鉆孔樁缺陷分析及處理措施

張宗輝

鉆孔樁基礎(chǔ)施工簡便、操作易掌握、設(shè)備投入一般不是很大，因而，無論在鐵路、公路、水利、水電等大型基礎(chǔ)建設(shè)中，還是在各類房屋及民用建筑中都得到了廣泛的應用。因受地質(zhì)情況、人為操作等因素影響，導致鉆孔樁存在諸多缺陷。

1 鉆孔樁缺陷分析及處理措施

1.1 柱樁支承在強風化層上

柱樁支承在下伏強風化巖層上，其原因有兩個方面:1)地質(zhì)勘探資料不夠詳細，或是樁基處巖層傾角較大，雖然樁基鉆深已達設(shè)計標高，但并未進入弱風化層;2)現(xiàn)場技術(shù)人員對巖層的鑒別和把握缺乏經(jīng)驗，難以進行有效控制。

柱樁支承在強風化層上的處理方法:1)原位復樁，即將缺陷樁徹底清理后，在原位重新澆筑一根新樁。此種方法效果好，難度大，周期長，費用高，可根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。2)補樁，即在缺陷樁附近增加新的鉆孔樁，以保證結(jié)構(gòu)的受力狀況。補樁方案由設(shè)計院計算并經(jīng)業(yè)主同意后實施。

針對地質(zhì)情況復雜的狀況，應對樁基渣樣進行仔細分析、準確判斷，避免因判斷錯誤而提前終孔，無法進行準確判斷時，可采取孔底取芯的方法進行驗證。

1.2 斷樁

斷樁是嚴重的質(zhì)量事故。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾方面:1)堵管。混凝土和易性差、坍落度過大或過小、混凝土中含有大塊骨料或受潮凝固的水泥塊，都可能造成導管堵塞;另外，導管漏水也會導致粗骨料相互擠壓堵管，從而造成斷樁。嚴格控制混凝土配合比、棄用不合格的混凝土、縮短灌注時間、保證導管具有良好的水密性能是減少和避免此類樁的重要措施。2)導管埋置深度過大或過小。導管埋深過大以及灌注時間過長，導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，如果現(xiàn)場起重能力不足就會使導管無法起升而產(chǎn)生斷樁。導管埋深過小，容易出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。因此，必須用測深錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認真核對，保證導管埋深在規(guī)范允許的合理范圍內(nèi)。3)另外，因工地地質(zhì)情況較差，或泥漿指標不合規(guī)范要求，或護筒內(nèi)外水頭差異較小，在灌注混凝土過程中，井壁坍塌或出現(xiàn)流砂等造成類泥砂性斷樁。機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行等因素都可能造成斷樁。

處理斷樁的幾種方法:1)接樁。即將缺陷位置及其以上的混凝土和淤泥清除掉，將混凝土面清洗、鑿毛，然后灌混凝土。在鑿除樁身混凝土過程中，每2 m設(shè)置一道十字內(nèi)撐加強護筒，以保護施工作業(yè)人員的人身安全。2)原位復樁。此法適用于缺陷段樁身不在施工護筒范圍內(nèi)，處理方法同柱樁支撐在強風化層上的原位復樁處理方法相同，即直接用沖擊錘對已澆成的壞樁進行沖擊二次成孔，重新灌注樁身混凝土。3)樁芯鑿井法。即邊降水邊采用風鎬在缺陷樁中心鑿一直徑80 cm左右的井，深度超過缺陷部位，然后封閉清洗泥砂，放置鋼筋籠，用挖孔樁施工方法澆筑膨脹混凝土。此法適用于處理位于岸上的缺陷樁，要求投入降水設(shè)備，樁身缺陷位置不能太深，否則操作難度較大。

1.3 斜孔

斜孔的產(chǎn)生存在兩種情況:對于旋轉(zhuǎn)鉆機，是由于支撐不好，導致鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜;對于沖擊鉆機，是由于地質(zhì)構(gòu)造不均勻，強風化、中風化、弱風化巖層交界層，夾層較多，巖面傾斜是造成斜孔的主要原因。

斜孔的處理措施:1)因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機，檢查鉆孔壁情況，如果鉆孔壁比較穩(wěn)定，則應加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機的支撐面積，而后重新安裝鉆機恢復施工;鉆孔壁隨時有坍塌可能的，應將鉆孔回填至原地面，待地層靜置穩(wěn)定后重新開始鉆孔。2)地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的斜孔，應分析清楚巖層走向，而后采用適當?shù)幕靥畈牧蠈@孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復施工。穿過花崗巖層過程中，應采用自重較大的復合式牙輪鉆、沖擊鉆，以慢速鉆孔。

1.4 樁底沉渣超標

產(chǎn)生樁底沉渣超標主要由泥漿質(zhì)量差、清孔設(shè)備落后和施工不連貫等原因造成。如果在鉆孔過程中不重視對泥漿的調(diào)配、不使用泥漿分離器等進行行之有效的清孔方法，以及二次清孔后與混凝土灌注時間間隔過長，都極易造成樁底沉渣。

樁底沉渣超標的處治方法:1)在混凝土灌注前配制優(yōu)質(zhì)泥漿，對樁底沉渣進行二次清孔，待沉渣厚度小于規(guī)范要求時，盡快安排混凝土灌注工作;2)混凝土灌注完成后，采用高壓旋噴清水切割、氣舉清渣、反向注漿方法進行缺陷修補，即利用高壓噴頭噴出的高速水流對樁底沉渣進行清洗，將沉渣等粘結(jié)強度低的物質(zhì)與粘結(jié)較好的樁基混凝土剝離開，再采用氣舉水流將與樁身混凝土剝離開的沉渣等物質(zhì)帶出孔外，使缺陷部位周圍都是粘結(jié)較好的混凝土或基巖，然后采用反向灌漿方法將微膨脹水泥漿注入缺陷位置，使其密實。

1.5 折孔

一般情況下鉆孔樁發(fā)生折孔的情況不多，多由鋼護筒傾斜引起。

折孔的處理措施:一般情況下，折孔過大時會導致鋼筋籠無法順利下放，此時應停止鋼筋籠下放工作，回填已成孔并拔出鋼護筒，重新插打。保證鋼護筒插打時的豎起度符合規(guī)范和工藝要求是避免折孔的重要措施。

1.6 縮孔

縮孔現(xiàn)象的產(chǎn)生存在兩種情況:1)由于巖層較堅硬，鉆進過程中鉆錘磨損嚴重，并且鉆錘磨損或焊補不及時，導致縮孔;2)飽和性黏土、淤泥質(zhì)黏土，特別是 IL＞1.0處于流塑狀態(tài)的土層中出現(xiàn)特有的現(xiàn)象，其原因是此類地層含水高、塑性大，鉆頭經(jīng)過后鉆孔壁回縮，從而導致鉆孔的直徑小于設(shè)計的樁徑。

縮孔情況應及早發(fā)現(xiàn)及早解決，根據(jù)兩種成因，縮孔的處理措施如下:1)鉆孔樁位于堅硬巖層，為使樁錘有效工作和防止縮孔，鉆錘每1 d～2 d就要進行一次檢查和補焊，并適當擴大鉆錘的直徑。對已發(fā)生的縮孔現(xiàn)象，需回填片石至設(shè)計孔徑處，補焊樁錘，重新沖孔。2)鉆孔樁因孔壁回縮造成的縮孔現(xiàn)象，應采取塊、卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理;或者采用在導正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金葉片進行旋轉(zhuǎn)清理的辦法。

1.7 樁芯局部裹泥或砂、樁體混凝土不連續(xù)

成孔后澆筑水下混凝土時發(fā)生局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導致鉆孔樁混凝土不連續(xù)，造成樁身局部裹泥或夾砂。

樁芯局部裹泥或砂、樁體混凝土不連續(xù)的處理措施:為保證樁的整體性和完整性，采用鉆小孔至該樁缺陷位置并利用高壓旋噴清水切割、壓漿工藝進行處理。

2 鉆孔樁發(fā)展展望

隨著施工工藝的更新，相繼出現(xiàn)了鉆孔后灌漿樁、鉆孔擴底樁等新工藝、新技術(shù)，為鉆孔樁基礎(chǔ)的應用拓展了更廣闊的空間。

3 結(jié)語

鉆孔澆筑樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，對其質(zhì)量的控制應注重預防為主。在施工前做好充分準備工作，根據(jù)橋址區(qū)的實際情況，制定相應的詳細的施工工藝和防范措施，施工時要突出一個嚴字，從嚴把關(guān)，為優(yōu)良工程打下堅實的基礎(chǔ)。本文著重介紹了鉆孔灌注樁的缺陷處理措施，并對其缺陷的形成原因進行詳細分析，將幾種較成功的處理方法作了具體介紹，為今后同類工程的鉆孔灌注樁施工及缺陷處治提供了可借鑒的經(jīng)驗。

[1] 張廣添.淺談鉆孔樁施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2009，35(21):221-223.