泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁常見(jiàn)質(zhì)量事故的防治措施

李迅

（漳州市交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心　363000）

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁常見(jiàn)質(zhì)量事故的防治措施

李迅

（漳州市交通建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心363000）

本文選用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其分析施工和檢驗(yàn)中可能出現(xiàn)的質(zhì)量事故及其原因，提出有指導(dǎo)性的防治措施，以確保樁基及公路橋梁工程的施工質(zhì)量安全。

鉆孔灌注樁；質(zhì)量事故；防治措施

引言

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)由于具有承載力高、適用性強(qiáng)、環(huán)境影響少等優(yōu)點(diǎn)，在公路橋梁基礎(chǔ)中被廣泛應(yīng)用，但實(shí)際工程施工中，鉆孔灌注樁需要經(jīng)過(guò)排土成孔、清理殘?jiān)卜配摻罟羌?、澆筑混凝土等多道工序，且全過(guò)程均為地下或水下隱蔽工程，若施工不當(dāng)，就可能出現(xiàn)塌孔、夾泥、縮徑等質(zhì)量缺陷，乃至斷樁、短樁等質(zhì)量事故，影響樁身完整性和基樁承載能力，從而對(duì)工程質(zhì)量安全造成威脅。

1　施工過(guò)程中常見(jiàn)質(zhì)量事故及處理措施

1.1孔壁坍塌的原因及處理措施

鉆孔灌注樁在成孔過(guò)程中，可能存在樁周土質(zhì)松散、泥漿護(hù)壁不良；或樁孔所在位置存在溶洞、裂縫等不良地質(zhì)；或者護(hù)筒內(nèi)水位過(guò)高、鉆進(jìn)速度過(guò)快、空鉆時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，成孔后灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等諸多原因，均可能造成孔壁坍塌。預(yù)防孔壁坍塌的措施如下：

嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件和樁位水文情況及地質(zhì)狀況選擇適當(dāng)?shù)你@進(jìn)設(shè)備和方法；嚴(yán)格控制護(hù)筒埋置深度，一般應(yīng)高于穩(wěn)定后的承壓水位的2m以上，在地下水位不明或不穩(wěn)的情況下先進(jìn)行試樁；嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)，鉆進(jìn)中加大取樣頻率，判明孔內(nèi)地質(zhì)和泥漿護(hù)壁情況，做好記錄；嚴(yán)格控制待灌時(shí)間，一般不大于3h，因此，鋼筋骨架在鉆進(jìn)過(guò)程中應(yīng)加工完畢，燕吊裝及焊接的過(guò)程中要對(duì)準(zhǔn)孔位并盡量縮短時(shí)間，在灌注過(guò)程中保持施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。

1.2孔底沉渣厚度過(guò)大的原因及處理措施

鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度過(guò)大的原因有：在成孔過(guò)程中清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔，孔內(nèi)泥漿比重過(guò)小或注入量不足，無(wú)法將孔內(nèi)沉渣浮起；鋼筋骨架吊放過(guò)程中孔壁使泥土坍落樁底；待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)致泥漿沉淀等。預(yù)防孔底沉渣厚度過(guò)大的措施如下：

（1）成孔后，應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的比重和粘度，不得用清水進(jìn)行置換。鋼筋骨架吊裝時(shí)，應(yīng)使鋼筋骨架的中心與樁的中心保持一致，避免碰撞孔壁，并采用先進(jìn)的工藝加快鋼筋骨架的對(duì)接速度，減少空孔時(shí)間，防止沉渣重新沉淀。

（2）灌注混凝土前，應(yīng)重新測(cè)定沉淀厚度，如沉淀量不符合規(guī)范要求，則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至沉淀厚度、泥漿比重等均符合規(guī)范要求。并保證首批混凝土的數(shù)量，使導(dǎo)管首次埋置深度大于1.0m，以利用混凝土的沖擊力徹底清除孔底沉渣。

1.3鋼筋骨架上浮的原因及處理措施

鋼筋骨架上浮的主要原因是混凝土灌注速度過(guò)快或與首批混凝土表面高程和鋼筋骨架高程有關(guān)。預(yù)防鋼筋骨架上浮的措施如下：

（1）混凝土底面接近鋼筋骨架時(shí)，混凝土的澆注速度嚴(yán)格控制，做到慢澆輕觸。

（2）混凝土底面接近鋼筋骨架時(shí)，導(dǎo)管保持較大埋深，導(dǎo)管底口與鋼筋骨架底端盡量保持較大距離。

（3）混凝土表面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，提升導(dǎo)管使導(dǎo)管底口高于鋼筋骨架底端一定距離。

（4）在孔底設(shè)置環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋骨架的底部。

1.4導(dǎo)管拔離混凝土面的原因及處理措施

在灌注水下混凝土?xí)r，由于計(jì)算錯(cuò)誤等原因首批混凝土數(shù)量不足、孔內(nèi)混凝土面高程控制不善，導(dǎo)管拔離混凝土面，可能導(dǎo)致樁身混凝土出現(xiàn)斷樁、夾層等質(zhì)量事故。

（1）嚴(yán)格控制首批混凝土數(shù)量，首批混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度不小于1.0m和填充導(dǎo)管底部的需要；嚴(yán)格控制導(dǎo)管的提升，確定提管高度和拆管節(jié)數(shù)，防止導(dǎo)管底口拔出已灌混凝土表面。導(dǎo)管埋管深度宜保持在2～6m。

（2）一旦導(dǎo)管底口拔離混凝土表面，應(yīng)將導(dǎo)管重新清洗拼裝，塞住底口，并壓入孔內(nèi)混凝土內(nèi)達(dá)2.5m以上，按初灌混凝土的要求灌注。

1.5混凝土灌注過(guò)程因故中斷的處理措施

混凝土灌注過(guò)程中斷的原因較多，在采取搶救措施后仍無(wú)法恢復(fù)正常灌注的情況下，可采用如下方法進(jìn)行處理：

（1）若剛開(kāi)始灌注不久，井孔內(nèi)混凝土較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋骨架，重新鉆孔至原孔底，安裝鋼筋骨架和清孔后再開(kāi)始灌注混凝土。

（2）迅速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存混凝土和檢查導(dǎo)管后，重新安裝導(dǎo)管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出導(dǎo)管后，立即將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)，此后便可按正常的灌注方法繼續(xù)灌注混凝土。用此法的處理過(guò)程必須嚴(yán)格控制在混凝土的初凝時(shí)間內(nèi)完成。

（3）混凝土灌注過(guò)程因故中斷后拔除鋼筋骨架，待已灌注的混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到C15以后，先用同級(jí)鉆頭重新鉆孔，并鉆除原灌混凝土的浮漿，再用φ500鉆頭在樁中心鉆進(jìn)300～500mm深，這樣就完成了接口的處理工作，然后便可按新樁的灌注程序灌注混凝土。

2　成樁質(zhì)量檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量事故處理方法

2.1樁底沉渣過(guò)厚

（1）鉆孔灌注樁中的支承樁在成樁質(zhì)量檢驗(yàn)中最常見(jiàn)的質(zhì)量事故為樁底沉渣過(guò)厚，其產(chǎn)生的原因如1.2所述。樁實(shí)體檢測(cè)中沉渣過(guò)厚主要表現(xiàn)低應(yīng)變反射法檢測(cè)時(shí)為樁底時(shí)域信號(hào)為單一后射法且與錘擊脈沖信號(hào)同向；用鉆取芯樣法可直接核驗(yàn)樁底沉渣狀況及厚度。

（2）當(dāng)基樁質(zhì)量檢驗(yàn)中出現(xiàn)樁底沉渣厚度超出設(shè)計(jì)和規(guī)范要求時(shí)，經(jīng)設(shè)計(jì)和監(jiān)理確認(rèn)方案后，可進(jìn)行加固處理。常用的處理方法為壓漿補(bǔ)強(qiáng)法。

①對(duì)需補(bǔ)強(qiáng)的樁，可利用鉆取芯樣法的芯孔進(jìn)行壓漿補(bǔ)強(qiáng)，但需有兩個(gè)孔洞直達(dá)樁底。

②用高壓清洗機(jī)向一個(gè)孔內(nèi)壓入清水，壓力由0.5MPa慢慢升至1.0MPa，以將泥漿及少量碎渣從另一個(gè)孔沖洗出來(lái)，直到排出清水為止。

③用注漿泵壓漿，進(jìn)漿管應(yīng)插入鉆孔1m以上，用麻絮填塞進(jìn)漿管周圍，防止水泥漿從進(jìn)漿口冒出。先壓入水灰比為0.8的純水泥稀漿以排出孔內(nèi)及樁基清水，待出漿口排完清水并有稀漿冒出后，再壓入水灰比為0.5的濃水泥漿，壓漿速度不宜過(guò)快，以便漿液充分?jǐn)U散，當(dāng)濃漿從出漿口冒出后，停止壓漿，用碎石封填出漿口，并用麻袋堵實(shí)。增大注漿壓力，關(guān)閉進(jìn)漿閘，穩(wěn)壓5min后，壓漿完成，封填進(jìn)漿口。

④壓漿完成后，待漿液強(qiáng)度達(dá)到要求后，應(yīng)再作一次鉆芯以檢查補(bǔ)強(qiáng)效果，如沉渣已排除干凈，樁端與巖層嵌合良好，檢驗(yàn)為合格；否則應(yīng)采取其他措施。

2.2樁身空洞、夾泥或斷樁

（1）鉆孔灌注樁在成樁質(zhì)量檢驗(yàn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)樁身空洞、夾泥或斷樁，其產(chǎn)生的原因主要為各種成孔和灌注過(guò)程中的事故引起的次生結(jié)果；也可能是清孔不徹底、灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、首批混凝土已初凝，流動(dòng)性降低而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升，造成兩層混凝土中夾有泥漿渣土等，基于全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。

（2）上述樁實(shí)體檢測(cè)中，樁身夾泥或斷樁主要表現(xiàn)：低應(yīng)變反射法中時(shí)域信號(hào)在2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)不同程度的缺陷反射波，有樁底反射波時(shí)為空洞、夾泥等；無(wú)樁底反射波時(shí)為斷樁?？缈壮暡ㄍ干浞ㄖ校嚓P(guān)樁身混凝土斷面的各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值出現(xiàn)異變或突變，綜合其他檢測(cè)方法即可為樁身空洞、夾泥或斷樁。最終需采用鉆取芯樣法進(jìn)行校驗(yàn)。

（3）對(duì)判定為樁身空洞、夾泥的缺陷樁和判定為斷樁的不合格樁，應(yīng)采取不同的處理方案。不合格樁不允許投入工程中使用。缺陷樁經(jīng)經(jīng)設(shè)計(jì)和監(jiān)理確認(rèn)方案后，可進(jìn)行加固處理。常用的處理方法同樣為壓漿補(bǔ)強(qiáng)法，僅針對(duì)缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2.3縮徑和擴(kuò)徑

（1）鉆孔灌注樁在成樁質(zhì)量檢驗(yàn)中也存在樁身縮徑和擴(kuò)徑等缺陷，其主要是在水下混凝土灌注中出現(xiàn)孔壁坍塌等原因造成。在樁實(shí)體檢測(cè)中，主要表現(xiàn)為：低應(yīng)變反射法中時(shí)域信號(hào)在2L/c時(shí)刻前出現(xiàn)不同程度的缺陷反射波，有樁底反射波?？缈壮暡ㄍ干浞ㄖ?，相關(guān)樁身混凝土斷面的各聲學(xué)參數(shù)臨界值、PSD判據(jù)、混凝土聲速低限值出現(xiàn)異變或突變，綜合其他檢測(cè)方法縮徑或擴(kuò)徑。樁身縮徑需采用鉆取芯樣法進(jìn)行校驗(yàn)。

（2）對(duì)判定為擴(kuò)徑的樁，在其他方面無(wú)缺陷且不影響其功能的情況下，可不予處置，在檢驗(yàn)等級(jí)上可定為Ⅰ類或Ⅱ類樁。

（3）對(duì)判定為樁身縮徑的缺陷樁，經(jīng)經(jīng)設(shè)計(jì)和監(jiān)理確認(rèn)方案后，可進(jìn)行加固處理。常用的處理方法同樣為壓漿補(bǔ)強(qiáng)法，僅針對(duì)缺陷部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

3　結(jié)束語(yǔ)

施工前認(rèn)真做好各項(xiàng)各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，詳細(xì)審查地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件，實(shí)行會(huì)審和技術(shù)交底制度，做好現(xiàn)場(chǎng)試樁工作；施工中抓好泥漿和混凝土質(zhì)量，詳細(xì)做好各項(xiàng)施工記錄，牢牢把好鉆孔、清孔和混凝土灌注等關(guān)鍵工序的質(zhì)量關(guān)，是防止灌注樁施工質(zhì)量事故發(fā)生的行之有效的措施。在施工過(guò)程中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量事故隱患，著力做好隱患預(yù)防和消除，將事故質(zhì)量消滅在萌芽狀態(tài)，也是工程技術(shù)人員施工中的質(zhì)量控制重點(diǎn)。而成樁后嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)程序更是把住樁基工程質(zhì)量安全的最后關(guān)卡，需要我們工程技術(shù)人員精心把好質(zhì)量安全關(guān)，保障公路橋梁的施工及運(yùn)營(yíng)安全。

[1]《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011）.人民交通出版社，2011.

[2]《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/TF80/1-2004）.人民交通出版社，2004.

[3]張忠苗，主編.樁基工程.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

TU753.3

A

1673-0038（2015）03-0036-02

2014-12-28