關(guān)于灌注樁沉渣厚問題的探討

□武銀川

關(guān)于灌注樁沉渣厚問題的探討

□武銀川

分析灌注樁沉渣厚問題，找出沉渣厚原因，提出機械穿插、降低水溫解決沉渣厚的措施，以其提高灌注樁的質(zhì)量和承載力。

在灌注樁施工中，一般只注重混凝土的質(zhì)量而往往忽視沉渣問題，嚴格控制沉渣厚度是關(guān)系到樁柱質(zhì)量好壞及承載力大小的一個關(guān)鍵性問題。尤其在缺乏施工機械設(shè)備和量測儀器的情況下更是如此。本文在分析造成沉渣厚原因及樁柱質(zhì)量危害的同時，采取一些措施來控制沉渣厚度，確保樁柱質(zhì)量和設(shè)計承載力。

1.沉渣厚對樁基質(zhì)量的影響

1.1 造成混凝土離析

造成混凝土離析的原因很多，主要與孔底灌注有關(guān)。一是在安裝導(dǎo)管時誤測沉渣高度，致使導(dǎo)管插入沉渣中；二是在安裝導(dǎo)管及混凝土灌至孔底的一段時間內(nèi)，繼續(xù)下沉的泥沙把導(dǎo)管掩埋。所以，在灌注混凝土?xí)r沖不開沉渣使導(dǎo)管中的泥漿受到壓縮。隨著導(dǎo)管中混凝土的增高壓力逐漸加大，當(dāng)壓力超過一定數(shù)值時，泥漿從混凝土的空隙中或沿管壁逐漸上升直至管口。流動的泥漿把混凝土中的水泥顆粒帶出來懸浮在泥漿中，提升導(dǎo)管時只有沙子石子留在孔底，造成混凝土離析。

1.2 造成縮徑或樁中出現(xiàn)砂包

在所要求導(dǎo)管埋深高度的混凝土方量下沉至孔底后，會出現(xiàn)兩種情況。一是當(dāng)沉渣的比重小于混凝土的比重時，隨著混凝土的上升把沉渣的一部分頂托在混凝土面上；一部分擠入孔壁中，擠在孔壁就減小了樁孔的斷面，造成樁柱縮徑。二是當(dāng)沉渣的比重大于混凝土的比重，沉渣就留在樁中出現(xiàn)砂包。另外，在稀釋泥漿時，水管插的太深，樁中也會出現(xiàn)砂包。

1.3 造成斷樁和鋼筋籠隆起

鉆孔清孔時為保證孔壁穩(wěn)定，泥漿比重往往偏大。除了出現(xiàn)孔底沉渣厚的情況外，還會出現(xiàn)以下4種情況：一是作用在混凝土面上的壓強增大，混凝土返漿困難或返不上漿來 （混凝土不上升）。時間一長，混凝土固結(jié)。如果混凝土灌注的高度在鋼筋籠底端或鋼筋籠埋深不大時，灌注混凝土的強度應(yīng)該放慢一些，否則會把鋼筋籠頂起來，離開了設(shè)計正確位置。二是間隔時間太長，表面混凝土凝結(jié)。新灌下的混凝土頂破一處將混有泥漿的表層覆蓋包裹發(fā)生斷樁。三是當(dāng)混凝土灌不下去時，要提升導(dǎo)管，如果提升的高度不準(zhǔn)確也會出現(xiàn)斷樁。四是混凝土面上沉渣較厚測深不準(zhǔn)時，誤認為沉渣離開混凝土，因而錯誤地判斷混凝土的灌注高度，導(dǎo)管提升離開混凝土面后同樣會造成斷樁。

1.4 降底樁柱的承載力

清孔次數(shù)少沉渣中泥的含量大。如果孔底為黏土地基時，樁的承載力就降低更多（灌注混凝土?xí)r，沉渣中的水不易排出）。對于端承樁或是端承力占比例大的樁更是如此。根據(jù)有關(guān)資料，當(dāng)孔底的沉渣厚度為30cm時，端承力可降低80%。對于摩阻力也會受到很大的影響。

總之，混凝土離析、縮徑及樁內(nèi)砂包、斷樁等都會直接影響樁的承載力。

2.沉渣厚原因的分析

根據(jù)施工實踐和分析，沉渣厚的原因有3個方面。

一是清孔時間短或是次數(shù)少，泥漿的濃度相當(dāng)高。在這種情況下，泥漿被粘滯力作用成為一個整體。受重力作用一塊下沉。雖然泥漿下沉的速度不大但下沉的量大，造成孔底沉渣厚度過大。

二是清孔后與灌注混凝土的時間間隔太長，如不采取措施，不管清孔是那種情況，即使進行最適當(dāng)?shù)那蹇?，也會出現(xiàn)沉渣厚度大的結(jié)果。

三是泥漿中含沙量占的比重大，超過10%以上或砂的粒徑在0.15～1.5mm（或大于1.5mm）時。砂的沉降量多，造成沉渣厚度大。

3.采取措施控制沉渣厚度

3.1 降底孔中溫度來控制沉渣厚度

直接降溫在溫度較高的盛夏施工時，可用直接降低孔中的水溫來加大泥漿的粘滯系數(shù)，增加泥漿的下沉阻力，使之減小泥沙的下沉速度。其降溫辦法：一是在孔中的投放碎冰塊。二是用深層水（低溫水）來置換孔中的泥漿。

選擇施工最優(yōu)季節(jié)，氣溫比較低的季節(jié)是鉆孔樁施工的最優(yōu)季節(jié)。在張家口地區(qū)從3月下旬到4下旬、10月上旬到11月上旬共約80d，其平均氣溫在6.3～13.1℃。在這個季節(jié)里不采取任何降溫措施，易達到沉渣少的結(jié)果。5月全月到6月上旬、8月下旬到9月全月共80d，每天從18時到次日10時，平均氣溫在10℃以下。在這個時間里不降溫或少降溫也可達到預(yù)期的效果。

另外，在這些季節(jié)里所灌注的混凝土受氣溫的影響小，溫度應(yīng)力變化不大，混凝土凝固后收縮變形小。對于摩擦樁來說摩阻力相對增大，可大大提高樁的承載能力。再一點是混凝土在導(dǎo)管中不易固結(jié)，灌注混凝土也比較順利。

3.2 利用機械設(shè)備來控制沉渣厚度

根據(jù)地質(zhì)情況定出最優(yōu)參數(shù) （比重、含砂量及泥漿黏度）以后，利用機械設(shè)備相互穿插來控制這些參數(shù)，以達到最小沉渣厚度。如掏渣筒清渣，空氣吸泥機清渣，水力吸泥機清渣，噴射清渣等?！?/p>

灌注樁；沉渣厚；探討

2016-11-15

武銀川，男，漢族，張家口市宣化區(qū)水務(wù)局，工程師。