鉆孔灌注樁樁身缺陷原因分析及預(yù)防措施

韓冬

【摘 要】鉆孔灌注樁在基礎(chǔ)工程中十分常用，它的適應(yīng)性較強(qiáng)，而且承載能力較高，但是在施工的過程中，由于過程比較復(fù)雜，所以諸多因素都帶來質(zhì)量缺陷，嚴(yán)重影響工程的安全性?；诖?，本文從鉆孔灌注樁施工的關(guān)鍵點(diǎn)入手，分成孔過程、清孔過程和混凝土注樁過程三個(gè)方面分析產(chǎn)生缺陷的原因和預(yù)防措施，希望可以給鉆孔灌注樁相關(guān)技術(shù)的研究提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁；缺陷；預(yù)防措施

鉆孔灌注樁的承載能力較強(qiáng)，而且適用于多種環(huán)境，在施工過程中的噪音污染也較少，因此在城市的基礎(chǔ)建設(shè)中十分常用。與其他的樁型相比，鉆孔灌注樁雖然具備上述優(yōu)點(diǎn)，但是施工環(huán)節(jié)較多，而且對(duì)工藝要求較為嚴(yán)格，所以很容易出現(xiàn)各種質(zhì)量問題。例如離析和斷樁等，這些質(zhì)量問題可能會(huì)影響到整體工程的安全性，所以鉆孔灌注樁施工完成之后需要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，如果質(zhì)量不合格要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救。更多的是在施工時(shí)就采取相應(yīng)的預(yù)防措施，這樣能夠有效的提高工程整體質(zhì)量，避免二次施工。當(dāng)前我國(guó)鉆孔灌注樁的技術(shù)已經(jīng)初步成熟，只需嚴(yán)格執(zhí)行工藝標(biāo)準(zhǔn)就可以達(dá)到質(zhì)量控制的目的，但是一定要觀察實(shí)際應(yīng)用中的各類問題，從影響因素入手進(jìn)行預(yù)防和整改，以此來減少返工的經(jīng)濟(jì)損失和保證樁基的質(zhì)量。

一、鉆孔灌注樁的施工關(guān)鍵點(diǎn)

鉆孔灌注樁在施工的過程中首先要進(jìn)行樁基成孔，然后進(jìn)行混凝土澆筑，完成之后再進(jìn)行質(zhì)量檢查。在進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，主要檢查其承載能力和完整性，通過超聲波檢測(cè)其內(nèi)部是否存在缺陷。灌注樁成孔是整個(gè)鉆孔灌注樁施工的基礎(chǔ)工作，成孔的質(zhì)量直接影響到整個(gè)樁基的質(zhì)量水平，成孔之后還需要進(jìn)行清孔和混凝土灌注，這三項(xiàng)都是鉆孔灌注樁施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要針對(duì)性的采取預(yù)防措施，以此來保證樁基的穩(wěn)定性和可靠性。

二、成孔過程產(chǎn)生缺陷的原因及預(yù)防措施

（一）塌孔

在鉆孔的過程中很容易發(fā)生塌孔的現(xiàn)象，這和地質(zhì)條件有著直接的關(guān)系。在鉆孔過程中如果泥漿水位變化十分頻繁，而且出現(xiàn)大量氣泡時(shí)，就證明孔內(nèi)的泥渣較多，導(dǎo)致鉆機(jī)負(fù)載較大，這時(shí)就可以判定所鉆的孔為塌孔。造成塌孔的原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）地質(zhì)條件原因。如果鉆孔的區(qū)域地質(zhì)條件較為疏松，土層中有較多的碎石和淤泥等，就很容易發(fā)生塌孔的現(xiàn)象，這是因?yàn)殂@孔區(qū)受力不均衡導(dǎo)致的。

（2）泥漿問題。如果泥漿配比不合理，就會(huì)導(dǎo)致整體的護(hù)壁效果不佳，也會(huì)造成后期的塌孔問題。

（3）鉆速問題。如果在鉆孔時(shí)轉(zhuǎn)頭運(yùn)動(dòng)速度較快，就會(huì)帶動(dòng)水流沖擊泥漿壁，這時(shí)受到?jīng)_擊的影響，孔洞就很可能發(fā)生腐蝕和坍塌等，造成塌孔的問題。

（4）鉆孔附近的機(jī)械振動(dòng)或重物堆積。如果土質(zhì)較為疏松，鉆孔之后附近區(qū)域的機(jī)械振動(dòng)和重物堆積等就會(huì)造成土壤內(nèi)部的壓力變化，直接造成孔壁變形等問題，進(jìn)而引起塌孔的現(xiàn)象。

（5）水位過低造成的壓力問題。如果孔內(nèi)水位較低，而外界的水位較高，就會(huì)對(duì)泥漿壁造成壓力，進(jìn)而產(chǎn)生塌孔的問題。

針對(duì)塌孔問題的原因，可采取的預(yù)防措施主要如下：

（1）夯實(shí)打孔周圍土地。為了避免土質(zhì)疏松造成的塌孔問題，可對(duì)護(hù)筒周圍的土地進(jìn)行加固和夯實(shí)，這樣其承受載荷的能力就會(huì)明顯增，強(qiáng)減少塌孔的出現(xiàn)。

（2）合理配制泥漿。為了保證泥漿的質(zhì)量，需要控制好配比，粘土、添加劑和水的比例一定要科學(xué)，這樣就能有效提高泥漿護(hù)壁的質(zhì)量，增強(qiáng)泥漿的可靠性，以此來減少塌孔問題。

（3）穩(wěn)定鉆頭速度。鉆頭在鉆孔時(shí)一定要速度平穩(wěn)和均勻，這樣可以減少水流對(duì)泥漿壁的沖擊，進(jìn)而減少塌孔的問題。

（4）周圍環(huán)境控制。鉆孔時(shí)要避免大型機(jī)械在鉆孔區(qū)域內(nèi)作業(yè)，同時(shí)要及時(shí)清除建筑垃圾減少周圍環(huán)境對(duì)孔洞的影響。

（5）孔內(nèi)泥漿控制。鉆孔時(shí)要保證孔內(nèi)泥漿充足，其水位一般要高于護(hù)筒兩米左右，這樣能夠減少水壓對(duì)孔壁的沖擊。

（二）孔身傾斜

孔身傾斜是影響樁基承載力的常見缺陷它，常出現(xiàn)于沖擊成孔的工藝中。一般而言，施工過程中要求樁基成孔的中心線偏離不超過1%，如果傾斜角度過大，就會(huì)導(dǎo)致樁基受力不均勻，而且傾斜還會(huì)帶來橫向的剪力作用，降低了樁基自身的承載能力，很容易發(fā)生質(zhì)量問題。產(chǎn)生孔身傾斜的原因主要包括地質(zhì)條件差異較大和鉆孔中心線與鉆頭中心線不重合，如果鉆孔區(qū)域地質(zhì)條件差異較大，在進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，鉆頭就很容易發(fā)生偏離，造成孔身傾斜的問題。鉆孔過程中本身就有一定震動(dòng)，如果鉆頭中心線與孔身中心線不重合，也會(huì)帶來孔身傾斜的問題。

針對(duì)孔身傾斜的問題，在施工時(shí)首先要保證工具合格，例如鉆機(jī)和鉆桿等必須滿足設(shè)計(jì)的要求。在地質(zhì)不均勻的地層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，一定要控制好鉆進(jìn)的速度，同時(shí)要利用泥漿來進(jìn)行緩沖，這樣就可以有效的緩解孔身傾斜的問題。如果發(fā)生了孔身傾斜的問題，一定要結(jié)合施工的具體情況進(jìn)行分析，可以通過多次鉆孔來保證的豎直性，如果傾斜嚴(yán)重，可以進(jìn)行填土夯實(shí)，然后再重新鉆孔。

鉆孔是鉆孔灌注樁施工的基礎(chǔ)所在，也是常出現(xiàn)問題的工序，不僅影響因素較多，而且施工工藝極難把控。從上述的分析可以看出地址、泥漿、轉(zhuǎn)速、機(jī)械振動(dòng)和水位等多種原因都會(huì)影響到鉆孔的質(zhì)量，進(jìn)而造成塌孔問題，而孔身傾斜的也是如此。所以在進(jìn)行鉆孔時(shí)需要從多個(gè)方面綜合考慮，一旦出現(xiàn)問題及時(shí)整改，如果鉆孔不合格，填土夯實(shí)再重新鉆孔。雖然鉆孔問題較多，但是其整改并不會(huì)帶來過大的經(jīng)濟(jì)消耗，只需重新鉆孔即可。鉆孔完成之后一定要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，一旦后續(xù)施工中發(fā)現(xiàn)問題，再次整改就會(huì)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失。

三、清孔過程產(chǎn)生缺陷的原因及預(yù)防措施

鉆孔完成之后要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后則進(jìn)行清孔的操作，主要是調(diào)節(jié)泥漿的性能，讓泥漿和混凝土較好的結(jié)合。在該過程中比較容易出現(xiàn)的問題是沉渣過厚、塌孔和泥漿粘度不滿足要求等。在清孔過程中產(chǎn)生塌孔，一般是由于壓力不平衡造成的，還可能因?yàn)槟酀{性能不合格導(dǎo)致。如果泥漿密度和粘度都不滿足設(shè)計(jì)的要求，在清孔時(shí)就會(huì)引入大量的清水，導(dǎo)致泥漿被稀釋，產(chǎn)生塌孔的問題。樁基底部沉渣過厚主要是因?yàn)閾Q漿時(shí)沉渣淤積和清理不及時(shí)造成的，沉渣過厚會(huì)導(dǎo)致樁基底部受力不均的問題，嚴(yán)重影響后期的質(zhì)量。

針對(duì)清孔過程中的質(zhì)量缺陷，一定要把控置換清水的速度和用量，還可適當(dāng)?shù)脑谀酀{中添加水解聚丙烯和磺化褐煤，這樣能夠保證泥漿具備高性能的粘度，以便于清孔的順利完成。另外，在清孔的過程中還需要盡可能的減少操作對(duì)孔身的影響，這也是減少質(zhì)量缺陷的重要把控點(diǎn)。

清孔過程的把控相對(duì)較為簡(jiǎn)單，主要是減少清孔對(duì)成孔質(zhì)量的影響。結(jié)合當(dāng)前的實(shí)際應(yīng)用，清孔造成的質(zhì)量缺陷所占比例最小，但是在施工時(shí)仍然要注意質(zhì)量的把控，通過合理的措施減少清孔問題，提高鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

四、混凝土注樁過程產(chǎn)生缺陷的原因及預(yù)防措施

混凝土灌注是鉆孔灌注樁最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，一般也最容易出現(xiàn)問題。在混凝土注樁的過程中需要保證混凝土具備良好的性能，粘水性、黏聚性、流動(dòng)性、含水率等都要合格，這樣才能減少各類質(zhì)量問題。在混凝土注樁時(shí)容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的原因及措施主要如下。

（一）混凝土堵管

混凝土堵管在混凝土樁中十分常見，造成這種現(xiàn)象的主要原因是新舊混凝土組合效果不佳、混凝土中存在大塊碎石、混凝土流動(dòng)性較差和混凝土外加劑用量過大等原因造成的，產(chǎn)生這些問題后在混凝土注樁時(shí)就容易出現(xiàn)停頓和塌孔的現(xiàn)象。在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)需要加強(qiáng)控制，一方面是把混凝土按照比例合理搭配，另一方面要制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，加強(qiáng)灌注過程的管理，保證按量供應(yīng)。另外，在倒入混凝土?xí)r需要安裝網(wǎng)片，這樣可以減少大塊碎石存在，避免造成堵管的問題。在導(dǎo)管中還需要安裝密封圈，并且使用前進(jìn)行閉水試驗(yàn)，這樣能夠保障混凝土注樁的順利進(jìn)行。

混凝土注樁如果產(chǎn)生堵管問題就會(huì)造成壓力不均，不僅對(duì)孔洞造成沖擊，而且整體的均勻性也較差，這類問題會(huì)造成后續(xù)的樁基承載力較差，帶來嚴(yán)重的質(zhì)量問題。所以必須要合理的搭配混凝土，保證泵送壓力的平穩(wěn)性，減少混凝土中的大塊碎石，讓整個(gè)混凝土注樁平穩(wěn)勻速的進(jìn)行，這樣才可以保證混凝土樁的質(zhì)量。

（二）鋼筋浮籠

混凝土的密度較大，因此在采用反循環(huán)灌注時(shí)很容易產(chǎn)生較大的浮力，這時(shí)鋼筋在浮力的作用下會(huì)產(chǎn)生浮籠現(xiàn)象，造成鋼筋浮籠還可能是因?yàn)榛炷凉嘧⑺俣容^快和泥漿過稠等原因。針對(duì)這一問題，在進(jìn)行混凝土注樁施工之前，首先要準(zhǔn)確定位鋼筋籠的位置，保證其孔口連接的牢固性，然后根據(jù)施工要求的標(biāo)高進(jìn)行導(dǎo)管的調(diào)整，一方面控制灌注的速度，另一方面快速的插拔，保證灌注的順利進(jìn)行。當(dāng)混凝土注樁的標(biāo)高超過鋼筋籠底端4米后就應(yīng)該快速的把導(dǎo)管提起，這樣也能夠減少混凝土浮力，避免出現(xiàn)鋼筋浮籠的問題。

鋼筋浮籠會(huì)造成鋼筋籠和樁基底部接觸不均勻的問題，整體的傾斜會(huì)使樁基不夠牢固，內(nèi)部載和分布不均勻，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，這樣在經(jīng)受溫度變化時(shí)很容易產(chǎn)生裂縫的問題，嚴(yán)重影響樁基的質(zhì)量。所以一定要嚴(yán)格的控制灌注工藝，在進(jìn)行灌注時(shí)不斷的插拔導(dǎo)管，減少其中的氣泡，同時(shí)降低浮力對(duì)鋼筋籠的影響。通過這些措施可以有效的減少鋼筋浮籠的問題，提高混凝土柱樁的質(zhì)量。

（三）樁頭夾泥和導(dǎo)管拔脫

樁頭夾泥是指在進(jìn)行混凝土注樁時(shí)夾雜了周邊的泥土，這時(shí)混凝土樁基的內(nèi)部就有雜質(zhì)存在，由于兩者密度不均，很可能產(chǎn)生內(nèi)部壓力。為了減少樁頭夾泥的問題，在進(jìn)行混凝土注樁時(shí)，首先要清理周邊環(huán)境，其次施工時(shí)減少大型機(jī)械在區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，保證混凝土注樁的均勻性和穩(wěn)定性。

導(dǎo)導(dǎo)管拔脫主要是由于對(duì)混凝土表面高度量程不準(zhǔn)確造成的，導(dǎo)管埋深較小，所以在抽拔的過程中脫離混凝土。如果拔脫后導(dǎo)管內(nèi)仍然存有混凝土，可將其繼續(xù)插入混凝土進(jìn)行澆筑，保證余量的高度不小于混凝土的深度，如果導(dǎo)管拔脫后其內(nèi)部處于放空的狀態(tài)，可以將空調(diào)管插入灌注的混凝土中，用小型水泵清除表面泥漿，然后繼續(xù)灌注。為了避免導(dǎo)管拔脫的問題，在混凝土注樁開始前要選用可靠的測(cè)量?jī)x器，認(rèn)真的核對(duì)混凝土標(biāo)高，這樣才可以有效的確定導(dǎo)管埋深，避免插拔過程中造成導(dǎo)管拔脫的問題。

五、結(jié)語

鉆孔灌注樁有著諸多優(yōu)良特點(diǎn)，所以在當(dāng)前的工程基礎(chǔ)施工中十分常用，但是鉆孔灌注樁受到諸多因素的影響，質(zhì)量把控較為復(fù)雜，一旦出現(xiàn)問題，不僅會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響工程質(zhì)量。所以在進(jìn)行施工時(shí)一定要嚴(yán)格把控，執(zhí)行相關(guān)的科學(xué)規(guī)范。本文結(jié)合當(dāng)前鉆孔灌注樁的實(shí)際應(yīng)用，分成孔、清孔和混凝土注樁三個(gè)過程分析其中的質(zhì)量缺陷，結(jié)合相應(yīng)的原因探討了預(yù)防措施，希望可以給我國(guó)鉆孔灌注樁相關(guān)技術(shù)的改進(jìn)提供一定的方向。

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