旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)合成孔灌注樁常出現(xiàn)的問題及預(yù)防

張紅衛(wèi)

【摘 要】鉆孔灌注樁在施工過程中由于環(huán)節(jié)較多，環(huán)境、氣候、設(shè)備和操作等任何一方面或幾方面處理不當(dāng)都可能造成很嚴(yán)重后果。分析常出現(xiàn)的問題及預(yù)防、處理措施，對于提前查明并預(yù)防各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量隱患，最終保證成樁質(zhì)量，起到非常重要的作用。

【關(guān)鍵詞】旋挖鉆機(jī)；沖擊鉆機(jī)；泥漿

【Abstract】Bored piles in the construction process because of more links， environment， climate， equipment and operation of any one or several aspects of improper handling can cause very serious consequences. Analysis often problems and prevention， treatment measures for the early identification and prevention of all aspects of the quality of hidden dangers， and ultimately ensure the quality of piles， plays a very important role.

【Key words】Rotary drilling rig；Impact drill

1. 前言

有些鉆孔灌注樁工程由于地質(zhì)原因，僅用沖擊鉆機(jī)成孔，即耗費材料又延長了工期；僅用旋挖鉆機(jī)成孔，還難以完成，這樣用旋挖鉆機(jī)和沖擊鉆機(jī)合成孔，彌補(bǔ)了單獨用一種設(shè)備施工的缺點，即節(jié)省了施工成本又縮短了工期，大大提高了施工效率。兩種設(shè)備成孔增大了出現(xiàn)質(zhì)量問題的風(fēng)險，分析常出現(xiàn)的問題及預(yù)防處理措施，對于提前查明并預(yù)防各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量隱患，最終保證成樁質(zhì)量，起到非常重要的作用。

2. 旋挖鉆機(jī)成孔中常出現(xiàn)的問題及預(yù)防處理

2.1 塌孔。

2.1.1 產(chǎn)生的原因：泥漿比重不夠及其性能指標(biāo)不符合要求，使孔壁未形成堅實泥皮；護(hù)筒埋置太淺，下端孔口漏水；由于掏渣后未及時補(bǔ)充泥漿，沙礫等強(qiáng)渣地層，泥漿流失造成水頭高度不夠；松散砂層中進(jìn)度太快；提鉆頭、下放鋼筋籠碰撞孔壁。

2.1.2 預(yù)防和處理措施：在松散沙層中鉆進(jìn)時要嚴(yán)格控制進(jìn)尺，投入粘土膏等擠入孔壁起護(hù)壁作用；發(fā)生孔口坍塌時，拔出護(hù)筒用粘土回填，重新埋設(shè)再鉆；發(fā)生孔內(nèi)坍塌時，判明其位置，用砂和粘土回填到塌孔處以上1～2米，沉淀物密實后再鉆；清孔指定專人補(bǔ)漿，吊入鋼筋籠時應(yīng)對準(zhǔn)鉆孔中心豎直放入。

2.2 鉆孔傾斜。

2.2.1 產(chǎn)生原因：鉆孔中遇到較大孤石；擴(kuò)孔較大處，鉆頭擺動偏向一方；在有傾斜度的軟硬交界處鉆頭受力不均；鉆機(jī)底座不水平，鉆桿彎曲。

2.2.2 預(yù)防和處理措施：遇到孤石或傾斜的軟硬地層鉆進(jìn)時，低速鉆進(jìn)，控制進(jìn)尺；經(jīng)常檢查鉆機(jī)底座水平，鉆桿接頭，并及時調(diào)整。

2.3 擴(kuò)徑。

2.3.1 產(chǎn)生原因：孔壁坍塌。

2.3.2 預(yù)防和處理措施：局部擴(kuò)徑不影響鉆進(jìn)至設(shè)計標(biāo)高可不處理；若擴(kuò)徑后繼續(xù)坍塌，按塌孔處理。

2.4 縮徑。

2.4.1 產(chǎn)生原因：鉆頭嚴(yán)重磨損或軟塑土遇水膨脹；

2.4.2 預(yù)防和處理措施：及時焊補(bǔ)鉆頭，上下反復(fù)掃孔以至擴(kuò)大孔徑。

2.5 掉鉆落物。

2.5.1 產(chǎn)生原因：卡鉆時強(qiáng)扭；鉆桿疲勞斷裂；操作不當(dāng)，使不應(yīng)反轉(zhuǎn)的鉆機(jī)反轉(zhuǎn)，鉆桿松脫。

2.5.2 預(yù)防和處理措施：開鉆前清除孔內(nèi)雜物，用電磁鐵或其它方法；經(jīng)常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連接裝置；采用打撈鉤、打撈叉吊出。

3. 沖擊鉆機(jī)成孔中常出現(xiàn)的問題及預(yù)防處理辦法

3.1 塌孔。

3.1.1 產(chǎn)生原因：泥漿比重不當(dāng)，水頭高度不高，沖程較大等，都容易引起塌孔。

3.1.2 預(yù)防和處理辦法：選用高質(zhì)量的粘土泥漿，如果是砂層宜用比重大，黏度高的泥漿。在鉆進(jìn)中孔內(nèi)應(yīng)保持足夠的水頭高度，埋設(shè)護(hù)筒要符合規(guī)定要求，終孔后應(yīng)仍保持一定的水頭，并及時灌注水下砼。如發(fā)生孔口坍塌時，應(yīng)立即拆除護(hù)筒，并回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒后再鉆進(jìn)。發(fā)生孔內(nèi)坍塌時，可向孔內(nèi)投入土塊夾小片石重新鉆孔，采用低錘沖擊將土塊和小片石擠入孔壁制止塌孔。

3.2 鉆孔傾斜彎曲。

3.2.1 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生偏斜原因主要有地質(zhì)條件、技術(shù)措施和操作方法三個方面的問題。

3.2.2 預(yù)防方法：安裝鉆機(jī)時，鉆機(jī)支架要水平，鋼絲繩中心同樁中心在同一垂直線上；鉆進(jìn)過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鋼絲繩中心、樁中心和鉆機(jī)中心是否在同一直線上；遇到傾斜的軟硬地質(zhì)特別是有軟到硬地段應(yīng)吊住沖擊錘控制進(jìn)尺；加強(qiáng)技術(shù)管理，經(jīng)常檢查鉆孔情況，發(fā)現(xiàn)偏斜立即糾正。

3.2.3 處理方法：應(yīng)采用回填粘土加硬質(zhì)小石塊到傾斜的位置上，待沉積密實后，小沖程緩緩重新鉆孔校正。

4. 鉆孔漏漿

4.1 漏漿原因：透水性強(qiáng)的礫砂或流沙層中，過稀的泥漿向孔壁外漏失嚴(yán)重；埋設(shè)護(hù)筒時，回填土夯實不夠或護(hù)筒制作不好，接縫不嚴(yán)密或焊縫有砂眼等造成漏漿。

4.2 處理方法：發(fā)現(xiàn)漏漿時，首先應(yīng)集中力量加漿，保持必要水頭，然后根據(jù)漏漿原因決定處理方法。

5. 水下混凝土灌注容易出現(xiàn)的問題及預(yù)防處理方法

5.1 鋼筋籠上浮 ：在澆筑混凝土?xí)r，有時鋼筋籠會發(fā)生上浮，其原因及相應(yīng)對策如下。

5.1.1 由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。當(dāng)此類現(xiàn)象發(fā)生時，應(yīng)立即停止灌注混凝土，并準(zhǔn)確計算導(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。

5.1.2 鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，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。 鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導(dǎo)管埋深在1.5～2.0m。

5.2 樁底沉渣量過多。

5.2.1 清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過清孔應(yīng)盡可能的使樁孔中的沉渣全部清除，使混凝土與巖基結(jié)合完好，提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣的主要原因及處理的措施如下：渣過多主要由于施工中違犯操作規(guī)定，清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔造成的；施工中應(yīng)保證灌注樁成孔后，等待一段時間，當(dāng)沉渣沉入孔底，用撈砂鉆慢慢放入孔底，撈出孔底的沉渣。

5.2.2 當(dāng)使用的泥漿比重過小或泥漿注入量不足時，樁底的沉渣浮起困難，沉渣將堆積在樁底，影響樁與持力層的結(jié)合。工程中需采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不能用清水進(jìn)行置換。

5.2.3 鋼筋籠吊放過程中，如果鋼筋籠的軸向位置未對準(zhǔn)孔位，將會發(fā)生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土?xí)湓跇兜?；因此，鋼筋籠吊放時，務(wù)必使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。在鋼筋籠的加工工藝上，可選用冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，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。

5.2.4 清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。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。

5.3 導(dǎo)管進(jìn)水。

（1）在澆注混凝土過程中，有時會發(fā)生由于過量上提導(dǎo)管，使接頭部分產(chǎn)生漏水等情況，將造成混凝土離析、流動等質(zhì)量事故，在樁身上留下致命的質(zhì)量隱患。因此要嚴(yán)格施工管理，不得發(fā)生泥漿水進(jìn)入導(dǎo)管的質(zhì)量事故。一旦生發(fā)上述事故，可采取如下的處理措施：

（2）澆筑混凝土之前，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時，應(yīng)立即提起到導(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，建筑混凝土。

（3）在任何情況下，都應(yīng)該盡可能的將導(dǎo)管底部深深的埋在混凝土中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管上提明顯過量時，應(yīng)迅速將導(dǎo)管插到混凝土中，利用小型水泵或小口徑的抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中的水抽到之后，再繼續(xù)澆筑混凝土。

5.4 斷樁 ：由于混凝土凝固后不連續(xù)，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。造成原因及防治措施如下。

5.4.1 施工中若發(fā)生導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn)，則混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充。事故的發(fā)生，樁孔鉆成后，必須認(rèn)真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前，應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。

5.4.2 在澆注混凝土?xí)r，由于導(dǎo)管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。

施工中應(yīng)明確規(guī)定，混凝土澆注過程中，一旦開始澆筑工序，一定要連續(xù)完成改作業(yè)，確保在混凝土初凝時間內(nèi)連續(xù)澆注，在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。并隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

5.4.3 施工中還會發(fā)生澆注混凝土?xí)r，沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。

因此，施工要求中要嚴(yán)格確定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流動性，坍落度亦滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量， 避免埋下質(zhì)量事故的隱患。

6. 結(jié)束語

鉆孔灌注樁的整個施工過程都是隱蔽工作，每道工序都必須從嚴(yán)要求，保證施工質(zhì)量， 任何一道工序出現(xiàn)問題都將帶來嚴(yán)重的后果。因此，要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，必須選擇先進(jìn)的設(shè)備，合格的施工人員，嚴(yán)格把握每道工序質(zhì)量，現(xiàn)場指揮人員具有周密的組織協(xié)調(diào)能力，有高度的責(zé)任心，各部門全面配合，做到精益求精，才能保證結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011.

[2] 《建筑地基處理計術(shù)規(guī)范》JGJ79-2012.

[3] 《建筑樁基計術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008.

[4] 《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》JTG_D63-2007.

[5] 《道路橋梁工程施工手冊》（中國建筑工程出版社）.

[6] 《地基處理手冊》（中國建筑工業(yè)出版社）.

[7] 《巖土工程新技術(shù)實用手冊》（地質(zhì)科學(xué)出版社）.