淺談鉆孔灌注樁施工常見問題及防范措施

鄭思起

【摘 要】 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)在道路橋梁工程中應(yīng)用比較廣泛，它的施工工藝及技術(shù)發(fā)展也比較成熟，具有承載力大、穩(wěn)定性好、沉降量小、受施工水位或地下水位高低的影響較小等優(yōu)點。本文對分析了鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量問題，并提出了預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】 鉆孔灌注樁；質(zhì)量問題；預(yù)防措施

1 前言

灌注樁系是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。具有以下優(yōu)點：

1、機械化作業(yè)，施工簡單；

2、鋼筋籠、砼可集中加工、配送，也可以現(xiàn)場加工，作業(yè)方便；

3、施工速度快，工藝成熟，相當來講過程中安全可靠。下面根據(jù)鉆孔灌注樁設(shè)計和施工經(jīng)驗，簡要分析鉆孔灌注樁施工過程中可能存在的幾種質(zhì)量問題以及相應(yīng)的防范措施。

2 坍孔的預(yù)防

鉆進過程中，如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。

造成原因：土質(zhì)松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內(nèi)水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

防治措施：在松散易坍的土層中，適當埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。復(fù)核鉆桿是否彎曲外，根據(jù)不同土層情況隨時凋整鉆進速度。

搬運和吊裝鋼筋籠時，應(yīng)防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁。

3 卡鉆及掉鉆

3.1 原因分析

鉆進中卡鉆及掉鉆難免發(fā)生，處理不及時常引起塌孔等問題發(fā)生。

（1）沖擊鉆孔時，鉆頭被塌孔落下石塊或掉入孔內(nèi)的大工具卡住。

（2）鉆頭尺寸不統(tǒng)一，焊補的鉆頭過大；鉆進太猛或鋼絲繩過大，使鉆頭傾斜卡在孔壁上。

（3）入孔較深時鋼護筒傾斜或下端被鉆頭撞擊嚴重變形。

（4）孔內(nèi)出現(xiàn)孤石、探頭石、梅花孔或縮孔未及時處理。

（5）卡鉆時操作不當強拉強提。

3.2 預(yù)防措施

（1）對于能向下活動的上卡，可采取上下提動鉆頭，并將鋼絲繩左右拔移、旋轉(zhuǎn)。（2）卡鉆后只宜輕提，若提不動可用小沖擊鉆錐沖或用沖、吸的方法將鉆錐周邊的鉆碴松動后再提出。（3）保持護筒垂直防止傾斜，鉆頭尺寸應(yīng)統(tǒng)一，鉆進應(yīng)控制好速度不宜過猛過快。

4 鉆孔偏斜

4.1 原因分析

不是特殊設(shè)計的斜樁，鉆孔偏斜直接造成灌注樁中心線不垂直，嚴重影響設(shè)計荷載。

（1）土層軟硬不勻，致使鉆頭受力不均，鉆進中遇有較大的孤石、探頭石等容易偏斜。

（2）樁架不穩(wěn)、鉆桿與導(dǎo)架不垂直、鉆機磨損、部件松動及鉆桿彎曲接頭不正。

（3）擴孔較大處，鉆頭搖擺偏向一方。

4.2 預(yù)防及處治辦法

（1）遇有孤石、探頭石可用鉆機鉆透，采用沖孔機時可用低速將石打碎；遇傾斜基巖時可用混凝土填平，待其凝固后再粘。

（2）及時檢查調(diào)整樁架，使之垂直平穩(wěn)。導(dǎo)架經(jīng)常進行水平與垂直校正，做到鉆機設(shè)備檢修完好。

（3）鉆孔倔斜過大時，填入土石重新鉆進，控制好鉆速。

5 護筒設(shè)置不當及冒水

施工規(guī)范中規(guī)定，護筒內(nèi)徑宜比樁徑大20-40cm，但不能誤認為護筒平面位置偏差大一點沒關(guān)系，埋設(shè)護筒是為了鉆孔過程中下口有一個穩(wěn)定的支撐面，保證位置不發(fā)生偏移，為鉆頭對中、孔深控制、鋼筋籠下放提供參照物。埋設(shè)護筒時，護筒中心豎直線應(yīng)與樁中心線重合，平面允許偏差為5cm，豎向傾斜不大于1%。

護筒外壁冒水會導(dǎo)致地基下沉、護筒傾斜和移位，造成鉆孔傾斜。護筒埋置深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求或樁位的水文地質(zhì)情況確定，底部和四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實，水域護筒埋設(shè)一般采用振動錘沉入。護筒高度宜高出地面0.3m或水面1.0-2.0m，內(nèi)部保持1.0-1.5m的水頭高度，維護孔壁穩(wěn)定。鉆頭起落時，應(yīng)防止碰撞護筒。發(fā)現(xiàn)護筒冒水時，應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土填實加固四周，一旦下沉或移位時，應(yīng)重新定位安裝護筒。

6 鋼筋籠上浮

6.1 原因分析

鋼筋骨架上升，達不到設(shè)計高程，造成返工重新清孔。

（1）鋼筋骨架不牢固，孔口未用電焊固定。

（2）提升導(dǎo)管不慎掛住鋼筋籠。

（3）混凝土面到達鋼筋骨架底部時，導(dǎo)管埋置深度不足，灌注量過大時，混凝土對鋼筋骨架產(chǎn)生的上沖力過大。

（4）質(zhì)量差易產(chǎn)生離析、初凝時間短、坍落度損失大的混凝土，使混凝土上升至鋼筋籠底端時鋼筋難以插入混凝土面造成上浮。

6.2 預(yù)防及處治辦法

（1）認真細致地下好鋼筋籠，并將其牢固地綁扎或點焊于孔口。

（2）導(dǎo)管應(yīng)順井孔中央放置，并在灌注混凝土前進行升降試驗。

（3）保證配合比拌合質(zhì)量，混凝土灌注過程中，當混凝土接近鋼筋籠下段時，一般灌注速度掌握在10m3/h左右，徐徐灌注減小混凝土對鋼筋籠向上的沖力。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1.5m，或高于鋼筋籠底不小于1m。

7 斷樁

7.1 斷樁形成原因分析

斷樁是嚴重的質(zhì)量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應(yīng)的對策，預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個方面：

（1）在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個重要的施工指標。導(dǎo)管埋深過大以及灌注時問過長，導(dǎo)致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。

（2）卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁的重要原因之一。由于人工配料隨意性大，造成混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀釋。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，都會導(dǎo)致卡管事故，造成斷樁。

（3）有時受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?，沖洗液侵入混凝土導(dǎo)致水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝固而導(dǎo)致斷樁。因此，在地下水活動較大的地段，要事先用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土，同時必須確保導(dǎo)管的密封性。

（4）坍塌。因工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時重視不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工者談不上有什么經(jīng)驗，在灌注過程中，井壁坍塌嚴重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀等造成泥砂性斷樁。

（5）待料、機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認真對待灌注前的準備工作，這對保證樁基的質(zhì)量很重要。

7.2 斷樁處理的幾種方法

（1）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的1/3以下時，一般采取沖擊鉆清除已灌注部分，再實施原位恢復(fù)。

（2）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的2/3以上且距離孔口深度不大于10 m時，先進行鉆孔壁加固，而后進行鉆孔樁的接長比較經(jīng)濟。

（3）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的1/3與2/3之間的，應(yīng)對各種處理方法進行對比，選擇經(jīng)濟、可行的處理方法。墩（臺）樁布置有條件變更，樁布置改變造成的損失較小的，應(yīng)積極與設(shè)計單位聯(lián)系爭取變更設(shè)計。

8 結(jié)束語

鉆孔灌注樁在施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響整個工程的質(zhì)量和進度，所以應(yīng)加強施工中原始資料的收集存檔，發(fā)現(xiàn)問題及時會診，制定切實可行的補救方法。

參考文獻

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