鉆孔灌注樁常見質(zhì)量通病的成因及預(yù)防

焦金輝河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

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鉆孔灌注樁常見質(zhì)量通病的成因及預(yù)防

焦金輝
河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450009）

摘要:介紹了鉆孔灌注樁常見質(zhì)量通病的成因及其預(yù)防措施，從分析樁基病害的成因入手，闡述了控制樁身質(zhì)量病害的方法。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁；質(zhì)量通?。怀梢?；預(yù)防

鉆孔灌注樁可以穿越各種土質(zhì)復(fù)雜或軟硬變化較大的土層，對(duì)承載力的適應(yīng)范圍廣，施工機(jī)具簡單，施工過程具有噪聲低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在工程中得到廣泛地應(yīng)用。但由于鉆孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)較多，技術(shù)要求高，需要在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)快速完成水下混凝土灌注,無法直觀地對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制，很容易出現(xiàn)一些質(zhì)量病害，危及樁基工程的安全。

1鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量通病

鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時(shí)候，樁頂位置所受的壓力最大,下部承受的壓力相對(duì)較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實(shí)際受力狀況相反，往往是上部混凝土的強(qiáng)度低，中下部混凝土的強(qiáng)度高，若不嚴(yán)格控制，容易出現(xiàn)樁上部強(qiáng)度達(dá)不到質(zhì)量要求的情況；還容易出現(xiàn)縮頸，孔壁塌落，孔底沉淤，樁身空洞、蜂窩、夾泥等質(zhì)量缺陷，造成樁基承載力下降，影響工程結(jié)構(gòu)的安全。

2影響成樁質(zhì)量的原因

2.1影響樁身上部強(qiáng)度的原因

1）按照施工規(guī)范的規(guī)定，鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥，但在實(shí)際施工過程中，很難將淤泥徹底清除。于是，在澆灌第一斗混凝土進(jìn)行封底施工時(shí),孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導(dǎo)管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的，先灌入的混凝土頂升于孔的上面，這樣就容易出現(xiàn)樁上部強(qiáng)度較低的現(xiàn)象。

2）澆灌混凝土?xí)r,若導(dǎo)管插入混凝土過深，澆注速度又較快，則容易在孔體深部沉積較多的骨料，加上振搗過程所造成的混凝土離析，也容易導(dǎo)致樁體上部強(qiáng)度較低的質(zhì)量問題。

3）埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實(shí)，或護(hù)筒水位差太大，或鉆頭起落時(shí)碰撞引起質(zhì)量問題。

4）孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒周圍未用黏土緊密填封，護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快，空鉆時(shí)間過長，成孔后待灌時(shí)間過長，灌注時(shí)間過長，也會(huì)引起孔壁坍陷。

5）鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲，地面軟弱或軟硬不均勻，土層呈斜狀分布，土層中夾有大的孤石或其他硬物，造成成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。

6）清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔。泥漿比重過小，或泥漿注入量不足，使沉渣難以浮起。鋼筋籠吊放過程中,未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時(shí)間過長，使泥漿沉積，造成樁底沉渣量過多。

2.2影響其他樁身質(zhì)量的原因

1）混凝土澆注施工中，若導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)過淺,則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的，而是攤鋪式的，這時(shí)，泥漿、泥塊就容易混入混凝土中，進(jìn)而影響到樁身的質(zhì)量。除此之外，若設(shè)計(jì)的樁身直徑過小，則混凝土上翻時(shí)就會(huì)受到孔壁的限制，使樁體產(chǎn)生空洞、蜂窩缺陷。

2）鉆孔灌注樁的承載力主要表現(xiàn)為樁周摩阻力,而樁周摩阻力與孔壁形狀和護(hù)壁質(zhì)量密切相關(guān)。在施工過程中，孔壁形狀是由鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、鉆桿下降速度和土質(zhì)等因素決定的,泥漿性能愈好、高程越高，護(hù)壁質(zhì)量越好，樁周摩阻力愈大。但這種施工方法難度加大，費(fèi)用也相應(yīng)提高。

3）在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中，施工環(huán)節(jié)多，時(shí)間長，淤泥會(huì)在孔底淤積較厚，從而影響成樁質(zhì)量。靜置的時(shí)間越長，淤積的淤泥越多。

4）混凝土在水下澆灌的過程中，其流動(dòng)性、初凝時(shí)間、黏聚性能會(huì)變得更差，若稍有疏忽，很容易產(chǎn)生空洞、蜂窩、離析、夾泥甚至斷樁的質(zhì)量缺陷。

3成樁質(zhì)量的控制

3.1樁上部強(qiáng)度的保證措施

1）依據(jù)樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗混凝土的體積。

2）成樁質(zhì)量與樁身的澆注高度有關(guān)，一般控制成樁高度高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1.0 m。待鑿去高出部分的混凝土后,剩余部分不應(yīng)有浮漿和夾泥，混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，否則要返工重澆。

3）導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的長度應(yīng)適宜，一般為2～6 m，長樁可相應(yīng)增加。

3.2樁身質(zhì)量的保證措施

1）工程施工前，應(yīng)先做2個(gè)以上的試驗(yàn)鉆孔，通過檢測(cè)鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo)，用以核對(duì)所選設(shè)備、工藝方法是否符合技術(shù)要求。對(duì)一些重要工程，可視情況相應(yīng)增加測(cè)徑數(shù)量。

2）護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁要求，液面需高于地下水位0.5 m以上，有條件時(shí)，以高于地下水位2 m以上更好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大，不僅護(hù)壁性能差，而且因其容重較大，勢(shì)必產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。施工過程中，應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿的相對(duì)密度等指標(biāo)。

3）在混凝土灌注前的一段時(shí)間里，須保證孔壁的穩(wěn)定性，不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為保證孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范的技術(shù)要求，以免影響樁的承載力，鉆孔到設(shè)計(jì)持力層以后，要對(duì)泥漿進(jìn)行循環(huán)稀釋來降低相對(duì)密度，以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。

4）吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔，不得有變形損壞。吊放后，先將鋼筋籠在垂直位置上固定好，然后進(jìn)行第二次清孔，檢測(cè)孔底的淤泥厚度，符合規(guī)定后，于0.5 h之內(nèi)開始混凝土的灌注施工。

5）使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時(shí)具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，為改善混凝土的和易性，水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓。在施工過程中，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備，確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，避免機(jī)械事故的發(fā)生。

6）鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小?；炷两咏\時(shí)，控制導(dǎo)管埋深在1.5～2.0 m。灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深。當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2～3 m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

7）成孔后，必須認(rèn)真清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。嚴(yán)格確定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。

3.3混凝土灌注施工技術(shù)

1）完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業(yè)時(shí)間要緊湊，不宜過長?；炷恋臐{體濃度要恰當(dāng)，澆灌量不得低于設(shè)計(jì)值，不然會(huì)降低泥漿的置換率造成夾泥。

2）導(dǎo)管口距孔底要保持400 mm左右的距離，旋轉(zhuǎn)時(shí)要精確測(cè)量，反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后，應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～200 mm，使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大，以保證底層的混凝土質(zhì)量。

3）在灌注過程中,要嚴(yán)格把握施工進(jìn)度和時(shí)間，經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管，使混凝土均勻注入。導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在1～3 m，每間隔15～20 min，要對(duì)混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測(cè)量和校核。

4）若施工過程中發(fā)生了混凝土堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象，一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當(dāng)，或者是因?yàn)閷?dǎo)管漏水漏漿導(dǎo)致管內(nèi)混凝土與管壁的摩擦力增大、流動(dòng)性降低造成的。要分清原因有針對(duì)性地加以解決，切不要無控制地靠提管消除堵塞。

3.4樁身質(zhì)量的驗(yàn)收

灌注樁質(zhì)量的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定。通常，檢測(cè)承載力采用樁荷試驗(yàn)或大應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，檢驗(yàn)樁身質(zhì)量一般是通過對(duì)鉆芯樣實(shí)施超聲波檢測(cè)，抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%。若工程需要，還可相應(yīng)增加檢驗(yàn)數(shù)量直至逐根檢查。

4結(jié)語

鉆孔灌注樁有許多優(yōu)點(diǎn),但由于施工環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全，必須對(duì)鉆孔灌注樁的施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施予以補(bǔ)救。