談對鉆孔灌注樁的控制與常規(guī)處理措施

時維超

(中鐵十六局集團置業(yè)投資有限公司，北京 100018)

0 引言

鉆孔灌注樁較廣泛的運用于公路、鐵路、房建、市政等各個領(lǐng)域，其設(shè)備構(gòu)造簡單，操作方便，靈活性好，對土質(zhì)的要求不高、對周圍環(huán)境影響小、適用面廣、安全保障性好、噪聲低、振動少等優(yōu)點頗受廣大工程人員的青睞，但在施工過程中常常會遇到諸如坍孔、鉆孔偏斜、鉆頭被卡、流砂、鉆頭脫落等較棘手的問題，而且往往是突發(fā)性的，極易造成較大的經(jīng)濟損失和質(zhì)量問題，如何避免、有效處理各種問題，對提高工程的安全保障、加快進度、確保質(zhì)量有著重大意義。

1 常規(guī)施工方法及原理

混凝土灌注樁常用的成孔方法有沖擊鉆成孔、回轉(zhuǎn)鉆成孔、潛水鉆成孔、鉆孔壓漿成孔、振動沉管成孔、錘擊沉管成孔、人工挖孔成孔等，目前較常用的是沖擊鉆成孔，其成孔原理主要是通過沖擊鉆頭上下往復(fù)沖擊，將硬質(zhì)土或巖層破碎成孔，部分碎渣和泥漿擠入孔壁中，大部分成為泥渣，并通過泥漿置換或掏渣方式將其推攜帶至孔外。

2 施工工藝

施工工藝流程如下:

場地處理→測量放線→鉆機就位→埋設(shè)護筒→鉆孔→驗孔→清孔→清孔檢查→安放鋼筋籠→二次清孔→檢查沉渣厚度→吊放導(dǎo)管→灌注混凝土→拆除導(dǎo)管→樁頭處理→檢查驗收。

3 原因分析及探討

鉆孔開始時常采用低錘小沖程密擊，錘高一般控制在0.4 m～0.6 m，及時加塊石、粘土和水，孔深至護筒下3 m～4 m后，方可加快速度，加大沖程，將錘提高至1.5 m～2.0 m以上，轉(zhuǎn)入正常連續(xù)沖擊;在施工過程中常常會出現(xiàn)以下問題，結(jié)合以往施工經(jīng)驗及常規(guī)的處理措施與方法進行一一描述，共同探討。

3.1 垂直度及軸線偏位

1)在鉆孔過程中常存在以下情況造成傾斜、跑位現(xiàn)象:存在探頭石、孤石，或是基巖面產(chǎn)狀較陡，鉆頭兩側(cè)受力不均，產(chǎn)生一側(cè)偏移;鉆機底座不水平，或是土基軟硬不均，在鉆進過程中逐漸產(chǎn)生不均勻沉陷，偏移原來的位置;在施工過程中隨意更換小鉆頭。

2)預(yù)防措施:施工前確保場地已平整，局部表層如有存在松軟地層須及時處理，一般施工中采用挖除換填處理，深層的軟弱地層一般影響不大。鉆孔前先用洛陽鏟、細鋼筋等工具探明此處是否存在地下孤石、障礙物等情況，較淺的挖除，較深的制定相應(yīng)的處理措施，提前做好準備。鉆進過程中每1 m～2 m要檢查一次成孔垂直度和軸線偏位情況，一般在現(xiàn)場主要采用吊線錘目測檢查，檢查錘頭在下落過程中鋼絲繩是否有傾斜，鋼絲繩與十字護樁是否呈三點一線，如有偏差，立即停止施工，及時處理。禁止使用存在嚴重磨損的鉆頭，要認真檢查鉆頭是否有嚴重磨損現(xiàn)象，如有須采取修復(fù)或更換處理，禁止換用小鉆頭。

3)處理方法:發(fā)現(xiàn)存在探頭石、孤石的情況時，在偏位一側(cè)回填較大塊的塊石，平衡兩邊的沖擊力，或是將鉆機稍移向探頭石一側(cè)，高沖程猛擊探頭石，破碎后再調(diào)整位置，繼續(xù)鉆孔，一般現(xiàn)場主要采用前者，后者調(diào)整鉆機，容易產(chǎn)生樁位偏位，重新加固等一系列新問題;對于基巖面產(chǎn)狀較陡的情況，可在偏移一側(cè)回填碎石，加大泥漿比重，充分利用鉆頭的轉(zhuǎn)動，低沖程、高頻錘擊、間斷錘擊，逐漸糾正偏位。處理過程時間較長，容易出現(xiàn)孔壁不穩(wěn)定的現(xiàn)象，此時必須確保泥漿比重符合要求，并有專人負責(zé)監(jiān)控孔壁周邊的沉降情況;因鉆機基座在鉆孔過程中產(chǎn)生不平衡傾斜造成偏差，其主要原因是原地基表層未處理好，軟硬不均，此時必須立即停止施工，采用吊機將鉆機吊起，增加底部枕木，提高地基的承載力，調(diào)平基座，同時加固支腿處的穩(wěn)定，防止跑位。

3.2 鉆頭脫落

1)鉆頭與鋼絲繩連接部位是鉆孔過程中主要的受力部件，同時也是磨損最大的部件，出現(xiàn)脫落情況一般存在以下原因:連接件長時間磨損嚴重，且及時涂潤滑油保養(yǎng)，在轉(zhuǎn)向裝置連接處或附近磨斷;繩卡螺絲松動，或損壞，繩卡鎖固力損失，造成松脫;鉆頭連接件本身存在薄弱面或質(zhì)量問題;新上場作業(yè)人員經(jīng)驗不足，誤以為鋼絲繩的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生較大磨損，將轉(zhuǎn)向連接裝置用電焊固結(jié)，造成鋼絲繩的擰斷。

2)預(yù)防措施及處理方法:產(chǎn)生鉆頭脫落的主要原因就是因為前期準備工作未做好，埋下安全隱患，重點加強前期預(yù)防措施工作是重中之重，后期處理會給工程造成巨大的損失，因此要重點加強機具設(shè)備管理，制定日常檢查、保養(yǎng)，維修制度，由專人負責(zé)落實;對新上場的工人做好業(yè)務(wù)知識的培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，具備常見問題處理與防范能力;施工前配備各種打撈設(shè)備，如打撈活套、打撈鉤、沖抓錐等，必要時配備潛水員。

3)處理方法:一般采用打撈鉤、沖抓錐等設(shè)備，及時打撈，切不可久拖，必要時采用人工潛水掛鉤打撈，但此方法風(fēng)險大，成本高，一般不使用。

3.3 孔壁坍塌

1)孔壁坍塌是最常見，也是最容易發(fā)生的問題，如不及時處理好，將會前功盡棄，現(xiàn)場一般存在以下原因:遇到流砂、軟淤泥、破碎地層或松砂層等不良的地質(zhì)，在地層變化時未及時調(diào)整泥漿比重或比重偏低，不能很好的起到固結(jié)作用，同時孔外水壓比孔內(nèi)大，孔壁松散，泥漿流失，有時遇到未探明的喀斯特地形，造成泥漿迅速流失，來不及補漿;沖擊鉆頭或掏渣筒傾倒，撞擊孔壁，造成孔壁不穩(wěn);成孔后未及時灌注混凝土或下鋼筋籠時撞擊孔壁造成坍孔。

2)預(yù)防措施:在施工前認真核對地質(zhì)勘察報告，同時做好局部施工部位的復(fù)核，探明是否存在特殊地質(zhì)情況，以防不良地質(zhì)的影響，對不良地質(zhì)提前做好處理措施;施工中做好鉆孔記錄，嚴格監(jiān)控停鉆時間，禁止空置時間過長，造成坍孔隱患。

3)處理方法:對于局部塌孔現(xiàn)象，一般工地上常采用加大泥漿比重，低幅高頻沖擊，利用泥漿的固結(jié)作用改良周邊不良土質(zhì)。對于較大范圍、塌坍較嚴重的情況，須探明位置，將碎石、砂和粘土(或黃土)混合物回填至坍孔位置以上1 m～2 m，將周邊坍孔部位填實后，再重新沖孔，低速鉆進，將混合物錘入周邊不良地層，做成泥漿結(jié)塊，形成堅厚孔壁，阻止坍孔。清孔或漏漿時及時補充泥漿，保持漿面在護筒范圍內(nèi)，下鋼筋籠前先檢查鋼筋籠的平直度，避免在預(yù)制或起吊過程中彎曲，下鋼筋籠時確保垂直度，不撞擊孔壁。

3.4 沖擊鉆頭被卡

1)在鉆孔過程中由于操作工人的大意或是經(jīng)驗不足，容易造成鉆頭被卡，一般存在以下原因:鉆頭未能很好、均勻的轉(zhuǎn)動，造成鉆孔不圓，鉆進過程中被卡在狹窄的部位，或是遇到大的探頭石，落在鉆頭與孔壁之間，將鉆頭卡住;長時間使用磨損嚴重，未及時補焊，所鉆的孔徑逐漸變小，鉆頭入孔沖擊時被卡;上部孔壁坍落物卡住鉆頭，或是放繩太多，沖擊鉆頭傾倒頂住孔壁;鉆頭沖程太高，底部泥漿密度大，粘度過高，以致鉆頭被吸住。

2)預(yù)防措施:施工前檢查鉆頭的轉(zhuǎn)向裝置是否靈活可靠，在鉆孔過程中也須隨時觀察轉(zhuǎn)動情況，如有情況，及時處理;做好設(shè)備的檢查養(yǎng)護制度，重點檢查鉆機剎車片是否有效，施工中放繩太多的情況多數(shù)是因為剎車片嚴重磨損，剎車失靈造成的;嚴格控制停鉆時間，如遇特殊情況，須在確保泥漿比重的同時，每隔10 min左右進行一次提鉆作業(yè);充分利用泥漿泵向孔內(nèi)泵送性能優(yōu)良的泥漿，置換粘度過高的泥漿。

3)處理方法:若出現(xiàn)因孔不圓造成的卡鉆情況，可將鉆頭向下活動一定空間進行轉(zhuǎn)動，待轉(zhuǎn)到合適位置后再提起，并反復(fù)沖刷孔徑變小處的孔壁，提出鉆頭后及時修復(fù)或更換鉆頭;如鉆頭傾倒，頂住側(cè)壁，可采用打撈鉤或打撈活套助提，同時提高泥漿比重，將坍落物懸浮到洞口，及時清理泥漿池，防止沉渣再度流入孔樁內(nèi);如鉆頭已被粘住吸牢，可將水管下沉至孔底用清水高壓沖擊，將孔底泥漿沖稀，同時進行向上提拉鉆頭，如仍不行，可同時采用小型炸藥爆破產(chǎn)生的瞬時力量將鉆頭提起，處理時間越短越好，不可拖延太久，否則會造成坍孔現(xiàn)象。

3.5 沖擊無鉆進

1)鉆孔作業(yè)一般是連續(xù)作業(yè)，快速施工，縮短空孔時間，在施工過程中常常會因為其他原因存在鉆孔效率低，作業(yè)時間長的情況，一般主要存在以下原因:鉆頭刃腳變鈍或未焊牢被沖擊掉，或是孔內(nèi)泥漿濃度不夠，石渣沉于孔底，鉆頭反復(fù)擊打渣層。

2)預(yù)防措施:施工前認真檢查鉆頭質(zhì)量，鉆孔過程中隨時檢查，及時修復(fù)鉆頭;施工中認真做好鉆孔記錄，時時量測孔深及成孔效率，及時發(fā)現(xiàn)問題。

3)處理方法:如出現(xiàn)無法鉆進或成孔效率低的情況，可向孔內(nèi)增加粘土塊，加大泥漿比重，但不能太大，以沉渣浮起為宜，否則過大的泥漿比重會減小鉆頭的沖擊力，起不到加快速度的作用;同時護壁泥漿變厚，減小后期混凝土樁與周圍土層的摩擦力。

4 結(jié)語

成孔作業(yè)質(zhì)量的高低決定著成樁作業(yè)的成敗，如果未處理好存在的問題，將會給日后工程質(zhì)量埋下巨大的隱患，因此如何高效的處理各種問題，尤其是突發(fā)事件，避免安全質(zhì)量事故的發(fā)生是一個長期的課題，因為在實際施工過程中往往還會遇到比上述更復(fù)雜、更棘手的問題，這就要求我們施工人員要認真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識，認真總結(jié)，正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范，熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計圖紙、相關(guān)文件及各項技術(shù)要求，不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，實事求是，具體問題具體分析，采取各種有效的措施，確?？讟冻煽踪|(zhì)量。

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