鉆孔灌注樁施工常見問題淺析

曾明華

（廣東晶通公路工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 汕頭 515041）

1 概述

在橋梁樁基礎(chǔ)工程中廣泛應(yīng)用的鉆孔灌注樁因在地下、水下灌注成樁，隱蔽性強，不便監(jiān)測，故從場地準(zhǔn)備、鉆孔、清孔、到水下混凝土的灌注，各環(huán)節(jié)均易發(fā)生各類事故，以至造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，采取科學(xué)、合理的預(yù)防措施，對于保證樁基質(zhì)量，有著重要的意義。而鉆孔灌注樁樁底回淤量的大小，直接影響到樁基承載力的大小。只有控制和減小樁底回淤量，才能有效保證和提高樁基質(zhì)量。

2 鉆孔灌注樁的事故防范

鉆孔灌注樁施工事故主要有塌孔、縮徑、浮籠、卡管、混凝土澆筑事故等。

防止孔壁的坍塌。產(chǎn)生孔壁坍塌的主要原因有：孔口表層土松軟，護(hù)筒長度不足；孔內(nèi)水頭壓力不夠；土層中地下水壓力較高；在礫石層有滲流水或者沒水，孔內(nèi)出現(xiàn)跑水現(xiàn)象；泥漿比重不足；不科學(xué)地使用護(hù)壁材料；成孔速度太快，孔壁來不及形成泥膜等。因此，應(yīng)該認(rèn)真掌握地質(zhì)柱狀圖等水文地質(zhì)、工程地質(zhì)資料，操作必須適合地質(zhì)條件。塌孔后應(yīng)迅速將塌孔以粘土摻加片石或卵石填死，防止地表產(chǎn)生塌陷，放置幾天再開鉆。

防止縮徑的發(fā)生。在軟土層施工鉆孔灌注樁，清孔后，灌注前，鉆進(jìn)時形成的孔內(nèi)地層壓力平衡狀態(tài)被打破，孔壁四周軟土向孔內(nèi)擠壓占位，即形成縮徑。這就需要在成孔作業(yè)時從鉆壓和鉆速、施工操作等方面進(jìn)行控制，鉆壓不宜過大，鉆進(jìn)過程中要嚴(yán)格控制進(jìn)尺速度，以保證護(hù)壁效果。在鉆進(jìn)時經(jīng)常升降鉆頭，以達(dá)到擠壓孔壁的目的，實現(xiàn)孔壁軟土排水固結(jié)，并同泥漿作用形成較厚的泥皮，以求加強孔壁軟土的穩(wěn)定性，實現(xiàn)降低軟土塑變影響的目的。另外，清孔后泥漿比重不宜與鉆進(jìn)時的泥漿比重相差太大。防止施工機(jī)具掉入、卡在孔中。在鉆進(jìn)過程中，由于錐頭磨損，補焊不及時，導(dǎo)致成孔孔徑偏小，補焊后再鉆容易發(fā)生卡錐現(xiàn)象。因此，在補焊后應(yīng)逐步邊擴(kuò)孔邊向下放錐，嚴(yán)禁一次把錐放到孔底。

防止浮籠。在灌注過程中由于混凝土對鋼筋籠的浮力導(dǎo)致鋼筋籠升高。鋼筋籠的上升是不可逆轉(zhuǎn)的，尤其對于摩擦樁，其鋼筋籠底部通常設(shè)置在距孔底4 米處。因此，灌注前應(yīng)把鋼筋籠用點焊等方法固定在護(hù)筒上。在灌注過程中，混凝土澆筑至鋼筋籠底部1m 左右時，降低灌注速度，防止沖力過大。當(dāng)混凝土面超過籠底4 米以上時，提升導(dǎo)管到籠底上部2m 以上，方可恢復(fù)正常灌注速度。

防止卡管。在灌注過程中，除會發(fā)生導(dǎo)管卡在鋼筋籠內(nèi)的現(xiàn)象外,還會出現(xiàn)混凝土卡在管中導(dǎo)致澆筑無法進(jìn)行，其原因大致有：混凝土中碎石粒徑偏大；導(dǎo)管某些部位變形，混凝土沖擊壓力降低；混凝土和易性不好，混凝土有離析現(xiàn)象。另外，首盤混凝土的坍落度應(yīng)取高限，否則，將導(dǎo)致后來灌注混凝土頂升困難。在卡管發(fā)生后，通常采用提升、抖動導(dǎo)管或用大儲量料斗增加混凝土的壓力并提管的處理方法。因此，需要對骨料粒徑、混凝土的塌落度、和易性、攪拌時間等內(nèi)容進(jìn)行經(jīng)常檢測和控制。當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土有離析現(xiàn)象時，要經(jīng)二次拌和后方可使用。另外，在灌注過程中埋管不宜太小，否則，在卡管后將無法提升導(dǎo)管。

避免混凝土澆筑事故。在灌注過程中，由于混凝土表面深度量測不準(zhǔn)確或?qū)Ч懿鸸荛L度計算錯誤，導(dǎo)致埋管深度不足，以至樁中出現(xiàn)薄弱混凝土夾層，甚至導(dǎo)管拔出混凝土表面，導(dǎo)管進(jìn)水,形成斷樁。因此，在灌注過程中，應(yīng)認(rèn)真量測、記錄混凝土深度與導(dǎo)管長度，并及時復(fù)核數(shù)據(jù)。施工事故的發(fā)生，有其規(guī)律性。因此，首先要做到防患于未然，當(dāng)發(fā)生事故時，能做出及時、果斷、合理的處理措施，在保證樁基質(zhì)量的情況下，把損失控制在最小的范圍內(nèi)。

3 樁底回淤量的控制

樁底回淤量的大小是影響樁基承載力的重要因素之一?；赜倭康拇笮Q定了清底系數(shù)m0值的大小，而清底系數(shù)m0 值的大小，決定到樁尖處土的極限承載力的大小。因此，把回淤厚度控制在設(shè)計范圍內(nèi)，尤為必要。

回淤的產(chǎn)生。在成孔施工作業(yè)過程中，需經(jīng)常向孔中添加粘土，以用來形成泥膜護(hù)壁及用來懸浮鉆渣。當(dāng)終孔以后，為利于混凝土的灌注，需減小孔中泥漿的比重，向孔中注入清水置換稀釋泥漿。由于泥漿的稀釋，對孔壁的壓力將減小。鉆進(jìn)的形成的平衡狀態(tài)被打破，導(dǎo)致部分松散結(jié)構(gòu)的孔壁不穩(wěn)定。因此，如果孔壁的土質(zhì)條件不太好而且護(hù)壁效果不佳，易導(dǎo)致孔壁土向孔中塌陷。同時由于泥漿的粘度將降低，泥漿夾裹鉆渣及泥沙的能力也隨之降低?？妆谕僚c鉆渣等沉積在樁底就形成了回淤。

控制回淤的意義。由于樁底回淤厚度的大小，直接決定了承載力的大小。因此，在鉆孔灌樁的施工中樁底回淤厚度成為檢測控制的重要指標(biāo)。在《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ041-89 中要求回淤厚度:摩擦樁不大于0.4d～0.6d(其中d為設(shè)計樁徑)，支承樁不大于設(shè)計值。在新頒布的《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041-2000 對回淤厚度有了更嚴(yán)格的要求，對于摩擦樁，樁徑≤1.5m，回淤≤300mm；支承樁不大于設(shè)計值。以設(shè)計樁徑為1.3m 樁基為例，在地質(zhì)土層最不利的情況，對于摩擦樁m0 提高0.1，承載力將提高1/(10mo+28.7)；對于嵌巖樁清孔良好比清孔一般，承載力將提高11.3%。設(shè)計文件要求清孔系數(shù)m0 不小于0.7，即回淤厚度t 不大于390mm。鉆孔施工過程中，為保證有效樁長，需在達(dá)到設(shè)計孔深后，再預(yù)留出可能出現(xiàn)最大回淤厚度所占有的那部分長度。實際鉆孔深度要達(dá)到設(shè)計孔深加上0.39m。而在鉆孔進(jìn)入到堅硬巖層后，由于巖石堅硬，鉆機(jī)進(jìn)尺較慢，減小回淤厚度，不僅可以提高樁基承載力，而且還可以縮短工期、減小工程造價。

樁底回淤量的控制?；赜倭渴乔蹇椎焦嘧⑶斑@一段時間內(nèi)，所沉積回淤的厚度。有時需要進(jìn)行二次清孔才能達(dá)到要求，這樣一來不僅增加了工作難度，而且增加了工作風(fēng)險，因為二次清孔很容易造成孔壁的塌陷。因此，在實際清孔過程中，就需要具體分析對待每個工程中樁基的地質(zhì)土層條件，區(qū)別對待。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好時，清孔后泥漿比重取低值；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時，清孔后泥漿比重取高值。如果泥漿比重降低太大，易引發(fā)塌孔等工程事故，而如果泥漿比重降低不到1.10 以下，在灌注過程中，由于泥漿壓力較大在灌注到樁的上部后，混凝土壓力不足，導(dǎo)致灌注困難，甚至引發(fā)斷樁等工程事故的發(fā)生。根據(jù)施工經(jīng)驗，以于地質(zhì)條件較差的情況，當(dāng)把鉆渣、泥沙清到一定程度，泥漿比重較小后，向孔中及時填加粘土，重新造漿、清孔。即可以避免由于清孔后泥漿比重降低，對孔壁壓力減小引發(fā)的孔壁塌陷的可能性，又可起到增加裹夾泥沙、鉆渣的能力，從而有效控制回淤量。另外，在灌注前應(yīng)確認(rèn)導(dǎo)管懸管高度，如導(dǎo)管懸管過高，易使首盤混凝土中水泥被水清洗流失，相當(dāng)于增加了樁底薄弱層厚度，使樁基承載力降低。

4 結(jié)束語

總之，施工時倘若樁基質(zhì)量不能得到保證，對日后使用安全而言，或?qū)⒁鹣嚓P(guān)后遺影響，造成經(jīng)濟(jì)損失和相關(guān)損失。因此，作為工程技術(shù)人員，我們必須對樁基質(zhì)量問題引以重視，從認(rèn)識上提高警惕，從管理上加強控制，只有這樣，才能為樁基的成樁質(zhì)量提供更多安全、可靠的技術(shù)保障。

[1]周明中.鉆孔灌注樁常見問題及控制措施.林業(yè)建設(shè)，2006.

[2]陳向陽.水下混凝土灌注樁施工的幾點注意事項及事故處理.山西水利科技，2001.