近海岸灌注樁施工質(zhì)量通病特征及全過程控制

田輝

(中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院，廣東廣州 510230)

0 引言

近年來，鉆孔灌注樁由于成樁速度快，場地適應(yīng)能力強(qiáng)，環(huán)境效益好，樁基承載力高等優(yōu)勢，正越來越多的在近海岸工程中得到運(yùn)用。

然而由于海上鉆孔灌注樁的施工條件差，且需要在較短時(shí)間內(nèi)完成多個(gè)工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對混凝土的隱蔽，如果控制不好，很容易出現(xiàn)一些質(zhì)量病害，進(jìn)而影響工程質(zhì)量。因此，如何解決灌注樁施工過程中的質(zhì)量通病，加強(qiáng)樁基的質(zhì)量控制對工程具有較大的實(shí)際意義。

1 常見的質(zhì)量通病特征及成因

鉆孔灌注樁在施工過程中，容易出現(xiàn)下面的質(zhì)量通病。

1.1 樁位偏差較大

1)特征。灌注樁成孔以后，孔底與孔口上下不垂直或者軸線偏差超出規(guī)范允許范圍。

2)成因。坐標(biāo)網(wǎng)的控制不夠精確，施工平臺的平穩(wěn)性不夠及施工機(jī)械自身的原因都將導(dǎo)致樁位偏差較大。

1.2 鋼筋籠上浮

1)特征。已經(jīng)沉放到設(shè)計(jì)標(biāo)高位置的鋼筋籠骨架，在混凝土灌注過程中，隨著混凝土灌注高度的上升而上升，也稱為“浮籠”。

2)成因。鋼筋籠沉放到位后固定不夠或首次混凝土灌注速度過快是鋼筋籠上浮的主要原因。

1.3 孔壁塌落

1)特征。在灌注樁成孔或混凝土灌注過程中，孔壁材料塌落，導(dǎo)致護(hù)筒內(nèi)水或泥漿位突然上升溢出護(hù)筒，并冒出氣泡。

2)成因。孔壁材料較差或孔內(nèi)水頭不夠是導(dǎo)致孔壁坍塌的主要原因。

1.4 導(dǎo)管進(jìn)泥漿或堵管

1)特征。混凝土灌注過程中，孔內(nèi)泥漿從導(dǎo)管的接頭處或底端進(jìn)入導(dǎo)管稱為導(dǎo)管進(jìn)漿;混凝土在導(dǎo)管中初步硬化影響混凝土的繼續(xù)下沉稱為堵管。

2)原因。導(dǎo)管氣密性不好或拔管過猛將導(dǎo)致導(dǎo)管進(jìn)漿;混凝土質(zhì)量太差或灌注間隔時(shí)間過長將導(dǎo)致堵管。

1.5 縮頸

1)特征。灌注樁成孔以后，灌注樁局部斷面樁徑小于設(shè)計(jì)斷面要求。

2)成因?？妆诓牧系奈蛎浶允强s頸發(fā)生的主要原因。

1.6 樁身夾泥或斷樁

1)特征?；炷聊毯螅瑯吨斜荒酀{或其他疏松體夾入樁芯混凝土形成間斷樁。

2)成因?；炷凉嘧⑦^程中孔壁材料塌落或拔管出混凝土面是產(chǎn)生樁身夾泥或斷樁的主要原因。

1.7 孔底沉渣過厚

1)特征。灌注樁灌注完成后，樁身底部沒有混凝土或夾有泥土的樁長超過設(shè)計(jì)要求值。

2)成因。清孔質(zhì)量不高是導(dǎo)致孔底沉渣過厚的主要原因。

2 全過程質(zhì)量控制方案

2.1 樁位偏差較大

1)事前控制。

對近海岸工程建立嚴(yán)格的坐標(biāo)控制網(wǎng)，確保每個(gè)樁位的坐標(biāo)準(zhǔn)確，根據(jù)坐標(biāo)安置好護(hù)筒，及時(shí)復(fù)核護(hù)筒的位置和標(biāo)高。施工前對施工機(jī)具進(jìn)行檢驗(yàn)和校核，確保鉆桿的垂直度和儀器儀表精度符合要求;根據(jù)近海的施工環(huán)境搭設(shè)穩(wěn)固的臨時(shí)施工平臺，防止由于轉(zhuǎn)機(jī)運(yùn)動造成機(jī)身傾斜，進(jìn)而影響鉆桿的垂直度。

2)事中控制。

開鉆初期，合理的控制轉(zhuǎn)速，成孔達(dá)一定深度時(shí)，檢查校核鉆架及鉆桿的垂直度，確保成孔垂直度在允許范圍內(nèi)，待各方面均正常后，方可開始加速鉆孔，在鉆進(jìn)過程中，應(yīng)用水平尺矯正轉(zhuǎn)盤水平度和機(jī)身平穩(wěn)性，加鉆桿時(shí)應(yīng)重新復(fù)測轉(zhuǎn)盤水平度;遇到地下障礙物時(shí)先對障礙物進(jìn)行處理，不同土層交接處應(yīng)降低成孔速度，待平穩(wěn)穿過后再恢復(fù)正常鉆進(jìn)速度。

3)事后控制。

對成孔樁位及時(shí)進(jìn)行復(fù)測，傾斜度不大的，利用鉆機(jī)上下反復(fù)掃孔，直至孔壁校直;傾斜度偏差較大，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對傾斜孔段回填砂粘土，待回填土沉積密實(shí)后重新成孔。

2.2 鋼筋籠上浮

1)事前控制。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行鋼筋籠的加工，并根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量，減少混凝土向上的頂托力;鋼筋籠定位準(zhǔn)確后，將鋼筋籠上端焊接在鋼護(hù)筒上，利用鋼護(hù)筒的反作用力防止其上升。

2)事中控制。灌注混凝土過程中，實(shí)時(shí)掌控混凝土灌注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)灌注混凝土表面在鋼筋籠底部上下約1 m時(shí)，應(yīng)放慢混凝土灌注速度，當(dāng)確定混凝土埋置深度超過鋼筋籠約3 m時(shí)，及時(shí)提升導(dǎo)管。

3)事后控制。當(dāng)灌注完成后發(fā)現(xiàn)鋼筋籠出現(xiàn)上浮，要及時(shí)查明原因，并會同設(shè)計(jì)單位對單樁承載力進(jìn)行驗(yàn)算，必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)樁處理。

2.3 孔壁塌孔

1)事前控制。施工前，在現(xiàn)場進(jìn)行鉆孔試驗(yàn)，參照勘察報(bào)告對實(shí)際地層進(jìn)行復(fù)核，在基本配合比的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)配試驗(yàn)，找出最優(yōu)的泥漿濃度指標(biāo)。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際對樁位施工順序進(jìn)行合理安排，盡量采用間隔施工;收集并仔細(xì)研讀潮差變化表，根據(jù)潮差變化合理安排每根樁的施工時(shí)間，盡量在潮位變化慢的時(shí)間區(qū)段施工，便于控制樁內(nèi)外水壓差。

2)事中控制。鋼筋籠的安放要準(zhǔn)確到位，盡量避免刮擦孔壁材料，同時(shí)要適當(dāng)加快焊接，避免孔位空置時(shí)間過長。施工中應(yīng)根據(jù)孔徑大小及土層情況來調(diào)整鉆斗的升降速度，一般粘土層，鉆進(jìn)速度較快;在松散砂礫、砂層中鉆進(jìn)時(shí)，要適當(dāng)降低鉆進(jìn)速度;當(dāng)鉆孔通過砂礫等強(qiáng)透水層時(shí)，可以適當(dāng)在泥漿中加防漏劑，必要時(shí)可直接向孔內(nèi)填加粘土，并用鉆頭擠密攪拌，直到不漏漿為止;土質(zhì)尤其差的部位不宜空鉆，并適當(dāng)加大泥漿密度。施工過程中，嚴(yán)格控制好泥漿濃度指標(biāo)，隨時(shí)進(jìn)行測定，出現(xiàn)偏差，及時(shí)調(diào)整，并根據(jù)潮差變化增減泥漿，時(shí)刻保持筒內(nèi)泥漿水位高出潮位1 m左右。

3)事后控制。發(fā)生輕微塌孔后，立即停止施工，采取保持或適當(dāng)加大水頭等措施，防止繼續(xù)塌孔，并及時(shí)查明原因，然后用吸泥機(jī)吸出塌入孔中的泥土;若塌孔較為嚴(yán)重，應(yīng)該保存孔位，回填粘土摻砂礫，待回填土沉實(shí)后，重新鉆孔成樁。

2.4 樁底沉渣過厚

1)事前控制。采用先進(jìn)焊接工藝加快對接鋼筋籠速度，減少孔位空置時(shí)間，同時(shí)鋼筋籠沉放時(shí)，盡量避免碰撞孔壁。

2)事中控制。鋼筋籠沉放完成后，要立即組織進(jìn)行二次清孔，并對清孔的泥漿濃度指標(biāo)和沉渣厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，確保檢測結(jié)果滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，清孔后仍不能滿足要求時(shí)，可以使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣?；炷凉嘧⒅埃瑧?yīng)對首次灌注混凝土方量進(jìn)行準(zhǔn)確測算，確保有足夠的混凝土儲備量，利用首次混凝土的下沉的巨大沖擊力濺除孔底沉渣。

3)事后控制。對混凝土灌注完成后發(fā)現(xiàn)沉渣較厚，可以根據(jù)實(shí)際情況通過注漿補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行處理，不滿足要求時(shí)，采取補(bǔ)樁措施。

2.5 導(dǎo)管進(jìn)泥漿

1)事前控制?；炷凉嘧⑶埃瑧?yīng)該對導(dǎo)管進(jìn)行試拼裝、試壓，試水壓力為0.6 MPa～1.0 MPa，確保導(dǎo)管連接部位的密封性。嚴(yán)格控制導(dǎo)管底口距孔底間距，并根據(jù)間距計(jì)算首次灌注混凝土用量，確?；炷辽仙袢雽?dǎo)管深度大于1 m。

2)事中控制。灌注混凝土過程中嚴(yán)格控制導(dǎo)管提升速度，確保導(dǎo)管插入孔內(nèi)混凝土深度不低于2 m，避免導(dǎo)管底部完全脫離混凝土面。

3)事后控制。對首次灌注混凝土引起的導(dǎo)管進(jìn)泥漿，應(yīng)立即將導(dǎo)管及鋼筋籠拔出，鉆機(jī)重新就位后用鉆斗將孔內(nèi)混凝土取出，然后重新下放鋼筋籠、導(dǎo)管，并投入足夠量的混凝土重新灌注。

若是導(dǎo)管接頭氣密性不好導(dǎo)致進(jìn)漿，應(yīng)迅速拔出舊管，重新插入新管，然后用潛水泵將導(dǎo)管內(nèi)的泥漿及沉淀物抽出后繼續(xù)灌注。

2.6 縮頸

1)事前控制。根據(jù)試樁結(jié)果和勘察報(bào)告，對孔深范圍的土層進(jìn)行劃分，并根據(jù)劃分選擇成孔速度。

2)事中控制。成孔時(shí)，盡量加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。

3)事后控制。出現(xiàn)縮頸，利用鉆機(jī)上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

2.7 樁身夾泥或斷樁

1)事前控制。在混凝土灌注前，嚴(yán)格控制混凝土的質(zhì)量，確?；炷恋拇止橇狭健⒑鸵仔约疤涠鹊雀黜?xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，同時(shí)要建立現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室，及時(shí)對上述指標(biāo)進(jìn)行測定;水下混凝土坍落度宜控制在20 cm左右，并滿足混凝土灌注和易性的要求。

2)事中控制。做好孔內(nèi)的泥漿清理工作，達(dá)到要求后立即灌注混凝土，并隨時(shí)了解混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋入深度，避免因?yàn)榘喂苓^猛導(dǎo)致導(dǎo)管離開混凝土面。要做好相應(yīng)安排，確?；炷凉嘧⑦^程的連續(xù)性，避免出現(xiàn)灌注停歇時(shí)間過長;對灌注區(qū)段土質(zhì)較差的部位，要適當(dāng)減緩灌注速度，必要時(shí)進(jìn)行預(yù)處理后灌注。

3)事后控制。對已發(fā)生或估計(jì)可能發(fā)生夾泥或斷樁的樁，應(yīng)采用地質(zhì)鉆機(jī)，鉆芯取樣，作進(jìn)一步探查，若樁內(nèi)有局部的蜂窩、松散，根據(jù)實(shí)際情況采取壓漿補(bǔ)強(qiáng)方法處理。對夾泥斷面超過規(guī)范要求或斷樁時(shí)，采取補(bǔ)樁的處理方法。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁作為近海岸工程廣泛采用的樁基形式，其質(zhì)量好壞直接影響上部結(jié)構(gòu)的使用，加之海上施工條件較差，加強(qiáng)對灌注樁施工的全過程質(zhì)量控制對工程有著較大的現(xiàn)實(shí)和經(jīng)濟(jì)意義。

［1］ 韓國華.鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的問題及處理方法［J］.山西建筑，2009，35(25)：126-127.

［2］ 張達(dá)強(qiáng).鉆孔(泥漿護(hù)臂)灌注樁施工中常見的七個(gè)質(zhì)量問題分析［J］.建筑與裝飾，2007(8)：177-178.

［3］ 楊海平，周 順.鉆孔灌注樁質(zhì)量通病的形成及措施監(jiān)控［J］.重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(25)：93-95.

［4］ GBJ 50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.