鉆孔灌注樁施工常見問題及處理措施

陳韶東

（廣東三穗建筑工程有限公司，廣東 吳川 524500）

1 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，我國的公路建設(shè)特別是高速公路建設(shè)得到了迅猛的發(fā)展，而橋梁工程在公路工程中占有舉足輕重的地位。鉆孔灌注樁是一種較為普遍的基礎(chǔ)形式，在公路橋梁建設(shè)中應(yīng)用廣泛。其主要施工環(huán)節(jié)包括機(jī)械鉆孔和灌注水下混凝土。樁基礎(chǔ)按傳力和作用性質(zhì)的不同，主要分為端承樁和摩擦樁。端承樁是指穿過軟弱土層并將建筑物的荷載直接傳給樁端的堅(jiān)硬土層上的樁。摩擦樁是指沉入軟弱土層一定深度，將建筑物的荷載分布到四周的土中和樁端下的土中，主要是靠樁身側(cè)面與土之間的摩擦力承受上部結(jié)構(gòu)的荷載。

2 塌孔和斜孔

2.1 塌孔

（1）護(hù)筒的制作及埋置不合理。護(hù)筒是用448 mm厚的鋼板制作成，護(hù)筒內(nèi)徑要比樁徑大200 mm～400 mm，長度一般不小于2 m，其中要保持護(hù)筒上口高出地表30 cm以上，護(hù)筒的埋置深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或樁徑及水文地質(zhì)情況確定。護(hù)筒周圍要用黏土回填并壓實(shí)，以防止護(hù)筒移位。

（2）泥漿配置不符合要求。在理論上是要求泥漿濃度越高越好，但若泥漿太濃，在后期混凝土的澆筑過程中，由于泥漿產(chǎn)生的壓力過大，混凝土上升阻力相對較大，容易造成堵管現(xiàn)象，若泥漿太稀，起不到護(hù)壁作用，因而對泥漿濃度的控制非常關(guān)鍵，應(yīng)按設(shè)計(jì)及規(guī)范要求嚴(yán)格控制泥漿的濃度，在鉆孔過程中隨時(shí)檢測泥漿的濃度，如發(fā)現(xiàn)過稀，要及時(shí)加土調(diào)漿。

（3）孔內(nèi)水頭壓力不足。在鉆孔時(shí)，要時(shí)刻保持一定的水頭高度，以保證孔內(nèi)有足夠的壓力從而保證孔身土層的平衡。當(dāng)孔內(nèi)水頭較低時(shí)，會導(dǎo)致對孔壁的壓力不足，在周圍土的壓力下，孔身無法保持平衡，就會向孔內(nèi)坍塌。為防止塌孔，正?？變?nèi)水頭要始終保持高出地下水位1 m以上，若孔內(nèi)水位下降，要及時(shí)向孔內(nèi)灌水，以維持水位。

2.2 斜孔

（1）鉆機(jī)架發(fā)生傾斜。因鉆機(jī)前端鉆頭連接鉆桿部位相對沉重，在鉆進(jìn)過程中，鉆機(jī)架會不斷地向鉆機(jī)前端發(fā)生傾斜，若場地較為軟弱，傾斜現(xiàn)象更為嚴(yán)重。因此，在對鉆機(jī)進(jìn)行調(diào)平時(shí)，往往會將鉆機(jī)前端連接鉆頭的部位較后部稍高，這樣，隨著鉆機(jī)前端的不斷下沉，慢慢的鉆機(jī)架就會恢復(fù)到豎直的狀態(tài)下。

（2）在鉆進(jìn)過程中，當(dāng)鉆頭遇到地下障礙物或堅(jiān)硬異物如巖層等時(shí)，會將鉆頭打偏，此外如果鉆頭兩側(cè)的土層一邊較軟弱松散一邊較堅(jiān)硬密實(shí)，鉆頭在堅(jiān)硬土層中鉆進(jìn)遇到的阻力比較大，會向遇到阻力相對較小的軟弱土層的一邊發(fā)生偏移并繼續(xù)鉆進(jìn)，這樣鉆頭就偏離了中心線位置，從而造成斜孔。因而，在鉆進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢測鉆頭偏移情況，如每鉆進(jìn)幾米或者每鉆進(jìn)一桿深度就進(jìn)行檢查，以便及時(shí)做出調(diào)整。

3 鋼筋籠下放不到位原因及防治措施

3.1 縮徑的主要原因

（1）塑性土膨脹。如果地下土質(zhì)層含有塑性土，在鉆孔完成之后，由于塑性作用下，土體向孔內(nèi)發(fā)生膨脹，造成孔身直徑縮小。

（2）孔內(nèi)壓力不足。當(dāng)孔內(nèi)水頭偏低，壓力不足時(shí)，孔身土在周圍土壓力下，向孔內(nèi)壓縮，使孔身直徑縮小，如果繼續(xù)壓縮的話，會導(dǎo)致塌孔。

3.2 防治措施

成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過，在成孔一段時(shí)間，孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹，如出現(xiàn)縮徑，采用上、下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

4 剪球時(shí)卡管和澆筑過程中堵管

4.1 剪球時(shí)卡管

（1）剪球制作不規(guī)范。剪球一般可用木球或混凝土制成圓柱狀，其直徑宜比導(dǎo)管內(nèi)徑小20 mm～25 mm，用30 mm～50 mm厚的橡膠圈將其包裹住。剪球的作用主要是堵住料斗下料口與導(dǎo)管的接口，以使得料斗內(nèi)保持一定數(shù)量的混凝土，在下放首批混凝土?xí)r能連續(xù)不間斷，保證首批混凝土能完全掩埋導(dǎo)管底口，防止混凝土樁出現(xiàn)夾層。

（2）混凝土施工性能不佳。由于水下混凝土澆筑的特殊性，混凝土的坍落度一般比較大，基本設(shè)計(jì)規(guī)定在18 cm～22 cm之間，如果混凝土坍落度過小或拌和不均勻，加上混凝土在料斗中粗骨料較重會下沉，可能導(dǎo)致料斗口處粗集料過于集中而互相擠壓堵塞料斗口，那樣即使剪球已下落，混凝土也難以下落。

4.2 澆筑過程中堵管

因某些原因（如斷電、機(jī)械故障等）造成混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過長，或澆筑時(shí)間過長，部分混凝土已經(jīng)初凝，使得混凝土下落阻力增大而造成堵管。這種事故要以預(yù)防為主，在澆筑前應(yīng)進(jìn)行全面檢查，充分做好事前準(zhǔn)備工作，盡可能保證混凝土澆筑的連續(xù)性。而在炎熱季節(jié)施工時(shí)，混凝土內(nèi)還應(yīng)摻加一定比例的緩凝劑，以延長混凝土的初凝時(shí)間，避免混凝土過早發(fā)生初凝，造成堵管甚至斷樁等一系列問題。如對運(yùn)輸車輛、拌和設(shè)備等要做好檢查并合理安排，在澆筑前要準(zhǔn)備好發(fā)電機(jī)，以保證在突然發(fā)生停電時(shí)能及時(shí)發(fā)電，繼續(xù)完成澆筑。如出現(xiàn)堵管，處理好后對該樁的質(zhì)量仍有疑問，則可在成樁28 d后，利用動測技術(shù)對樁身進(jìn)行檢測，原理即是利用聲波在不同介質(zhì)中傳播速度的不同，檢查是否斷樁或者在樁身中出現(xiàn)夾層。

5 埋管和斷樁

5.1 埋管

（1）導(dǎo)管安裝位置不合理。為防止導(dǎo)管被鋼筋籠掛住導(dǎo)致無法上提，在安裝導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)不斷調(diào)整導(dǎo)管的位置，盡量將導(dǎo)管安裝在孔中心線位置，避免導(dǎo)管與鋼筋籠接觸，如果在澆筑過程中導(dǎo)管被鋼筋籠掛住，應(yīng)左右轉(zhuǎn)動導(dǎo)管，使導(dǎo)管與鋼筋籠分離，再繼續(xù)澆筑。

（2）導(dǎo)管埋深過大。導(dǎo)管埋在混凝土中的深度越大，其與混凝土的摩擦力就越大。一旦過深，導(dǎo)致摩擦力過大，導(dǎo)管可能無法拔出。正常埋管深度以控制在2 m～6 m之間為宜。

（3）混凝土發(fā)生初凝。因澆筑時(shí)間過長，導(dǎo)致先澆下去的混凝土已經(jīng)開始初凝，將導(dǎo)管凝結(jié)在混凝土中而無法拔出。因此，為防止混凝土初凝，應(yīng)盡可能的縮短澆筑時(shí)間，并應(yīng)在澆筑過程中上、下活動導(dǎo)管，在必要的情況下，如炎熱季節(jié)，還可添加緩凝劑延緩混凝土的初凝。

5.2 斷樁

在樁基施工中，斷樁屬于重大質(zhì)量事故之一，造成斷樁的原因主要有以下幾種：

（1）在混凝土澆筑過程中，導(dǎo)管提升幅度過大，導(dǎo)管底口脫離混凝土面，泥漿等異物進(jìn)入混凝土中，在混凝土中產(chǎn)生夾層。

（2）在澆筑過程中，因澆筑速度過快，導(dǎo)管內(nèi)含有空氣時(shí)，會形成一個(gè)高壓氣囊，造成混凝土澆筑失去連續(xù)性，從而在混凝土內(nèi)部形成夾層。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，要減慢混凝土的澆筑速度，讓后續(xù)混凝土徐徐灌入，不可整斗地將混凝土灌入導(dǎo)管。

在混凝土澆筑完成后，如果對該樁有質(zhì)量上的懷疑，則要等到混凝土達(dá)到28 d齡期后，經(jīng)過成品樁質(zhì)量檢測才能判斷是否合格，其檢測分為兩步：首先對樁進(jìn)行超聲波檢測，其原理是利用聲波在不同媒介中的傳播速度的不同，根據(jù)聲波在混凝土中的傳播速度的異常變化，來判斷混凝土樁身中是否有夾層或裂縫，如經(jīng)過聲波檢測判斷樁身有異常情況時(shí)，還可以通過鉆芯取樣的辦法，即利用取芯機(jī)鉆取經(jīng)聲波檢測有問題部位的混凝土，然后直接進(jìn)行外觀觀察及強(qiáng)度檢測，通過檢測結(jié)果得出最終結(jié)論。

如確定斷樁，采取的補(bǔ)救措施有：①如果該樁較短，可采用沉樁的辦法，將該樁通過錘擊下沉，然后在該樁位上重新澆筑一根樁；如果該樁較長，可對該樁進(jìn)行爆破處理，但必須要采取一定的防護(hù)措施，進(jìn)行小范圍內(nèi)的局部爆破，在確保人員安全的情況下，盡量做到不影響周圍土層以及附近已完成的工程或建筑物。②如果出現(xiàn)夾層，上述兩種處理措施既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且代價(jià)高昂。此時(shí)，可采用高壓噴射注漿法進(jìn)行處理，具體施工操作方法如下：在樁頂布設(shè)3個(gè)鉆芯孔，鉆芯取樣至缺陷部分以下50 cm，仔細(xì)分析缺陷處芯樣，查明缺陷部位和范圍，將注漿管通過鉆孔設(shè)置到夾泥區(qū)，用高壓水泵將高壓水流對缺陷段自上而下進(jìn)行切割噴射，當(dāng)從一孔噴射水流而從另一孔溢出時(shí)，可認(rèn)定缺陷段已打通，再換另外一孔進(jìn)行處理，直至3個(gè)孔全部打通。鉆孔之間連通之后，壓入清水進(jìn)行排渣，當(dāng)出口水全部變清后，清渣工作結(jié)束，然后再壓入同強(qiáng)度的混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。處理完成等28 d齡期到后進(jìn)行強(qiáng)度檢測，檢測結(jié)果合格，即表明處理措施成功，通過驗(yàn)收，可進(jìn)行下一步工作。

6 結(jié)束語

鉆孔灌注樁施工中，鉆孔灌注樁施工的順利進(jìn)行在很大程度上依賴于施工人員的作業(yè)水平及工作態(tài)度，要確保鉆孔灌注樁良好的工程質(zhì)量，就要做好每一步的工作，切實(shí)加強(qiáng)質(zhì)量管理意識，嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，不斷提高施工管理水平，努力提高科學(xué)技術(shù)水平，相信我們有能力防止質(zhì)量事故發(fā)生、確保工程質(zhì)量得到有效控制。