關(guān)于水下灌注樁基常見(jiàn)問(wèn)題及處理

陳裕新

摘要：橋梁樁基和高層建筑施工經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)積累和總結(jié)，取得了較大的成功，為樁基建設(shè)的進(jìn)步和發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的前景。但由于樁基礎(chǔ)是在水下、地面以下施工，受其影響在施工過(guò)程在紅不為人預(yù)知的事故還是常有發(fā)生，采取相應(yīng)的措施，盡可能避免事故擴(kuò)大或把損失控制在最小限度是人們一直在努力探索和要進(jìn)行的工作。

關(guān)鍵詞：水下施工 鉆孔灌注樁 施工技術(shù)

0 引言

鉆孔灌注樁在各類(lèi)土木工程中廣泛應(yīng)用，具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前在國(guó)內(nèi)公路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中鉆孔灌注樁基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位，但灌注樁地下施工不可預(yù)計(jì)因素多，工程質(zhì)量較難控制，樁基施工既有機(jī)械操作，又有鋼筋加工、混凝土拌制和灌注等多種工作，工序種類(lèi)繁多，影響因素多，水下混凝土施工要求嚴(yán)格，稍有不慎，就可能出現(xiàn)孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等，可能造成質(zhì)量事故，因此，施工中必須嚴(yán)格監(jiān)管質(zhì)量。

1 施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題

1.1 成孔偏斜 原因：①施工場(chǎng)地不平整，不堅(jiān)實(shí)，在支架上鉆孔時(shí)，支架的承載力不足，發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆桿不垂直。②鉆機(jī)部件磨損，接頭松動(dòng)，鉆桿彎曲。③鉆頭晃動(dòng)偏離軸線(xiàn)，擴(kuò)孔較大。④遇有地下障礙物，把鉆頭擠向一側(cè)。

1.2 縮孔（孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑) 原因：①軟土層受地下水位影響和周邊車(chē)輛振動(dòng)。②塑性土膨脹，造成縮孔。③鉆錘磨損過(guò)甚，焊補(bǔ)不及時(shí)。

1.3 鋼筋籠上浮 原因：①砼在進(jìn)入鋼筋籠底部時(shí)澆筑速度太快。②鋼筋籠未采取固定措施。

1.4 斷樁 原因：①砼塌落度太小，骨料太大，運(yùn)輸距離過(guò)長(zhǎng)，砼和易性差，致使導(dǎo)管堵塞，疏通堵管再澆筑砼時(shí)，中間就會(huì)形成夾泥層。②計(jì)算導(dǎo)管埋深時(shí)出錯(cuò)，或盲目提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管脫離砼面，再澆筑砼時(shí)，中間出現(xiàn)夾泥層。③鋼筋籠將導(dǎo)管卡住，強(qiáng)力拔管時(shí)，使泥漿進(jìn)入砼中。④灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導(dǎo)管拔不上來(lái)，引發(fā)斷樁事故。⑤導(dǎo)管接頭處滲漏，泥漿進(jìn)入管內(nèi)，混入砼中。⑥砼供應(yīng)中斷，不能連續(xù)澆筑，中斷時(shí)間長(zhǎng)，造成堵管事故。

2 鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題及防治措施

2.1 護(hù)筒冒水 護(hù)筒外壁冒水，嚴(yán)重的會(huì)引起地基下沉，護(hù)筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，甚至無(wú)法施工。造成原因：埋設(shè)護(hù)筒的周?chē)敛幻軐?shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞。防治措施：在埋筒時(shí)，坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)。在護(hù)筒的適當(dāng)高度開(kāi)孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí)，應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土在四周填實(shí)加固，若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí)，則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。

2.2 導(dǎo)管接送嚴(yán)重漏水，造成斷樁。發(fā)生這種故障的后果非常嚴(yán)重，進(jìn)水，使混凝土形成松散層次或囊體，出現(xiàn)浮漿夾層造成斷樁，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量，導(dǎo)致廢樁重做。

2.3 縮頸 縮頸即孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。造成原因：塑性土膨脹。防治措施：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(huì)滲水，亦不會(huì)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。

2.4 樁底沉渣量過(guò)多 造成原因：清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；泥漿比重過(guò)小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過(guò)程中，未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使泥漿沉積。防治措施：成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進(jìn)行置換。鋼筋籠吊放時(shí)，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對(duì)接鋼筋籠速度，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(guò)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(kāi)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(chǔ)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。

3 樁基礎(chǔ)水下混凝土施工中的質(zhì)量控制措施及方法

3.1 為防止導(dǎo)管接頭與導(dǎo)管漏水，施工中我們通過(guò)嚴(yán)格的事前、事中、事后控制，保證導(dǎo)管制作及具備以下條件：①足夠的抗拉強(qiáng)度，能承受其自重和盛滿(mǎn)混凝土的重量。②各節(jié)的安裝接頭所用的膠熱及法蘭的對(duì)接位置，預(yù)先試拼并作好標(biāo)記，按插導(dǎo)管時(shí)須按試拼時(shí)的狀態(tài)對(duì)號(hào)攔裝，所有的法蘭盤(pán)接頭均須墊入5-7毫米厚的橡膠墊圈，安放時(shí)須對(duì)正放平，擰緊螺栓，嚴(yán)防漏水。③內(nèi)徑應(yīng)一致，其誤差應(yīng)小于±2毫米，內(nèi)壁須光滑無(wú)阻，組拼后須用球塞、檢查錘作通過(guò)試驗(yàn)。④最下端一節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度要長(zhǎng)一些，一般為4米，其底端不得帶法蘭盤(pán)，以便在混凝土內(nèi)。每節(jié)導(dǎo)管的長(zhǎng)度要整齊統(tǒng)一，便于丈量長(zhǎng)度，并作出標(biāo)記和記錄。⑤導(dǎo)管使用前做好水密性試驗(yàn)。導(dǎo)管不要埋入混凝土過(guò)深，嚴(yán)格控制混凝土配合比、和易性等技術(shù)指標(biāo)。

3.2 為預(yù)防孔壁坍塌，我們采用了維持護(hù)筒水位簡(jiǎn)外水位高出1.3-1.4米，操作中避免碰撞孔壁，并隨時(shí)注意控制泥漿的和比重。

3.3 斷樁 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：由于導(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn)，混凝土被沖洗液稀釋?zhuān)顾冶仍龃?，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；受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體；由于在澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和起拔過(guò)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(kāi)的現(xiàn)象；澆注混凝土?xí)r，沒(méi)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(shí)堅(jiān)硬，個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。防治措施：成孔后，必須認(rèn)真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超過(guò)規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)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，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。嚴(yán)格確定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性，坍落度損失應(yīng)滿(mǎn)足灌注要求。在地下水活動(dòng)較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行處理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過(guò)程連續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過(guò)程中應(yīng)避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過(guò)多。

3.4 為保證施工質(zhì)量，水下混凝土的配合比選用要比設(shè)計(jì)強(qiáng)度高20％左右，坍塌度宜采用18-22厘米。

3.5 混凝土自攔合機(jī)出料至砍球開(kāi)寒時(shí)間不宜超過(guò)30分鐘，施工中間每間斷30分鐘后，要上下串一上導(dǎo)管，防止混凝土失去流動(dòng)性，提升導(dǎo)管困難，增加發(fā)生事故的可能性。在施工過(guò)程中，中途中斷澆注時(shí)間不宜走過(guò)30分鐘，整個(gè)樁的澆注霎時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，盡量在8小時(shí)內(nèi)完畢。