40mm，應(yīng)有足夠的混凝土儲備量，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。

1.5斷樁的控制

產(chǎn)生的斷樁的主要原因：（1）砼拌和物發(fā)生離析使樁身中斷；（2）灌注中發(fā)生堵塞導(dǎo)管又未能處理好，演變?yōu)闃渡韲?yán)重夾泥，砼樁身中斷；（3）灌注時(shí)間過長，首批砼已初凝，而后灌注的砼沖破頂層與泥漿相混；或?qū)Ч苓M(jìn)水，未及時(shí)作良好處理，均會在兩層砼中產(chǎn)生部分夾有泥漿渣土的截面。防治措施：導(dǎo)管要有足夠的抗拉強(qiáng)度，能承受其自重和盛滿砼的重量；內(nèi)徑應(yīng)一致，內(nèi)壁須光滑無阻，組拼后須用球塞、檢查錘作通過試驗(yàn)，導(dǎo)管最下端一節(jié)導(dǎo)管長度要長一些，一般為4米，其底端不得帶法蘭盤；導(dǎo)管在澆灌前要進(jìn)行試拼，并做好水密性試驗(yàn)；嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深與拔管速度，導(dǎo)管不宜埋入砼過深，也不可過淺。及時(shí)測量砼澆灌深度，嚴(yán)防導(dǎo)管拔空。

2.水下混凝土灌注過程中應(yīng)注意的一些問題

混凝土灌注是灌注樁施工最后一道也是最關(guān)鍵的一道工序。在施工時(shí)必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)強(qiáng)度配制混凝土，確保砂石料及水泥的質(zhì)量。特別應(yīng)注意水灰比，混凝土的配合比應(yīng)按水下混凝土配制。以下幾個(gè)環(huán)節(jié)是特別應(yīng)該引起注意：

2.1鋼筋籠上浮

鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動(dòng)性過小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過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。防治措施：鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~4m，不宜大于5m和小于1m，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時(shí)，應(yīng)立即停止灌注混凝土，并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。

2.2導(dǎo)管進(jìn)水

在澆注混凝土過程中因過量上提導(dǎo)管，底口與孔底距離過大，混凝土流出導(dǎo)管底口時(shí)流速過快，使接頭部分產(chǎn)生漏水等情況，將造成混凝土離析、流動(dòng)等質(zhì)量事故，在樁身上留下致命的質(zhì)量隱患。防治措施：澆筑混凝土之前，對導(dǎo)管進(jìn)行密封試驗(yàn)，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即提起導(dǎo)管進(jìn)行檢查，對漏水部位進(jìn)行嚴(yán)格的防水處理后，再重新放入樁孔中；在澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)盡可能將導(dǎo)管底部深深地埋在混凝土中，提升時(shí)速度要緩慢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管上提明顯過量時(shí)，應(yīng)迅速將導(dǎo)管插到混凝土中，并利用小型水泵或小口徑的抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中的水抽凈之后，再繼續(xù)澆筑混凝土。

2.3堵管

造成堵管主要原因有如下幾個(gè)方面：粗骨料規(guī)格不符合要求；澆筑的混凝土配合比不合理，造成和易性較差，坍落度過小或過大，造成離析；水泥的初凝時(shí)間太早，特別是高溫季節(jié)；導(dǎo)管在接近孔底標(biāo)高時(shí)下落速度太快，就有可能使導(dǎo)管孔進(jìn)入混凝土（或是粘性土）中，將導(dǎo)管堵死。防治措施：嚴(yán)格把好原材料關(guān)口，粗骨料級配要嚴(yán)格配比，一般以連續(xù)級配為好，針片狀含量要小于3%，細(xì)骨料選中粗砂；水泥的初凝時(shí)間不能太早，嚴(yán)格控制水灰比，隨時(shí)掌握坍落度；下導(dǎo)管操作時(shí)，對導(dǎo)管下落的長度、孔底標(biāo)高做到心中有數(shù)，下落速度不要過快、過猛，特別接近孔底標(biāo)高時(shí)，更要小心、緩慢；初灌時(shí)如果發(fā)現(xiàn)下落不暢，泥漿浮出現(xiàn)象，就該考慮導(dǎo)管堵塞問題，可將導(dǎo)管提升上下插入幾次，如果堵塞不嚴(yán)重可以排除，否則，必須把導(dǎo)管全部提出，排除障礙后，再重新下管。

2.4斷樁

水下混凝土澆筑過程中常由于導(dǎo)管埋入太淺、孔深壓力差大、新灌注混凝土沖翻孔內(nèi)混凝土頂面，或者因操作疏忽將導(dǎo)管拔出混凝土面，而造成樁身夾泥甚至斷樁事故。防治措施：適當(dāng)加大導(dǎo)管的埋置深度，將其控制在規(guī)定范圍內(nèi)，這樣不僅能有效避免因?qū)Ч苈袢胩珳\或?qū)Ч馨温┒斐蓴鄻妒鹿剩沂箤?dǎo)管下口有足夠超壓力，可以促使混凝土頂托孔內(nèi)泥漿上升，防止樁身夾泥等局部缺陷的發(fā)生。但是，導(dǎo)管也不能埋置太深，否則，會引起鋼筋籠的上浮，還會因混凝土頂升阻力太大產(chǎn)生局部渦流，而造成樁身夾泥，或因?qū)Ч芟驴跊]有足夠的出料壓力使上部混凝土長時(shí)間不動(dòng)，坍落度損失而造成灌注不暢或其它質(zhì)量問題。因此，導(dǎo)管埋入混凝土面的深度以3～6m為宜，在灌注過程中，導(dǎo)管應(yīng)勤提勤拆。

3.結(jié)束語

鉆孔灌注樁事故處理的方法很多，難度也較大，無論采取什么先進(jìn)的辦法處理都將對工程的進(jìn)度、質(zhì)量帶來嚴(yán)重影響。因此，在鉆孔灌注樁施工中必須做到每個(gè)工序都嚴(yán)格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張有序，對可能出現(xiàn)的問題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。[科]