鉆孔灌注施工過程中常見問題及處理辦法

孫爾輝

遼寧省交通工程公司，遼寧沈陽 110166

鉆孔灌注施工過程中常見問題及處理辦法

孫爾輝

遼寧省交通工程公司，遼寧沈陽 110166

目前在國內(nèi)公路橋梁基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中，鉆孔灌注基礎(chǔ)已占據(jù)了重要地位，并向大直徑、多樣化（變截面、空心樁、變截面空心樁）方向發(fā)展。鉆孔工藝水平不斷提高，特別是引進(jìn)了許多國外先進(jìn)的大功率全液壓鉆孔機(jī)械，對國內(nèi)鉆機(jī)進(jìn)行研究改進(jìn)，基本滿足了各種樁基的施工需要。鉆孔灌注是在泥漿護(hù)壁條件下，利用機(jī)械鉆進(jìn)形成樁孔，采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔、灌注混凝土都是在水下條件進(jìn)行，工程質(zhì)量只能通過科學(xué)的過程控制和完工后的儀器檢測來確認(rèn)。因此，對施工人員的操作熟練程度、工藝水平都有較高的要求。如何有效的避免鉆孔過程中出現(xiàn)卡鉆、鉆頭掉落和灌注水下混凝土過程中發(fā)生斷樁等現(xiàn)象，發(fā)生施工質(zhì)量問題后如何盡快地處理以保證整個工程的質(zhì)量，是施工單位比較關(guān)心的問題。

鉆孔灌注；施工技術(shù)；處理辦法

1 鉆孔過程中易出現(xiàn)的問題及處理方法

1.1 護(hù)筒脫落

由于護(hù)筒背后回填質(zhì)量不好或受地面水流的浸泡等因素引起的護(hù)筒失去穩(wěn)定、脫落。

出現(xiàn)護(hù)筒脫落應(yīng)立即停止鉆孔，將鉆機(jī)移開，采取相應(yīng)措施處理。由于地面水流引起的可先切斷水流來源（在適當(dāng)位置疏通水流），排除原有地面積水，在原地面上填一層黏土使地面干燥、不滲漏，而后，重新安裝護(hù)筒（作好護(hù)筒背后填筑）恢復(fù)鉆孔施工。

1.2 偏孔

安裝就位時，由于支撐不好、樁孔地質(zhì)構(gòu)造不均勻等因素引起鉆機(jī)整體或鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜，導(dǎo)致出現(xiàn)偏孔。

因鉆機(jī)傾斜造成的偏孔，應(yīng)先移開鉆機(jī)，檢查鉆孔壁情況，如果鉆孔壁比較穩(wěn)定，則應(yīng)加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積，重新安裝鉆機(jī)恢復(fù)施工。鉆孔壁是隨時有坍塌可能的，應(yīng)將鉆孔回填至原地面，待地層靜置穩(wěn)定后重新安裝鉆機(jī)開始鉆孔。

因地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的偏孔，應(yīng)先分析巖層的走向，爾后采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧希ɑ靥畈牧弦话銥槠羽ね?、純堿、鋸末等組成的混合物）將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復(fù)施工?？字行钠钚∮?0cm的，靜置1～2h后可以繼續(xù)鉆孔。孔中心偏差大于20cm的，應(yīng)根據(jù)情況靜置2h以上的時間待地層沉積穩(wěn)定后恢復(fù)鉆孔施工。穿過傾斜巖層過程中，應(yīng)采用自重較大的復(fù)合式牙輪鉆、沖擊鉆，以慢速度鉆孔。

1.3 卡鉆

鉆孔經(jīng)過巖層分界面時相鄰巖層強(qiáng)度差別較大、操作中未及時根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆頭的行程等原因易引起“卡鉆”現(xiàn)象。針對發(fā)生“卡鉆”的原因采取相應(yīng)的方法處理。

由于“探頭石”引起的卡鉆現(xiàn)象，可以適當(dāng)往下放鉆頭，而后強(qiáng)力快速入上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。

因鉆頭穿過巖層突變處導(dǎo)致的卡鉆，可采用水下爆破的方法或用千斤頂頂推的方法進(jìn)行處理。

由于機(jī)械故障導(dǎo)致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成鉆頭無法提升現(xiàn)象，應(yīng)采取插入高壓水管置換泥漿的方法進(jìn)行處理。

1.4 坍孔

由于泥漿性能指標(biāo)不符合要求、孔內(nèi)水頭高度不夠、鉆進(jìn)速度過快等原因容易導(dǎo)致坍孔事故。

在松散粉砂土或流砂中鉆進(jìn)時，應(yīng)控制進(jìn)尺速度，選用較大相對密度、粘度、膠體率的泥漿，沖擊鉆成孔時投入粘土、卵石，低沖程鉆進(jìn)，使粘土膏、卵石擠入孔壁起護(hù)壁作用。

汛期或潮汐地區(qū)水位變化過大時，應(yīng)采取升高護(hù)筒，增高水頭，或用虹吸管、連通管等措施保證水頭相對穩(wěn)定。

如發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘質(zhì)土（或砂礫和黃土）混合物到坍孔處以1～2m，如坍孔嚴(yán)重時應(yīng)全部回填，待回填物積密實后再行鉆進(jìn)。

1.5 擴(kuò)孔和縮孔

擴(kuò)孔比較多見，一般表現(xiàn)為局部的孔徑過大。在地下水呈運動狀態(tài)、土質(zhì)松散地層處或鉆錐擺動過大，易于出現(xiàn)擴(kuò)孔，擴(kuò)孔發(fā)生的原因同坍孔相同，輕則為擴(kuò)孔，重則為坍孔。若只是孔內(nèi)局部發(fā)生坍孔而擴(kuò)孔，鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計深度則不必處理，只是混凝土灌注量大大增加。若因擴(kuò)孔后繼續(xù)坍塌影響鉆進(jìn)，應(yīng)按坍孔事故處理。

縮孔即孔徑的超?？s小，一般表現(xiàn)為鉆機(jī)鉆進(jìn)時發(fā)生卡鉆、提不出鉆頭或者提鉆異常困難的跡象?？s孔的原因主要有兩種：一種是鉆錐焊補(bǔ)不及時，嚴(yán)重磨耗的鉆錐往往鉆出較設(shè)計樁徑稍小的孔；另一種是由于地層中有軟縮土，遇水膨脹后使孔徑縮小。為防止出現(xiàn)縮孔，前者要及時修補(bǔ)磨損的鉆頭，后者要使用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁并須轉(zhuǎn)慢進(jìn)，并復(fù)鉆二三次；或者使用卷揚(yáng)機(jī)吊鉆錐上下、左右反復(fù)孔以擴(kuò)大孔徑，直至發(fā)生縮孔部位達(dá)到設(shè)計孔徑要求為止。

1.6 掉鉆

由于機(jī)械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現(xiàn)象通常稱“掉鉆”。發(fā)生“掉鉆”后，應(yīng)及時采取恰當(dāng)?shù)姆椒▽嵤┐驌啤?/p>

鉆孔壁穩(wěn)定的情況，直接用鉆機(jī)起吊“打撈器”入孔進(jìn)行打撈。打撈前，先用“探針”探明鉆頭在孔中的位置為制定打撈方案提供依據(jù)。打撈設(shè)備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的現(xiàn)象發(fā)生。

鉆孔壁出現(xiàn)局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩(wěn)定時，應(yīng)先回大孔內(nèi)泥漿的濃度，將旋轉(zhuǎn)鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強(qiáng)鉆孔壁，而后采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認(rèn)鉆頭已露出后再實施外頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續(xù)坍塌可能時，先在孔內(nèi)安裝長鋼護(hù)筒、攪拌樁圍護(hù)、帷幕法等方法加固鉆孔壁，而后打撈鉆頭。

2 灌注水下混凝土過程中易出現(xiàn)的問題及處理辦法

2.1 封底失敗

由于首批混凝土數(shù)量過小、孔底的沉碴厚度大等原因?qū)е率着炷凉嘧⑷肟缀螅磳崿F(xiàn)水下混凝土封底的現(xiàn)象稱為封底失敗。封底失敗后，應(yīng)立即暫停灌注，及時對孔內(nèi)已灌注的混凝土進(jìn)行清理。

地層穩(wěn)定性較好的，應(yīng)采取導(dǎo)管內(nèi)安裝高壓風(fēng)管進(jìn)行二次清孔的方法將已灌注的混凝土清理干凈，重新請示監(jiān)理檢查，符合規(guī)范要求后可以重新開始水下混凝土灌注。

地層穩(wěn)定性差或高壓清孔的方法不能奏效則應(yīng)及時拆除導(dǎo)管、拔除鋼筋籠，將鉆機(jī)安裝到位，將未灌注混凝土部分鉆孔回填，待地層沉積穩(wěn)定后用沖擊鉆清除已灌注的混凝土，達(dá)到孔底設(shè)計標(biāo)高后，請示監(jiān)理單位檢查合格后進(jìn)行水下混凝土灌注。

2.2 卡管

因混凝土和易性差、混凝土中含有大塊度骨料或受潮凝固的水泥塊、灌注混凝土沖擊力不足等原因?qū)е滤禄炷凉嘧⑦^程中無法繼續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象統(tǒng)稱為“卡管”。

由于混凝土質(zhì)量造成的導(dǎo)管堵塞，可以少量（根據(jù)堵管前測量及計算的導(dǎo)管埋深結(jié)果由保證導(dǎo)管最小安全埋深確定）提升導(dǎo)管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數(shù)量而后快速提升再迅速下放，以沖擊疏通導(dǎo)管的方法進(jìn)行處理。

由于混凝土沖擊力不足造成的，應(yīng)及時加長上部導(dǎo)管的長度，而后以一次性較大量混凝土沖擊灌注達(dá)到疏通導(dǎo)管的目的。

采取“二次砍球法”進(jìn)行處理。具體操作方法：將導(dǎo)管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，按照水下封底的操作方法實施二次封底。以上幾種方法處理不能奏效應(yīng)立即停止，認(rèn)為已斷樁。

2.3 斷樁

由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷（下雨、停電、機(jī)械故障等）或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷，無法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象通稱為斷樁。在灌注過程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后，應(yīng)立即停止繼續(xù)灌注，盡量將損失降低到最小。并采取以下辦法處理：斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的1//3以下時，一般采取沖擊鉆清除已灌注部分，再實施原位恢復(fù)；斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的2/3以上且距離孔口深度不大于10m時，可采用下護(hù)筒人工清理斷樁處，而后進(jìn)行鉆孔樁的接長比較經(jīng)濟(jì)；斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的1/3與2/3之間的，應(yīng)對各種處理進(jìn)行對比，選擇經(jīng)濟(jì)、可行的處理方法。墩（臺）樁布置有條件變更，樁布置改變造成的損失較小的，應(yīng)積極與設(shè)計單位聯(lián)系爭取變更設(shè)計樁布置無法改變但可以增加樁的，最好由設(shè)計單位提供增加樁方案，實施增加基樁。不具備以上兩類情況的一般應(yīng)及時采取沖擊鉆處理后原位恢復(fù)。

2.4 鋼筋籠上浮

由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中操作因素帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現(xiàn)象統(tǒng)稱鋼筋籠上浮。發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應(yīng)立即暫停灌注，采取以下措施進(jìn)行處理。

對于鋼筋籠上浮在1倍直徑以下的可以在采取有效防止上浮的措施后繼續(xù)灌注。懸吊鋼筋焊縫脫落的，應(yīng)及時補(bǔ)焊；懸吊鋼筋彎曲的情況應(yīng)增加鋼管支撐。

鋼筋籠上浮比較嚴(yán)重的必須拔出鋼筋籠，比照斷樁進(jìn)行處理。

3 結(jié)論

綜上所述，鉆孔灌注樁施工過程中容易出現(xiàn)的問題很多，雖然可對發(fā)生的問題進(jìn)行相應(yīng)的處理，但對工程的進(jìn)度、施工企業(yè)的信譽(yù)及增加施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)帶來不可忽視的影響。因此，在鉆孔灌注樁施工中必須作到每個工序嚴(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)的問題制定切實有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。

U445

A

1674-6708（2010）21-0171-02