鉆孔灌注樁施工常見問題分析及預(yù)防措施

葉恒梅

【摘 要】橋梁鉆孔灌注樁施工中常見的問題主要有鉆孔過程中出現(xiàn)孔壁坍塌、鋼筋籠上浮、樁身傾斜以及混凝土灌注過程中出現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水、斷樁、縮頸等，本文針對(duì)這幾大問題進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】橋梁；鉆孔灌注樁；施工；問題；防治

鉆孔灌注樁因其具備承載力大、施工速度快、且適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)工程中，但由于橋梁基礎(chǔ)工程的施工過程為地下隱蔽工程，成樁后無法進(jìn)行開挖驗(yàn)收，因此，對(duì)鉆孔灌注樁施工過程中常見的問題進(jìn)行分析，及時(shí)做好防治措施，嚴(yán)格控制好施工質(zhì)量顯得尤為重要。

1 鉆孔時(shí)造成孔壁坍塌

在鉆孔過程中，若發(fā)現(xiàn)護(hù)筒附近地面出現(xiàn)裂紋、下沉，護(hù)筒發(fā)生傾斜，或孔中排出的泥漿不斷冒氣泡，孔內(nèi)水位有突變等跡象，則表明孔壁將會(huì)出現(xiàn)坍塌。其主要原因是土質(zhì)松散易塌，泥漿護(hù)壁效果不好。護(hù)筒周圍沒有用粘土填封密實(shí)，護(hù)筒的埋深以及水位高度不夠。鉆頭碰撞了護(hù)筒且鉆孔速度太快，空鉆時(shí)間太久。成孔后混凝土待灌以及灌注時(shí)間太長(zhǎng)。

預(yù)防措施：在松散的土層中，一定要選用粘度、比重和膠體率較大的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁。護(hù)筒的四周和底部均要用粘土填封密實(shí)，護(hù)筒的埋設(shè)深度一般要求達(dá)到2～4m，特殊情況下還需加大埋深。護(hù)筒內(nèi)泥漿的水位應(yīng)保持高出地下水位1.0～1.5m。鋼筋籠在吊裝的過程中應(yīng)對(duì)準(zhǔn)孔位并保持豎直，同時(shí)避免與孔壁發(fā)生碰撞。鋼筋籠若需接長(zhǎng)，應(yīng)快速完成焊接和下放工作。在松軟的粉砂土中鉆孔時(shí)，要控制鉆頭的進(jìn)尺速度，同時(shí)應(yīng)防止鉆頭碰撞護(hù)筒。成孔后，待灌混凝土的時(shí)間不應(yīng)超過3小時(shí)，且進(jìn)行混凝土灌注的時(shí)候，應(yīng)盡量連續(xù)快速地完成。

2 鉆孔時(shí)鋼筋籠上浮

在向樁孔內(nèi)灌注混凝土?xí)r，若鋼筋籠頂面位置超出了設(shè)計(jì)標(biāo)高，表明鋼筋籠有上浮現(xiàn)象。造成鋼筋籠骨架上浮的主要原因有：混凝土灌注漏斗過高，落料速度過快，加之導(dǎo)管底端到鋼筋籠底端的距離過大而提拔導(dǎo)管又不及時(shí)，在混凝土沖出導(dǎo)管底部時(shí)便會(huì)形成很大的反沖力將鋼筋籠拖頂上升；混凝土灌注時(shí)間過長(zhǎng)且不連續(xù)時(shí)，先澆注的混凝土與鋼筋籠之間具有了粘結(jié)力或是在溫度較高，混凝土的坍落度較小時(shí)，混凝土較快地達(dá)到初凝，后續(xù)澆注的混凝土在上升時(shí)會(huì)帶動(dòng)鋼筋籠上浮；導(dǎo)管底部距離鋼筋籠底部不足1.5m或在鋼筋籠以上不足1m時(shí)，混凝土從導(dǎo)管口流出向上翻動(dòng)時(shí)造成鋼筋籠上浮。

預(yù)防措施：控制好混凝土灌注速度，以減小對(duì)鋼筋籠的沖擊力，尤其當(dāng)混凝土灌注到鋼筋籠底時(shí)，應(yīng)保持10m3/h左右的速度緩慢地放料，直到鋼筋籠底部全部被灌入混凝土且直到導(dǎo)管口進(jìn)入鋼筋籠內(nèi)部時(shí)，方可加快放料速度?；炷恋奶涠葢?yīng)控制在18～20cm。整個(gè)灌注過程要連續(xù)均勻地下料，爭(zhēng)取在最短的時(shí)間內(nèi)完成灌注。隨時(shí)掌握混凝土的澆筑標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)灌注的混凝土接近鋼筋籠時(shí)，導(dǎo)管埋深應(yīng)控制在1.5～2.0m。當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底3m時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)管及時(shí)提升到鋼筋籠底部以上。導(dǎo)管在混凝土面的的埋深應(yīng)控制在2～4m左右。嚴(yán)禁因鋼筋籠上浮問題將導(dǎo)管拔出混凝土面。

3 鉆孔時(shí)樁身傾斜

鉆孔過程中，樁孔發(fā)生較大彎曲或出現(xiàn)垂直偏差，主要原因是鉆機(jī)安裝穩(wěn)定性差，在軟弱的地面上發(fā)生了不均勻沉陷或是作業(yè)時(shí)鉆機(jī)的鉆桿發(fā)生彎曲。主動(dòng)鉆桿較長(zhǎng)，鉆頭擺動(dòng)偏向一方。在鉆孔過程中，土層中遇到較大的孤石。在軟硬不均的土層交界處，或是在呈傾斜狀分布的土層中鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭受力不均。

預(yù)防措施：先將場(chǎng)地整平夯實(shí)，并確保鉆機(jī)在安裝時(shí)，其轉(zhuǎn)盤中心與起重滑輪在同一軸線上，并控制鉆桿位置的偏差不超過20cm。在鉆架上安裝導(dǎo)向架，使鉆桿沿著導(dǎo)向架向下鉆進(jìn)。若主動(dòng)鉆桿發(fā)生彎曲，要及時(shí)用千斤頂進(jìn)行調(diào)直。在軟硬不均的土層或是呈傾斜狀分布的巖層中鉆孔時(shí)或鉆進(jìn)時(shí)遇到孤石，應(yīng)放慢鉆速。若發(fā)現(xiàn)鉆孔已經(jīng)偏斜，應(yīng)提起鉆頭，上下反復(fù)掃孔幾次將硬土消除。對(duì)于偏斜嚴(yán)重不便糾正的情況，則應(yīng)在孔中回填粘土到偏斜處0.15m以上，待回填土沉積密實(shí)后再繼續(xù)鉆進(jìn)。

4 灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管進(jìn)水

導(dǎo)管進(jìn)水的主要原因是：首批灌注的混凝土數(shù)量太少，不足以埋沒導(dǎo)管底口，導(dǎo)致泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部。導(dǎo)管接頭處密封不好，水從接頭處滲入導(dǎo)管內(nèi)部。導(dǎo)管提升量過大以致被拔出了原混凝土面，使導(dǎo)管底口有泥水涌入。

預(yù)防措施：嚴(yán)格按照孔徑與導(dǎo)管直徑計(jì)算首批灌注的混凝土數(shù)量，保證埋沒導(dǎo)管底部1m以上。檢查導(dǎo)管接頭，確保每處接頭密封良好。灌注混凝土過程中，拔管不能太猛，且始終保證導(dǎo)管底部埋入混凝土2～4m左右。

5 灌注混凝土?xí)r斷樁

混凝土灌注完成后，樁身中出現(xiàn)混凝土凝固后某截面完全不連續(xù)或局部混凝土未凝固等部分不連續(xù)的現(xiàn)象稱為斷樁。形成斷樁的主要原因是：孔底的沉渣未沖冼干凈就直接灌注混凝土，過厚的沉渣在樁底砼與持力層間形成了一層松軟層。導(dǎo)管底部距離孔底太遠(yuǎn)，首批灌注的混凝土與泥漿混合導(dǎo)致混凝土不凝固，形成了一層疏松體充填在了樁底與持力層之間。在灌注混凝土?xí)r，由于導(dǎo)管提升過多而露出混凝土表面或?qū)Ч苊芊獠粐?yán)，導(dǎo)致泥漿滲入樁身混凝土中形成混凝土不凝體。在混凝土灌注過程中，由于停電、待料等原因，使樁身中形成了斷裂面。灌注混凝土?xí)r不經(jīng)過導(dǎo)管而直接從孔口倒入混凝土，導(dǎo)致混凝土發(fā)生離析，凝固后的樁身混凝土不密實(shí)而出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。

預(yù)防措施：成孔后，認(rèn)真清孔并及時(shí)灌注混凝土，孔底沉渣厚度對(duì)于端承樁應(yīng)不超過10cm，摩擦樁應(yīng)不超過30cm?；炷凉嘧⑦^程中，應(yīng)控制好導(dǎo)管的埋深。灌注混凝土?xí)r盡量避免停水、停電，且保證導(dǎo)管密封良好。混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)連續(xù)地、足量地灌入?？刂坪脤?dǎo)管提升的速度，且一次提升的高度應(yīng)控制在1m以內(nèi)，確保抽拔導(dǎo)管時(shí)不超出樁孔內(nèi)混凝土面。

6 灌注混凝土?xí)r縮頸

樁的實(shí)際孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑時(shí)即為縮頸現(xiàn)象。產(chǎn)生此現(xiàn)象的主要原因是：鉆孔放置時(shí)間過長(zhǎng)，孔壁坍塌，導(dǎo)管提升過高，提升的速度過快?；炷梁鸵仔圆睿瑢?dǎo)管內(nèi)混凝土存量過少，出導(dǎo)管擴(kuò)散困難造成縮頸。

防治措施：縮短成孔與混凝土灌注之間的時(shí)間，盡量在鉆孔未出現(xiàn)縮頸時(shí)完成混凝土的灌注工作。對(duì)于易坍塌的土層可適當(dāng)加大泥漿比重，將護(hù)壁的泥漿比重控制在1.3～1.4，可以增加泥漿對(duì)孔壁的支撐力，從而緩解鉆孔縮頸的程度。嚴(yán)格控制拔管速度，做到慢拔密擊。混凝土的坍落度應(yīng)滿足要求，并具有良好的和易性，且保證導(dǎo)管內(nèi)的混凝土存量略高于地面，以保持足夠的壓力使混凝土出管時(shí)能夠正常擴(kuò)散。

7 結(jié)語

在鉆孔灌注樁實(shí)際施工過程中還會(huì)出現(xiàn)其它的一些問題，且每一種問題都不是孤立存在的，因此，我們要重視鉆孔灌注樁施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠正確分析各種問題，做到提前預(yù)防，精心施工，確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

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[責(zé)任編輯：曹明明]