對(duì)鉆孔灌注樁施工過程中常見問題及防治措施的探討

劉繼偉

(安徽安慶公路局宿松分局)

1 引 言

鉆孔灌注樁位地下隱蔽工程,它可以降低造價(jià),能直接探測(cè)地層變化。由于其成樁工序多,技術(shù)含量高,影響因素多,故在成樁過程中容易出現(xiàn)一些問題。比較常見的有坍孔、孔斜、縮頸、導(dǎo)管進(jìn)水、卡管、浮籠、埋管、斷樁等。若在施工中出現(xiàn)這些問題,會(huì)導(dǎo)致工期延長(zhǎng),甚至返工,造成經(jīng)濟(jì)損失。如何防治鉆孔灌注樁施工工程中出現(xiàn)的問題,避免造成損失,是許多施工技術(shù)人員一直關(guān)注的問題。除在施工過程中做到分工明確,密切配合,操作規(guī)范外,還應(yīng)對(duì)各個(gè)問題的成因做出分析,制定有針對(duì)性的防治措施。

2 常見問題及成因

2.1 坍孔

鉆孔施工時(shí),出現(xiàn)孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細(xì)密的水泡,出渣量顯著增加而不見進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等現(xiàn)象時(shí),即說明鉆孔內(nèi)可能產(chǎn)生坍塌。這種現(xiàn)象在粉性土和砂性土等松散地基鉆孔時(shí)較容易出現(xiàn)。使用泥漿護(hù)壁時(shí)泥漿的比重不夠,護(hù)壁效果不好;護(hù)筒變形或埋深太淺,導(dǎo)致漏水;孔內(nèi)水位高度不夠,無足夠的水頭壓力;進(jìn)尺速度太快等原因,均可以導(dǎo)致坍孔。

2.2 孔斜

鉆孔偏斜可導(dǎo)致灌注樁中心線不垂直,嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)荷載。埋設(shè)護(hù)筒時(shí)出現(xiàn)傾斜;鉆機(jī)底座未安置水平或安置不穩(wěn)定以及鉆臺(tái)發(fā)生不均勻沉陷;鉆進(jìn)中遇到較大孤石或探頭石,土層軟硬不勻,致使鉆頭受力不均;鉆桿彎曲,接頭不正等原因均可導(dǎo)致鉆孔發(fā)生偏斜。

2.3 縮頸

成孔后孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑即為縮頸。鉆錐在沖擊時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)不夠靈活,泥漿過于粘稠而影響鉆錐轉(zhuǎn)動(dòng),鉆錐嚴(yán)重磨耗,焊補(bǔ)或更換不及時(shí);地層中有軟塑土,遇水膨脹后使孔徑縮小;泥漿失水量大,形成厚泥皮,在泥頁(yè)巖地層造成地層軟化膨脹等原因可形成縮徑。

2.4 導(dǎo)管進(jìn)水

首批混凝土數(shù)量不夠,不能埋沒導(dǎo)管底部,導(dǎo)致泥水進(jìn)入管內(nèi);導(dǎo)管連接不嚴(yán)或橡膠墊被高壓氣流沖開,造成漏水;導(dǎo)管提升過猛,管底離開混凝土面,導(dǎo)致導(dǎo)管底部涌入泥水。這些原因可以導(dǎo)致導(dǎo)管進(jìn)水。

2.5 卡管

初灌時(shí),隔水栓堵管;混凝土離析,粗細(xì)骨料集中;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導(dǎo)管中停留時(shí)間過長(zhǎng)初凝等因素可導(dǎo)致卡管。

2.6 浮籠

浮籠是指鋼筋架被混凝土頂起,導(dǎo)致浮籠的因素也有很多。鋼筋骨架不牢固,空口未用電焊固定;提升導(dǎo)管時(shí)不慎掛住鋼筋籠;當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下,若此時(shí)提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有 1m左右時(shí),由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動(dòng)了鋼筋籠的上浮;初凝時(shí)間短、坍落度損失大的混凝土上升至鋼筋籠底端時(shí)鋼筋難以插入混凝土面造成上浮;表層混凝土開始發(fā)生初凝結(jié)硬,也會(huì)攜帶鋼筋籠上浮。

2.7 埋管

當(dāng)導(dǎo)管埋入混凝土過深或管內(nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土間摩阻力過大,造成導(dǎo)管無法拔出,即為埋管。

2.8 斷樁和夾層

斷樁是嚴(yán)重的質(zhì)量事故,是指樁身混凝土在某一部位出現(xiàn)不連續(xù)或某一部位嚴(yán)重變質(zhì),致使整根樁承載力大幅度下降,甚至不能使用需報(bào)廢。

灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管底部距離鉆孔底部過遠(yuǎn),沖洗液浸入混凝土使混凝土被稀釋,導(dǎo)致混凝土水灰比增大,無法凝固,稀釋后的混凝土夾在樁體與持力層之間;地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч芊忾]不密實(shí)同樣可以導(dǎo)致沖洗液浸入使混凝土水灰比增大,形成不凝體;由于測(cè)深不準(zhǔn)或計(jì)算有誤將導(dǎo)管提升過高,使導(dǎo)管底部脫離混凝土層,或因停電、待料等原因?qū)е禄炷敛荒苓B續(xù)灌注,出現(xiàn)夾層;灌注混凝土?xí)r,沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而是采用直接從孔口倒入的辦法,造生混凝土離析,凝固后強(qiáng)度達(dá)不到要求,個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞。以上原因均可導(dǎo)致斷樁、夾層現(xiàn)象的發(fā)生。

3 防治措施

3.1 坍孔的防治

泥漿護(hù)壁時(shí)選用比重適合的泥漿,比重過小或過大都會(huì)影響鉆進(jìn)進(jìn)度,粘性土層可以選用比重為 1.3左右的泥漿,在砂卵石層可選用比重 1.4～1.6的泥漿;在鉆孔前先檢查護(hù)筒,看有沒有變形和漏洞,鉆進(jìn)中根據(jù)地基土質(zhì)情況控制好護(hù)筒埋深;保證孔內(nèi)水頭壓力大于支護(hù)應(yīng)力,對(duì)于較好的土層,可用 1～1.5m高的水頭,對(duì)于粉土、砂土等易坍塌的土層,可根據(jù)實(shí)際情況選用 1.5～2m高的水頭,有時(shí)甚至要選用 3m高的水頭;嚴(yán)格控制進(jìn)尺速度和沖程速度。可對(duì)坍孔現(xiàn)象進(jìn)行有效的預(yù)防。當(dāng)發(fā)生空口坍塌時(shí),應(yīng)立即拆除護(hù)筒,回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒;當(dāng)發(fā)生孔內(nèi)坍塌時(shí),應(yīng)判明坍塌位置,用粘土重新回填,待沉淀密實(shí)后再鉆進(jìn),加強(qiáng)泥漿護(hù)壁。

3.2 孔斜的防治

埋設(shè)護(hù)筒時(shí)應(yīng)使用GA-1型灌注樁孔徑檢測(cè)系統(tǒng)及孔斜儀等儀器嚴(yán)格測(cè)量垂直度、筒徑及高度;樁架安裝完成后,要及時(shí)檢查調(diào)整,保證樁架垂直平穩(wěn);遇有孤石、探頭石可用鉆機(jī)鉆透,采用沖孔機(jī)時(shí)可低速把石頭打碎,在有傾斜度的軟、硬地層鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)控制進(jìn)尺,低速鉆進(jìn);鉆進(jìn)過程中要檢查好鉆孔和接頭,及時(shí)撤換變形的鉆桿。如鉆孔出現(xiàn)偏斜時(shí),可提起鉆頭,上下反復(fù)鉆幾次,以便削去硬土,如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填黏土至偏孔處 0.5m以上,重新鉆進(jìn)。

3.3 縮頸的防治

檢查鉆錐,及時(shí)修補(bǔ)或更換;嚴(yán)格控制泥漿的質(zhì)量,以減少失水量,加快成孔的速度,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。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑,確?？讖礁饕販?zhǔn)確無誤。

3.4 導(dǎo)管進(jìn)水的防治

嚴(yán)格按要求備置首批混凝土;使用合格導(dǎo)管,應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼狀、試壓,試水壓力為 0.6～1.0MPa,以避免導(dǎo)管進(jìn)水;在灌注過程中,隨時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土標(biāo)高,控制和保證導(dǎo)管埋設(shè)深度,避免導(dǎo)管提升過高可以預(yù)防導(dǎo)管進(jìn)水。若導(dǎo)管已進(jìn)水,應(yīng)及時(shí)將灌入孔底的混凝土清除,換新導(dǎo)管,重新灌注。

3.5 卡管的防治

選擇具有良好的隔水性能的直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑相匹配的隔水栓,保證順利排出;在灌注混凝土?xí)r,應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度,要求水下混凝土必須具備良好的和易性,采用經(jīng)實(shí)驗(yàn)通過的配合比,坍落度宜為 18～22cm;粗骨料的最大粒徑應(yīng)不大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小徑距的 1/4,且應(yīng)小于 40mm;在施工過程中,必須確保機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)正常,避免發(fā)生機(jī)械事故。通過這些措施可以有效預(yù)防卡管。若已經(jīng)發(fā)生卡管,可以用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土,如沖搗無效或混凝土已初凝,應(yīng)按斷樁處理。

3.6 浮籠的防治

認(rèn)真細(xì)致地下好鋼筋籠,并將其牢固地綁扎或點(diǎn)焊于孔口;導(dǎo)管應(yīng)順井孔中央放置,并在灌注混凝土前進(jìn)行升降試驗(yàn);當(dāng)灌注的混凝土頂面距離鋼筋底部 1m左右時(shí),降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土拌和物上升到籠底 4m以上時(shí),提升導(dǎo)管,使其底口高于籠底 2m以上,按正常速度灌注。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時(shí),應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準(zhǔn)確計(jì)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。

3.7 埋管的防治

經(jīng)常測(cè)量混凝土面標(biāo)高,避免導(dǎo)管埋深過大,下導(dǎo)管時(shí)導(dǎo)管出漿口到鉆孔底要留出 40cm預(yù)留距離,確保混凝土在孔底不埋深導(dǎo)管,導(dǎo)管提升要及時(shí)。如發(fā)生埋管,可用機(jī)具試拔,若無效果,可加力拔斷后,按斷樁處理。

3.8 斷樁、夾層的防治

成孔后,必須使用沖洗液認(rèn)真清孔,沖孔的時(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,避免孔底沉渣超過相關(guān)規(guī)范的要求。灌注混凝土前,必須對(duì)孔徑進(jìn)行精確測(cè)量,以準(zhǔn)確算出全孔及首次灌注需要的混凝土量;在混凝土灌注的過程中,對(duì)混凝土的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深要做到隨時(shí)控制,提升導(dǎo)管時(shí)要準(zhǔn)確可靠,嚴(yán)禁出現(xiàn)超拔或提升不到位的現(xiàn)象,操作中要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程;嚴(yán)格控制混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求;在地下水活動(dòng)較大的地段,應(yīng)事先用套管或水泥進(jìn)行相應(yīng)處理,以止住地下水,待止水成功后才能灌注混凝土;灌注前應(yīng)檢查導(dǎo)管密封性,確保導(dǎo)管的封閉良好,導(dǎo)管的起拔高度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定;在灌注混凝土的過程中應(yīng)盡量避免停電、停水和待料的現(xiàn)象發(fā)生,混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,灌注過程應(yīng)連續(xù)、快速。

4 結(jié)束語

鉆孔灌注樁是工程中常用的基礎(chǔ)形式,其成樁質(zhì)量對(duì)工程安全有著至關(guān)重要的作用,鉆孔灌注樁在施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行的,很難控制施工質(zhì)量,這就要求施工技術(shù)人員在施工前認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范,核查地質(zhì)情況,分析在施工過程可能發(fā)生的質(zhì)量問題,制定相應(yīng)的施工方案和防治措施,確保灌注樁的施工質(zhì)量,以保證整個(gè)建筑的安全。

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