淺析鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問(wèn)題

萬(wàn)宏林

鉆孔灌注樁系地下隱蔽工程，大部分是在水下進(jìn)行的，其施工質(zhì)量控制難度較大，施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都將直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，分析了施工中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因，提出了相應(yīng)的防治措施和處理方法，供施工過(guò)程中參考。

1 導(dǎo)管堵塞

1.1 主要原因

1)導(dǎo)管變形，影響隔水塞通過(guò)。2)制作的隔水塞不符合要求，直徑過(guò)大卡住導(dǎo)管;或直徑過(guò)小，灌注混凝土離析，粗骨料進(jìn)入隔水塞和導(dǎo)管內(nèi)壁之間卡住隔水塞。3)拌和混凝土離析嚴(yán)重，或灌注過(guò)程中導(dǎo)管漏水，混凝土受水沖洗后離析，粗骨料集中在一起而堵管。4)拌和混凝土坍落度過(guò)小，流動(dòng)性差，或因停電等原因暫停灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使混凝土在管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而失去流動(dòng)性，從而產(chǎn)生與管壁較大的摩阻力而堵塞導(dǎo)管。5)灌注時(shí)間太長(zhǎng)，表層混凝土已過(guò)初凝時(shí)間，開(kāi)始硬化。

1.2 防治措施

為了防止情況1)和2)的發(fā)生，隔水塞應(yīng)制作規(guī)范，組裝導(dǎo)管時(shí)要仔細(xì)認(rèn)真檢查導(dǎo)管內(nèi)壁有無(wú)局部凹凸，導(dǎo)管出口是否向內(nèi)翻轉(zhuǎn);檢查導(dǎo)管連接處密封用的橡皮墊是否凸出內(nèi)壁。為了防止情況3)和4)的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格控制粗骨料規(guī)格、混凝土坍落度和拌和時(shí)間，保證混凝土的質(zhì)量。為了防止情況5)的發(fā)生，應(yīng)盡量縮短灌注時(shí)間，若暫停灌注，應(yīng)在保證埋管深度的前提下經(jīng)常上下小范圍提動(dòng)導(dǎo)管，以免混凝土失去流動(dòng)性堵塞導(dǎo)管。

1.3 處理方法

一旦出現(xiàn)堵管，要具體分析其產(chǎn)生的原因。對(duì)于由于混凝土質(zhì)量、隔水塞等原因產(chǎn)生的堵管，可用粗長(zhǎng)鋼筋或竹桿疏通管內(nèi)混凝土，用鐵錘敲振導(dǎo)管處理。由于導(dǎo)管底部距孔底偏小，混凝土流動(dòng)不暢發(fā)生堵管，可將導(dǎo)管慢慢提升1 m左右進(jìn)行抖動(dòng)，待混凝土流動(dòng)后，再將導(dǎo)管下降0.5 m～0.7 m。對(duì)于上述方法均無(wú)效時(shí)及時(shí)拔出導(dǎo)管，重新下設(shè)并按處理斷樁的辦法處理。

2 鋼筋籠上浮

2.1 主要原因

1)混凝土質(zhì)量差。易離析的、初凝時(shí)間不夠的、坍落度損失大的混凝土，都會(huì)使混凝土面上升至鋼筋籠底端時(shí)鋼筋籠難以插入混凝土而造成上浮，有時(shí)混凝土面已升至鋼筋籠上一定高度時(shí)，表層混凝土開(kāi)始發(fā)生初凝結(jié)硬，也會(huì)攜帶鋼筋籠上浮。2)鋼筋籠孔口固定不牢，未用電焊進(jìn)行固定。3)提升導(dǎo)管過(guò)猛，不慎掛住鋼筋籠造成上浮。4)當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時(shí)提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底端距鋼筋籠僅1 m左右距離時(shí)，由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動(dòng)了鋼筋籠上浮。5)由于混凝土灌注至鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆筑時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

2.2 防治措施

1)要嚴(yán)格細(xì)致地下好鋼筋籠，并將其牢固地綁扎或點(diǎn)焊于孔口。2)下放導(dǎo)管時(shí)，應(yīng)使導(dǎo)管順樁孔中心位置而下。3)在灌注過(guò)程中，當(dāng)混凝土接近鋼筋籠下段時(shí)，要徐徐灌注混凝土，以減少混凝土對(duì)鋼筋籠向上的沖力。特別注意導(dǎo)管出口與鋼筋籠底口不得齊平，一般導(dǎo)管出口要低于鋼筋籠不小于1.5 m，或高于鋼筋籠底不小于1 m。4)混凝土應(yīng)嚴(yán)格按配合比配制，灌注要連續(xù)進(jìn)行，并保證在首批初凝時(shí)間內(nèi)完成整根樁的全部灌注工作。

2.3 處理方法

如果鋼筋籠因?yàn)閷?dǎo)管埋深過(guò)大而上浮時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)及時(shí)補(bǔ)救，補(bǔ)救的辦法是馬上起拔拆除部分導(dǎo)管。導(dǎo)管拆除一部分后，可適當(dāng)上下活動(dòng)導(dǎo)管，此時(shí)每上提一次導(dǎo)管，鋼筋籠會(huì)在導(dǎo)管的抽吸作用下自然回落一點(diǎn);堅(jiān)持多上下活動(dòng)導(dǎo)管幾次，直到上浮的鋼筋籠全部回落為止。

3 樁身縮徑(孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑)

3.1 主要原因

1)孔壁粘土的侵入，或地層承壓水對(duì)樁周混凝土的侵蝕。2)塑性土膨脹。3)清孔不徹底，泥漿中含泥塊較多，終灌拔管過(guò)快，引起樁頂周邊夾泥，導(dǎo)致保護(hù)層厚度不足。4)孔中水頭下降，對(duì)孔壁的靜水壓力減小，導(dǎo)致局部孔壁土層失穩(wěn)坍落，造成混凝土樁身夾泥或縮徑。5)混凝土嚴(yán)重離析。

3.2 防治措施

1)預(yù)防縮徑的關(guān)鍵是控制泥漿比重，確保泥漿能保持孔壁平衡。2)使用直徑合適的鉆頭成孔，根據(jù)地層變化配以不同的泥漿。3)成孔施工時(shí)應(yīng)重視清孔，做到清渣而不清泥，預(yù)防清孔后在澆筑混凝土的過(guò)程中局部坍塌，導(dǎo)致縮徑產(chǎn)生。成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過(guò)，在成孔的一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹。

3.3 處理方法

1)若出現(xiàn)縮徑，可采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。2)下放鋼筋籠須在孔口扶正，慢慢放入，避免拖掛孔壁引起塌孔。鋼筋籠下放完畢及時(shí)檢查孔底沉渣情況，發(fā)現(xiàn)沉渣突然增多，則表明孔壁有失穩(wěn)垮坍現(xiàn)象，應(yīng)換用比重為1.5～1.7的稠泥漿護(hù)壁，防止進(jìn)一步垮孔。3)灌注時(shí)，若發(fā)現(xiàn)孔口返水顏色突然改變，并夾有大量的泥土粗砂返出，說(shuō)明孔內(nèi)出現(xiàn)了塌孔現(xiàn)象，應(yīng)停止灌注作業(yè)，探測(cè)孔內(nèi)混凝土面位置，分析塌孔原因，并提出導(dǎo)管，換用干凈泥漿清孔，排出塌落物，護(hù)住孔壁，重新成孔進(jìn)行成樁。4)混凝土灌注完成后驗(yàn)樁發(fā)現(xiàn)樁身縮徑，若位置較淺，則直接開(kāi)挖對(duì)縮徑部位施工補(bǔ)救;若位置較深，且縮徑嚴(yán)重，則應(yīng)考慮補(bǔ)樁。

4 斷樁或夾層

4.1 主要原因

1)灌注時(shí)測(cè)深不準(zhǔn)或計(jì)算錯(cuò)誤將導(dǎo)管提升過(guò)高，以致導(dǎo)管底部脫離混凝土層。2)灌注作業(yè)因故中斷過(guò)久，表層混凝土失去流動(dòng)性，繼續(xù)灌注的混凝土頂破表層而上升，將有浮漿泥渣的表層覆蓋包裹，形成斷樁。3)灌注過(guò)程中，混凝土堵管或?qū)Ч車?yán)重漏水，不得不將導(dǎo)管拔出。4)灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)粩喑恋恚瑥亩雍窳朔e聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，堵管或?qū)Ч馨尾簧蟻?lái)，引發(fā)斷樁事故。5)混凝土拌和物發(fā)生離析使樁身中斷。6)泥漿過(guò)稠，泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，增加了澆筑混凝土的阻力。致使施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，在提取導(dǎo)管上下振擊時(shí)，管內(nèi)儲(chǔ)存的大量混凝土一旦流出即會(huì)沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層。7)灌注混凝土過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因:a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。b.在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)混凝土澆筑高度判斷錯(cuò)誤而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離混凝土面，也會(huì)產(chǎn)生提漏引起斷樁。

4.2 防治措施

1)認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌。2)盡可能提高混凝土澆筑速度。開(kāi)始澆筑混凝土?xí)r盡量積累大量混凝土，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力?？焖龠B續(xù)澆筑，使混凝土和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞。3)提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注混凝土過(guò)程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。4)灌注水下混凝土前檢查導(dǎo)管是否有漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)更換。5)導(dǎo)管要有足夠的抗拉強(qiáng)度，能承受其自重和注滿混凝土的重量;內(nèi)徑應(yīng)一致，其誤差應(yīng)小于±2 mm，內(nèi)壁須光滑無(wú)阻，組拼后須用球塞、檢查錘進(jìn)行通過(guò)試驗(yàn);導(dǎo)管最下端一節(jié)要長(zhǎng)一些，一般為4 m，其底端不得帶法蘭盤。6)導(dǎo)管在澆灌前要進(jìn)行試拼，并做好水密性試驗(yàn)。7)嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深與拔管速度，導(dǎo)管不宜埋入混凝土過(guò)深，也不可過(guò)淺。及時(shí)測(cè)量混凝土澆灌深度，嚴(yán)防導(dǎo)管拔空。8)經(jīng)常檢測(cè)混凝土拌和物，確保其符合要求。

4.3 處理方法

當(dāng)灌注過(guò)程中導(dǎo)管因上述原因而形成斷樁，若混雜泥漿的混凝土層不厚，能將導(dǎo)管插入并穿透此層到達(dá)完好的混凝土內(nèi)時(shí)，則重新插入導(dǎo)管。但灌注前均應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。由于不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水完全抽干，續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量提高稠度，之后的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。若混凝土面在水面以下較淺，且尚未初凝時(shí)，可在導(dǎo)管底部設(shè)置隔水塞，將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)，導(dǎo)管上面再加一定重量，以克服水的浮力，導(dǎo)管內(nèi)裝滿混凝土后，稍提導(dǎo)管，利用混凝土自身重力將底塞壓出，然后繼續(xù)灌注。

若斷樁位置較深，斷樁處承受的彎矩不大，且斷樁處以上已灌注混凝土?xí)r，可用壓漿補(bǔ)強(qiáng)的方法處理，待水泥漿硬化后，應(yīng)再作一次鉆孔取芯，檢查補(bǔ)強(qiáng)效果，如斷樁、夾泥情況排除，認(rèn)為合格后，方可交付使用。

5 結(jié)語(yǔ)

引發(fā)鉆孔灌注樁質(zhì)量事故的原因較多，造成的后果相當(dāng)嚴(yán)重。因此在施工過(guò)程中應(yīng)采用科學(xué)的施工方案，加強(qiáng)質(zhì)量控制，避免質(zhì)量事故發(fā)生或把事故降低到最小限度。對(duì)已出現(xiàn)問(wèn)題的樁基，應(yīng)掌握詳盡而準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)資料，及時(shí)組織專家制定安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的處理方案，避免更大的經(jīng)濟(jì)損失。

［1］ 趙志遠(yuǎn).鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量問(wèn)題及措施［J］.山西建筑，2009，35(21):212-213.