淺論水利工程鉆孔樁施工及控制要點(diǎn)

崔繼武 姜磊

【摘要】在水利工程中鉆孔灌注樁由于對各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性、施工簡單易操作且設(shè)備投入一般不是很大，因此在各類樁基工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。本文試就鉆孔灌注樁施工過程中的常見質(zhì)量問題及控制措施做一初步探討。

【關(guān)鍵詞】水利工程；施工；鉆孔灌注樁；質(zhì)量；控制

0引言

鉆孔灌注樁自使用以來，以其工藝簡單、承載力大、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)迅速在全國基礎(chǔ)工程中得到廣泛的推廣應(yīng)用。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面地下進(jìn)行，其施工過程用肉眼無法直接觀察，成樁后也不能進(jìn)行直接開挖驗(yàn)收，只能通過超聲波檢測，是容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的一種基礎(chǔ)形式。

1縮頸

縮頸是鉆孔灌注樁最常見的質(zhì)量問題，主要由于樁周土體在樁體澆筑過程中產(chǎn)生的膨脹造成。針對這種情況，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內(nèi)，孔壁形成泥皮，MI—JTL壁不會滲水，亦不會引起膨脹?；蛟趯?dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進(jìn)或起鉆時起到掃孔作用。另外，可采用上下反復(fù)掃孔的方法，以擴(kuò)大孔徑。

2導(dǎo)管進(jìn)水

在澆筑混凝土過程中，有時會發(fā)生由于過量上提導(dǎo)管，使接頭部分產(chǎn)生漏水等情況，將造成混凝土離析、流動等質(zhì)量事故，在樁身上留下致命的質(zhì)量隱患。

主要原因：導(dǎo)管連接處密封不好；初灌量不足，混凝土未能埋住導(dǎo)管，泥漿從導(dǎo)管底部進(jìn)入；導(dǎo)管提升過多，混凝土埋深太小泥漿隨浮漿侵入管內(nèi)。

處理方法：檢查導(dǎo)管，重新設(shè)置或更換提出導(dǎo)管，清除已灌入的混凝土，重新開始灌注；當(dāng)混凝土已澆灌較多時，應(yīng)暫停灌注提出導(dǎo)管，下一個比原孔徑小一級的鉆頭鉆至混凝土一定深度后起鉆，重新清孔后，將導(dǎo)管下至中間小孔內(nèi)重新進(jìn)行灌注。

3鋼筋籠上浮

成孔后，在澆注混凝土?xí)r，有時鋼筋籠會發(fā)生上浮，其主要原因有清孔質(zhì)量差，孔內(nèi)殘留大量的泥塊和泥皮隨混凝土漿面上升，在鋼筋籠底部形成泥塞（鋼筋籠配制不通長的情況尤其要引起注意）；混凝土流動過??；導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大；鋼筋籠制作質(zhì)量不佳，有不直和變形情況；鋼筋籠與孔口固定不牢，自身重量太輕。鋼筋籠會發(fā)生上浮處理措施如下：

3.1套管底部內(nèi)壁黏附砂漿或土粒，由于管的變形，使內(nèi)壁產(chǎn)生凹凸不平，在拔出套管時，針鋼筋籠帶上來，此時，應(yīng)注意在成孔前，必須首先檢查最下部的套管內(nèi)壁，當(dāng)堆積大量粘著物時，一定要及時清理。如確認(rèn)有變形，必須進(jìn)行修補(bǔ)待成孔結(jié)束時，可用張大錘式抓斗，使其反復(fù)升降幾次，以敲掉殘余在管內(nèi)壁上的土砂，確?？椎姿?。

3.2當(dāng)鋼筋籠的外徑及套管內(nèi)壁之間的間隙太小，有時套管內(nèi)壁與箍筋之間夾有粗骨料時，會發(fā)生鋼筋上浮現(xiàn)象，出現(xiàn)這種問題處理的方法是，使箍筋與套管內(nèi)壁之間的間隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。

3.3鋼筋籠自身彎曲，鋼筋籠之間的接點(diǎn)不好、彎曲，箍筋變形脫落，套管傾斜等，使得鋼筋與套管內(nèi)壁的接觸過于緊密時，也將造成鋼筋籠上浮。在處理此類問題時，應(yīng)注意提高鋼筋籠加工、組裝的精度，防止鋼筋籠在運(yùn)輸工程中的碰撞等因素引起的變形，在沉放籠時要確認(rèn)鋼筋籠的軸向準(zhǔn)確度等。不得使鋼筋籠自由墜落到樁孔中，不得敲打鋼筋籠的頂部。在貫入套管時，必須注意汽錘直度。

3.4由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。當(dāng)導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。

4斷樁

主要原因：灌注時導(dǎo)管提升過高，使導(dǎo)管底部脫離混凝土層；出現(xiàn)堵管而未能進(jìn)行及時處理；灌注作業(yè)時間過長或混凝土質(zhì)量較差，當(dāng)表層的混凝土失去流動性時，如果繼續(xù)灌注混凝土，則表層下部的混凝土?xí)刂鴮?dǎo)管壁頂破表層混凝土面而上升，將把含有浮漿和沉渣的表層包裹起來，從而形成斷樁。

處理方法：施工過程中操作不當(dāng)或機(jī)械故障造成的導(dǎo)管提空或混凝土卡管現(xiàn)象需果斷及時進(jìn)行處理。對于灌注初期的斷樁可考慮采用如下方法進(jìn)行處理：剛開始灌注時即出現(xiàn)問題，孔內(nèi)混凝土不足3m，則立即用氣舉法吸渣，將尚未凝結(jié)的混凝土清除干凈，再重新灌注；如果已灌注一定高度（20m以內(nèi)），混凝土已凝結(jié)，如果孔深在50m以內(nèi)，在割除部分鋼筋籠后用沖擊鉆將混凝土全部沖碎清除，重新灌注；已灌注較大高度，離孔口不到20m。這種情況下可以采用內(nèi)套鋼護(hù)筒，清水接樁的方法，以牙輪鉆（直徑比鋼筋籠稍小）掃除1.5m厚的表層混凝土，然后制作一條比護(hù)筒稍小、比鋼筋籠直徑稍大、盡量接近設(shè)計樁的鋼護(hù)筒，從鋼護(hù)筒和鋼筋籠之間插入孔內(nèi)，直至混凝土表面。按照施工慣例護(hù)筒比設(shè)計直徑大20cm，因而內(nèi)套護(hù)筒的直徑可比設(shè)計直徑稍大5-10cm，內(nèi)護(hù)筒外焊接定位鋼筋，防止護(hù)筒偏位。如放入有困難，可用震動錘協(xié)助打人，再將孔內(nèi)泥漿換成清水，由潛水員潛入護(hù)筒底部，將磚頭周圍未能清除的混凝土浮渣鑿除，最后在清水條件下第二次澆筑混凝土。經(jīng)聲測或抽心檢查的結(jié)果來看，效果較好；如果樁距離樁頂?shù)木嚯x很短可以采用凍結(jié)法，在樁外周圍鉆孔，放置冷凝管，將混凝土以上、護(hù)筒以下的孔壁土體中的水凍結(jié)，形成強(qiáng)度5-10MPa的凍土帷幕，達(dá)到人工處理斷面并在干處澆筑混凝土的目的。在冷凍孔內(nèi)澆筑混凝土?xí)r應(yīng)注意采取降低水化熱措施，并摻加防凍早強(qiáng)劑，以避免混凝土遭凍害及產(chǎn)生溫度裂紋。

5鉆孔灌注樁在施工中的質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1加強(qiáng)對地質(zhì)情況的調(diào)查和研究

鉆孔灌注樁在施工中比較容易發(fā)生質(zhì)量事故，除操作不當(dāng)引起的事故外，有很多是由于地質(zhì)條件復(fù)雜，或者對地質(zhì)情況的特殊性沒有引起足夠的重視而造成的，因此在施工中應(yīng)加強(qiáng)對地質(zhì)條件的調(diào)查和研究。在施工中應(yīng)充分調(diào)查和研究下述地基條件：持力層的強(qiáng)度和深度、有無礫石層或卵石層及其粒徑的大小、持力層以上的各土層的軟硬及其特性、地下有無障礙物等。只有對以上各種地質(zhì)情況充分了解，才能比較合理、科學(xué)地選擇施工工藝和施工參數(shù)，同時對容易出質(zhì)量事故的地層采取針對性的防范措施，減少質(zhì)量事故的發(fā)生。

5.2偏差的控制

灌注樁成孔施工的允許偏差應(yīng)滿足規(guī)范要求：單樁、條形樁基沿垂直軸線方向和群樁基礎(chǔ)中的邊樁，其樁位允許偏差應(yīng)控制在d/6且不大于l00mm；條形基礎(chǔ)沿軸線方向和群樁基礎(chǔ)中間樁，其樁位允許偏差應(yīng)控制在d/4且不大于150mm。因?yàn)橐呀?jīng)成樁的鉆孔樁事后是無法進(jìn)行糾偏的，所以在施工中必須嚴(yán)格控制樁位偏差。經(jīng)基礎(chǔ)開挖以后，如果發(fā)現(xiàn)有樁位偏差不能滿足規(guī)范和設(shè)計要求，則必須采取補(bǔ)救措施。一般情況下，如果偏差不是很大，設(shè)計會考慮加大承臺或地梁等技術(shù)措施進(jìn)行處理；如果偏差很大，一般只能采取補(bǔ)樁進(jìn)行處理，而補(bǔ)救起來也很困難，因?yàn)榇藭r基礎(chǔ)已開挖，給機(jī)械設(shè)備的安裝、移位、施丁操作等都會帶來極大的不便。

為了有效地對樁位偏差進(jìn)行控制，首先要把好測量關(guān)，每個樁位必須復(fù)核，避免機(jī)組人員采用“十”法進(jìn)行定位開鉆；最好使用全站儀進(jìn)行測放，因?yàn)槭褂媒?jīng)緯儀和鋼尺容易發(fā)生人為的誤差或錯誤。其次，安放鋼筋籠時在頂籠四周必須設(shè)置砂漿墊塊，防止鋼筋籠偏位，因?yàn)闃段黄钜话闶且凿摻罨\的中心作為樁中心來進(jìn)行驗(yàn)收的。

6結(jié)語

總而言之，在施工前要認(rèn)真熟悉設(shè)計圖紙及有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對灌注樁在施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進(jìn)行分析后制訂出施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收實(shí)施方案和每根樁的施工記錄，以便有效地對樁基施工質(zhì)量加以控制。