沖擊成孔灌注樁質(zhì)量通病的成因及其預(yù)防

劉茜

沖擊成孔灌注樁可以穿越各種土質(zhì)或軟硬變化較大的土層（如各類粘土、砂土、碎礫石土、卵石層、風(fēng)化層及多夾層的巖層）對(duì)地基進(jìn)行加固處理，其對(duì)承載力的適應(yīng)范圍廣（為300-2000KN）施工機(jī)具簡(jiǎn)單，施工安全性好等到諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在地基加固工程中得到廣泛的應(yīng)用。但由于沖擊成孔灌注樁的施工工序較多，技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜，需要在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)快速地完成水下砼的隱蔽工程。

一、沖擊成孔灌注樁常見的質(zhì)量通病

沖擊成孔灌注樁在承受垂直荷載的時(shí)候，由于樁身的摩擦阻力使樁位置所受的荷載最大，下部承受的荷載相對(duì)較小。但由于沖擊成孔灌注樁的成樁工藝限制，往往樁上部分砼的強(qiáng)度較低，中下段的砼的強(qiáng)度較高，若不嚴(yán)格控制，容易出現(xiàn)樁上段砼強(qiáng)度達(dá)不到質(zhì)量要求的情況。除此之外，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。

二、影響成樁質(zhì)量的原因分析

（一）影響樁身上部強(qiáng)度的原因分析如下

（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。灌注樁澆注砼時(shí)采用頂升法，砼面從下往上頂升，這使孔底沉積的淤泥必然后混入砼中，先灌入的砼混合了底部的淤泥等到雜物后，被頂升至樁的上部，這樣容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度較低的現(xiàn)象。

（2）澆灌砼時(shí)，若導(dǎo)管插入砼之內(nèi)過深，澆注速度又較快，則容易出現(xiàn)在孔體深部沉積較多的粗骨料，造成樁頂浮漿較多且浮漿高度較大，使樁體上下強(qiáng)度不均，易導(dǎo)致樁體上部強(qiáng)度較低的問題出現(xiàn)。

（3）清孔不凈或未進(jìn)行二次清孔，泥漿比重過小或泥漿注入量不足難于將孔底沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中未對(duì)準(zhǔn)孔位，碰撞孔壁使泥土坍落至樁底；清孔后，待灌注時(shí)間過長(zhǎng)，致使泥漿沉積，造成樁底沉渣量過多，從而影響樁上部砼強(qiáng)度。

（二）影響樁身質(zhì)量的原因分析

（1）砼澆注施工中，若導(dǎo)管插入砼內(nèi)過淺（<1.5米），則成樁過程中砼的上升過程不是頂升式的，而是攤鋪式的。這時(shí)泥漿、泥塊就容易混入砼中，進(jìn)而嚴(yán)重影響到樁身的質(zhì)量。除此之外，若設(shè)計(jì)的樁身直徑過小，則砼上升時(shí)會(huì)受到孔壁的限制，從而使樁體產(chǎn)生空洞、蜂窩缺陷。

（2）在沖擊成孔、循環(huán)清孔、停止循環(huán)、吊放鋼筋籠、澆注水下砼的全過程中，施工工序多，如澆注前等待時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)在孔底淤積較多的淤泥或沉渣，從而影響成樁質(zhì)量。靜置的時(shí)間越長(zhǎng)，淤積的越多，對(duì)樁頂、樁身質(zhì)量影響越大。

（3）在水下澆灌的砼過程中，砼的流動(dòng)性、初凝聚時(shí)間、粘聚性能會(huì)變得很差，很容易產(chǎn)生空洞、蜂窩、離析、夾泥等質(zhì)量問題，如澆注過程不連續(xù)，甚至?xí)斐蓴鄻兜荣|(zhì)量事故。

三、成樁質(zhì)量的控制

（一）樁上段強(qiáng)度的保證措施

為保證樁上段強(qiáng)度達(dá)到要求，應(yīng)從下述幾方面采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施：

（1）依據(jù)樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗砼的體積，一般可取1.5～2.0立方米，也可以按樁身設(shè)計(jì)體積的10%加以控制。

（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米。待鑿去高部分的砼后，剩余部分不應(yīng)有夾泥和浮漿，砼標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，否則要返工重澆。

（3）導(dǎo)管插入砼內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)適宜，一般為2-6米，長(zhǎng)樁可相應(yīng)有所增加。

（二）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，工藝方法是否符合要求。檢測(cè)時(shí)，孔壁的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不小于12小時(shí)，檢測(cè)數(shù)量不小于2個(gè)，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)滿足要求，液面需高出地下水位0.5米以上，有條件時(shí)宜高出地下水位2米以上，若護(hù)壁的泥漿膠體率低，砂率大，這時(shí)不僅護(hù)壁性能差，而且因其容量較大，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。一般來講，當(dāng)在粘土或亞粘土層中成孔時(shí)，可注入清水以原土造漿形成護(hù)壁。并控制泥漿的相對(duì)密度在1.1-1.2之間；當(dāng)在砂性土質(zhì)或有較厚的夾砂層中成孔時(shí)，應(yīng)控制泥漿的相對(duì)密度在1.1-1.3之間，在砂夾卵石或容易坍孔的土層中成孔時(shí)，應(yīng)控制泥漿相對(duì)密度在1.3-1.5之間。施工過程中，應(yīng)經(jīng)常測(cè)定泥漿的相對(duì)密度、粘度、含砂率、和膠體率等指標(biāo)。使?jié)沧⑶翱椎?00㎜以內(nèi)泥漿的相對(duì)密度不大于1.25，含砂率不大于8%，粘度不大于28Pa.s。對(duì)一些直徑小于1米的小直徑樁，在泥漿停止工作循環(huán)期間，孔內(nèi)要保持合理的泥漿液面高度。

（3）在砼灌注前的一段時(shí)間里，須保證孔壁的穩(wěn)定性，不能有縮徑或孔壁塌落現(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。除此之外，還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣，要求嚴(yán)格時(shí)，在安放鋼筋籠后，下放導(dǎo)管之前仍要進(jìn)行吸渣處理。

（三）砼灌注施工的技術(shù)要點(diǎn)

因?yàn)樗马攀┕さ碾[蔽性強(qiáng)，很容易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等砼質(zhì)量缺陷。因此必須著重控制水下砼的澆注質(zhì)量，包括選好原材料，做好配合比，改進(jìn)工機(jī)具，嚴(yán)格按操作規(guī)程施工等方面。

（1）完成鉆孔到砼澆灌過程的作業(yè)時(shí)間要緊湊，不宜過長(zhǎng)，砼的漿體濃度要恰當(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㎜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)量的砼后，應(yīng)導(dǎo)管緩慢下降100-200㎜，使灌注初期導(dǎo)管被砼埋入深度盡可能加大，以保證底層的砼質(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，以使砼均勻注入。導(dǎo)管埋入砼的深度一般控制在2-6米之間且不得小于2米，每間隔15-20分，要對(duì)砼面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測(cè)量和校核。

（四）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)，而檢驗(yàn)樁身質(zhì)量一般是通過對(duì)鉆芯或超聲波進(jìn)行檢驗(yàn)，抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%，若工程需要時(shí)，還可相應(yīng)增加檢驗(yàn)數(shù)量直至逐根檢查。

四、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。