鉆孔灌注樁樁身夾渣及斷樁的原因分析與解決辦法

陳龍

（蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司， 江蘇 蘇州 215021）

鉆孔灌注樁樁身夾渣及斷樁的原因分析與解決辦法

陳龍

（蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司， 江蘇 蘇州 215021）

摘 要：鉆孔灌注樁在高層建筑中使用越來越頻繁，經(jīng)常發(fā)生夾渣和斷樁的問題。講述了一次灌注樁斷樁問題的處理過程，并根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)分析了施工準(zhǔn)備階段、成孔階段、混凝土澆灌過程中三個(gè)方面容易導(dǎo)致樁身夾渣及斷樁問題的原因和解決辦法。

關(guān)鍵詞：夾渣；斷樁；原因分析；解決辦法

1 工程概況

江蘇某地一大型商業(yè)項(xiàng)目，基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，共 1 532根，直徑有 60 cm、80 cm、100 cm 三種，全部為摩擦型樁。發(fā)生問題的 112# 樁為直徑 100 cm，樁長 48 m，樁端持力層為 13 層(粉土夾粉砂)，要求進(jìn)入持力層≥20 m，混凝土澆灌至下午 17∶00 時(shí)，由于地處市中心且有一路段發(fā)生交通事故導(dǎo)致多輛混凝土車堵在路上。等待了近 2 h 混凝土才到現(xiàn)場，澆灌時(shí)孔內(nèi)泥漿已無法上涌，料斗、導(dǎo)管內(nèi)混凝土無法下灌，同時(shí)導(dǎo)管亦無法下埋，此時(shí)混凝土面距樁頂 25 m。多次嘗試下埋導(dǎo)管均未成功，只好不停地拆除導(dǎo)管，最后經(jīng)經(jīng)測繩測量得知導(dǎo)管埋深已不足 30 cm，前后持續(xù)一個(gè)多小時(shí)導(dǎo)管始終無法下埋，無法繼續(xù)澆灌混凝土，最后為防止混凝土凝固無法拔出導(dǎo)管，只好拔除全部導(dǎo)管。

2 處 理

由于泥漿護(hù)壁的鉆孔樁成孔后不宜停放過久，立即從別的樁機(jī)上調(diào)來導(dǎo)管及小直徑鉆頭，使用直徑為 60 cm 的鉆頭重新接上鉆桿，下鉆之前重新將鋼筋籠在十字方向上固定并居中，防止鉆頭、導(dǎo)管卡到鋼筋籠，下鉆至樁頭并鉆進(jìn)約 30 cm左右(由測量鉆桿進(jìn)尺來控制)，這樣可以清除樁頭夾渣混凝土，以盡量減少檢測時(shí)出現(xiàn)夾層的可能。提起鉆桿，重新下導(dǎo)管清孔，將剛才攪起的樁頭沉渣循環(huán)出去，同時(shí)加大泥漿比重護(hù)壁。不時(shí)測量孔深及泥漿指標(biāo)，清孔完成時(shí)泥漿指標(biāo)為比重 1.15，砂率 1%，粘度 20 S，沉渣厚度約為 5 cm。計(jì)算混凝土澆灌時(shí)料斗下口所需高度：

式中：H 為料斗下口至混凝土面的高度；P 為導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落并將導(dǎo)管外混凝土頂升時(shí)所需的超壓力，取 100 kPa；Hw為混凝土面以上泥漿的高度，取 23.8 m；γw為樁孔內(nèi)泥漿的重度，由實(shí)測的泥漿比重計(jì)算，取 11.27 kN/m3；γc為混凝土的重度，取 24 kN/m3。

經(jīng)計(jì)算，混凝土澆灌時(shí)料斗所需高度為 11.6 m，此時(shí)孔深為 25 m，滿足料斗高度要求。

因現(xiàn)場無隔水塞，只好將導(dǎo)管最下端包一塊彩條布并用繩捆扎固定在導(dǎo)管上，捆扎時(shí)以不能過松也不能過緊、盡量不讓泥漿水返入導(dǎo)管和可以使混凝土沖開彩條布為界。下導(dǎo)管至樁頭中間位置并進(jìn)入距樁頭約 50 cm 的位置。計(jì)算首灌所需最少混凝土方量：

式中：V 為首灌所需最少混凝土方量；D 為樁孔直徑，取 1 m；d 為導(dǎo)管內(nèi)徑，取 0.244 m；H1為導(dǎo)管下口至樁孔底的高度，取 0.5 m；H2為導(dǎo)管首灌時(shí)的埋深，取 1 m；Hwγw/γc為首灌時(shí)導(dǎo)管內(nèi)混凝土平衡樁孔內(nèi)泥漿壓力所需的高度，其中 Hw為混凝土面以上泥漿的高度，取 23.8 m；γw為樁孔內(nèi)泥漿的重度，由實(shí)測的泥漿比重計(jì)算取 11.27 kN/m3；γc為混凝土的重度，取 24 kN/m3。

使用較大的料斗并放滿混凝土(1.8 m3)，開閥澆灌時(shí)不停止往料斗里放混凝土，保證混凝土澆灌的連續(xù)性。此時(shí)孔內(nèi)泥漿面上涌，直至澆灌完成未有異常情況，混凝土二次澆灌成功，后期進(jìn)行小應(yīng)變檢測結(jié)果為二類樁。

3 原因分析與解決辦法

此次斷樁問題雖已及時(shí)處理，避免了設(shè)計(jì)核定的麻煩，但得到的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是值得學(xué)習(xí)的。結(jié)合以往的監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)對泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁容易導(dǎo)致夾渣及斷樁的常見問題的原因分析與解決辦法進(jìn)行探討。

3.1 施工準(zhǔn)備階段

(1)由于現(xiàn)在大多使用商品混凝土，市場上商品混凝土廠家良莠不齊，混凝土質(zhì)量很難得到保證，影響混凝土質(zhì)量的因素也比較多：水泥含量不足，石子針片狀過多、砂率低，增加了導(dǎo)管與混凝土的摩阻力，容易導(dǎo)致導(dǎo)管無法下埋，有可能致使導(dǎo)管堵管，施工單位和監(jiān)理單位需要嚴(yán)格甄選混凝土廠家，混凝土澆灌時(shí)要安排人員常駐現(xiàn)場監(jiān)督其原材料及配合比，從混凝土源頭上把好關(guān)。運(yùn)輸用的混凝土罐要密封堅(jiān)固，運(yùn)輸過程中不得漏漿、離析。增加水泥(水泥漿)以改善混凝土的水灰比，坍落度宜控制在 180 mm～220 mm，加強(qiáng)混凝土的和易性，降低集漿比，減小混凝土與導(dǎo)管之間的摩阻力，預(yù)防堵管現(xiàn)象出現(xiàn)。

(2)鉆孔或澆灌過程中要注意突然停電或其他突發(fā)情況的出現(xiàn)，現(xiàn)場必須配備備用發(fā)電機(jī)，功率需滿足現(xiàn)場施工的要求，要有備用的導(dǎo)管、鉆頭、測繩等器具，以備堵管時(shí)使用。

(3)要注意檢查導(dǎo)管內(nèi)外壁是否光滑，是否有變形、凹陷、開裂、導(dǎo)管拼接是否順直，接頭處是否有偏位。導(dǎo)管每次連接時(shí)一定要密封，法蘭要擰緊，使用前要做泌水試驗(yàn)，壓力不得小于樁孔水深的 1.3 倍壓力，保證不得漏水，不符合要求的導(dǎo)管要及時(shí)更換，防止因?yàn)閷?dǎo)管問題而出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。

(4)護(hù)筒周邊有水，埋置過淺，護(hù)筒下口或樁孔內(nèi)泥漿向外滲漏，孔內(nèi)水頭高度不易保持，容易出現(xiàn)坍孔，從而導(dǎo)致樁身混凝土夾渣。護(hù)筒周邊要夯實(shí)，護(hù)筒頂面宜高出原地面20 cm 左右，護(hù)筒宜埋入粘土層中不小于 0.5 m，升降鉆頭時(shí)要注意避免碰到護(hù)筒。

3.2 成孔階段

(1)鉆頭直徑要經(jīng)常檢查，刀片有脫落時(shí)要注意及時(shí)焊接更換，現(xiàn)場要制作好符合樁孔直徑的孔規(guī)，成孔后必須使用孔規(guī)進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)因?yàn)榭s孔而導(dǎo)致的坍孔現(xiàn)象。

(2)土體中有軟塑土的要注意土體遇水膨脹、地層應(yīng)力釋放而出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象，鉆頭要上下反復(fù)掃孔，來保持孔徑。鉆孔進(jìn)尺太快，泥漿還未起到護(hù)壁的作用，或在某一層面鉆孔時(shí)間過長，容易形成擴(kuò)大孔，而此層面上部的孔壁得不到支撐導(dǎo)致坍孔。鉆孔進(jìn)尺不得過快，也不得過慢，要使用失水率較小的泥漿護(hù)壁，以免護(hù)壁不牢引起坍孔。

(3)鋼筋籠在吊運(yùn)過程中要注意變形，最好在籠內(nèi)焊一個(gè)十字形的加勁筋，待鋼筋籠吊入孔內(nèi)時(shí)拆除，下鋼筋籠前注意檢查鋼筋籠的垂直度，是否對準(zhǔn)樁孔中央。鋼筋籠上下節(jié)連接時(shí)要保證垂直，鋼筋籠保護(hù)層要安裝牢固，保證四周保護(hù)層大小一致，下鋼筋籠時(shí)最好使用導(dǎo)向鋼管吊裝、連接。這樣混凝土澆筑時(shí)也不易產(chǎn)生偏位，也可防止鋼筋籠刮碰而坍孔，從而導(dǎo)致夾渣。

(4)二清泥漿比重未控制好，比重過大容易導(dǎo)致導(dǎo)管外孔內(nèi)壓力變大。清孔時(shí)要注意控制泥漿比重、砂率、粘度、沉渣厚度等指標(biāo)，建議控制范圍：泥漿比重不大于 1.20；砂率不大于 8%；粘度不大于 28S；沉渣厚度不大于 10 cm。鋼筋籠內(nèi)徑較大時(shí)可以使用直徑較大的導(dǎo)管，增加導(dǎo)管內(nèi)的混凝土方量，平衡內(nèi)外壓力差，防止孔內(nèi)泥漿壓力過大導(dǎo)致混凝土面上升困難，以至出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。

3.3 混凝土澆灌過程中

(1)首灌時(shí)要注意防止導(dǎo)管進(jìn)水，要保證首次埋深大于1 m；防止因首灌方量計(jì)算有誤，使首灌的混凝土不能埋住導(dǎo)管下口，全部在導(dǎo)管以外，造成導(dǎo)管進(jìn)水，容易導(dǎo)致混凝土離析、夾渣、斷樁等現(xiàn)象；測量孔深時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)誤，防止因計(jì)算導(dǎo)管埋深時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤拆錯(cuò)導(dǎo)管。施工單位及監(jiān)理單位要認(rèn)真測量、計(jì)算，盡量避免此類測量、計(jì)算錯(cuò)誤。

(2)混凝土澆灌開始不久如發(fā)生堵管現(xiàn)象，可使用振動(dòng)器振動(dòng)導(dǎo)管，如果沒有效果，拔除導(dǎo)管，用空氣吸泥機(jī)將已澆灌的混凝土全部吸出，更換導(dǎo)管，重新清孔澆灌混凝土。

(3)混凝土澆灌過程中，由于未能連續(xù)澆灌，易使導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生高壓氣囊，導(dǎo)致法蘭位置漏氣、漏水、密封圈脫落，從而使導(dǎo)管內(nèi)混凝土離析，增加了混凝土與導(dǎo)管的摩阻力，容易導(dǎo)致堵管。澆灌混凝土?xí)r要徐徐灌注，盡量將導(dǎo)管內(nèi)空氣排出，避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊。

(4)混凝土澆灌時(shí)間過長，過程不連續(xù)，早期混凝土已經(jīng)初凝，容易在導(dǎo)管下口形成“盆”狀混凝土面頂住導(dǎo)管，使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土無法下灌，提升導(dǎo)管才可以使混凝土下灌，但導(dǎo)管無法下埋并隨同混凝土面一起上升，容易導(dǎo)致導(dǎo)管埋深不足，甚至脫空進(jìn)水。混凝土澆筑時(shí)間不得長于初凝時(shí)間，如果澆筑時(shí)間超過首批混凝土的初凝時(shí)間，最好摻入緩凝劑。澆灌前要讓混凝土廠家保證混凝土供應(yīng)的及時(shí)性、連續(xù)性，出現(xiàn)混凝土供應(yīng)中斷時(shí)要有應(yīng)急措施。混凝土澆筑過程中要經(jīng)常測量孔深、導(dǎo)管埋深，及時(shí)拆除導(dǎo)管，埋深要控制在 2 m～6 m 之間，不得集中拆除導(dǎo)管。導(dǎo)管提升后可使導(dǎo)管內(nèi)混凝土相對導(dǎo)管外的混凝土壓力增加，容易使混凝土下灌，但要控制好導(dǎo)管埋深。如果導(dǎo)管無法下埋可適當(dāng)增加料斗上的配重，左右、上下旋磨，可以使導(dǎo)管稍有下埋。如果導(dǎo)管埋深過大未能及時(shí)拆除，導(dǎo)致導(dǎo)管無法拔除。此時(shí)可以用千斤頂、“葫蘆”、卷揚(yáng)機(jī)試拔，如果實(shí)在無法拔除，只能割斷導(dǎo)管，重新下導(dǎo)管清孔澆灌混凝土。

(5)樁孔內(nèi)水頭高度在短時(shí)間內(nèi)變化較大，孔內(nèi)有大量汽泡泛起，極有可能產(chǎn)生坍孔現(xiàn)象，泥渣堆積在混凝土表面導(dǎo)致混凝土提升困難?；炷翝补噙^程中，樁孔周圍土體有承壓水層的要注意保持孔內(nèi)水頭高度，有地下水的要注意水頭高度要高出地下水位 1 m 以上，防止坍孔導(dǎo)致樁身有夾層。

(6)混凝土超灌高度不夠，容易導(dǎo)致樁頭混凝土夾渣，強(qiáng)度不足，要注意超灌面標(biāo)高的測量控制，最好不小于 1 m，如果已經(jīng)澆灌完成，可以開挖出樁頭并破除夾渣部分，重新立模澆筑。

4 結(jié) 語

混凝土的質(zhì)量、導(dǎo)管堵管、樁孔坍孔等問題容易引起樁身混凝土夾渣、斷樁，由于鉆孔灌注樁位于地下無法直觀其成孔及澆灌過程，施工時(shí)有一定難度，這就要求我們在監(jiān)理過程中出現(xiàn)問題時(shí)能夠及時(shí)作出準(zhǔn)確的判斷并處理，以挽回一定的工期和經(jīng)濟(jì)損失。

中圖分類號：F407.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1007-4104(2014)10-0062-03

收稿日期：2014-07-02

作者簡介：陳龍(1983—)，男，本科學(xué)歷，工程師，主要從事建筑工程、市政橋梁工程監(jiān)理工作。

通信地址：江蘇省蘇州市中新大道西128號 加城大廈5樓F-C 蘇州工業(yè)園區(qū)建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司；E-mail：guiwang007@vip. qq.com