淺議鉆孔灌注樁施工中防止塌孔的措施

張勇

【摘要】現(xiàn)澆灌注樁承載能力較高，在橋梁上廣泛采用鉆孔灌注樁作為基礎(chǔ)。由于鉆孔灌注樁大多在地下水位以下，在施工中不易勘察，控制困難，鉆孔灌注樁施工中常出現(xiàn)塌孔、孔位傾斜、斷樁、吊腳樁等質(zhì)量問(wèn)題，樁體施工中出現(xiàn)的任何質(zhì)量或安全問(wèn)題，都將直接影響到整個(gè)工程的進(jìn)度、質(zhì)量和安全，造成經(jīng)濟(jì)損失和不良影響。本文重點(diǎn)介紹對(duì)鉆孔灌注樁施工中常見(jiàn)的孔壁坍塌問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施和處理意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】鉆孔灌注樁 塌孔 防止措施

一、開(kāi)鉆前控制措施

1、場(chǎng)地清理和裝機(jī)定位

由于鉆孔之前場(chǎng)地條件不良，如樁位周邊有大量堆土或鄰近建筑物較近等情況造成較大的側(cè)向土壓力造成樁孔受到較大的土壓力出現(xiàn)的塌孔。因此，在鉆孔之前要對(duì)場(chǎng)地周?chē)淹燎宄骄鄻痘欢ǚ秶猓瑢?duì)鄰近建筑物采取有效措施減少由于鄰近建筑的自重造成的水平土壓力，樁頂周?chē)荒芏逊沤ㄖ牧?，影響樁孔穩(wěn)定。鉆孔之前確定好樁位，鉆孔機(jī)械安裝就位并校正，防止鉆孔位不正造成偏壓出現(xiàn)孔位偏斜。

2、選擇合適的鉆機(jī)

根據(jù)水文地質(zhì)勘察報(bào)告，明確樁孔處水文土質(zhì)條件，選擇對(duì)孔壁擾動(dòng)相對(duì)較小合適的鉆孔設(shè)備，工程上用的較多的是旋轉(zhuǎn)鉆鉆機(jī)，采用先進(jìn)的成孔工藝和合適的泥漿比重保護(hù)孔壁，防止孔壁坍塌。鉆機(jī)安裝并固定牢靠，防止由于鉆機(jī)不穩(wěn)造成鉆機(jī)晃動(dòng)，影響樁孔的垂直度和孔壁穩(wěn)定。

3、護(hù)筒埋置

在鉆孔灌注樁中，常埋設(shè)鋼護(hù)筒來(lái)定位樁孔。護(hù)筒為鋼護(hù)筒，壁厚10mm，護(hù)筒定位時(shí)，先以樁位中心為圓心，根據(jù)護(hù)筒半徑在土上定出護(hù)筒位置，護(hù)筒就位后，施加壓力將護(hù)筒埋入約50cm。如樁孔深度范圍存在承壓水時(shí)，護(hù)筒應(yīng)高于穩(wěn)定后的承壓水位2.0m以上，護(hù)筒深度不夠，護(hù)筒的回填不嚴(yán)密造成漏水漏漿，以致孔內(nèi)液面高度不夠或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，降低了對(duì)孔壁的靜水壓力等易造成孔壁坍塌。護(hù)筒的作用就是要實(shí)現(xiàn)樁孔定位；保護(hù)孔口，以及防止地面土石掉入孔內(nèi)；保持泥漿水位保證足夠的泥漿壓力，防止坍孔；防止鉆孔過(guò)程中的沉渣回流等作用。因此，應(yīng)采取必要措施保證鋼護(hù)筒的穩(wěn)定。

4、泥漿配置

泥漿對(duì)濕作業(yè)灌注樁保護(hù)孔壁有重要作用，泥漿是通過(guò)膨潤(rùn)土和水以及其他外加劑混合而形成的流狀物質(zhì)，泥漿可以有效抵抗地下水產(chǎn)生的靜止壓力，同時(shí)在孔壁上形成的泥皮，可以有效地防止孔壁坍塌。保證合適泥漿比重，泥漿比重過(guò)大，容易出現(xiàn)沉淀，孔壁易剝落、崩解的可能性就大，而泥漿比重過(guò)小，孔內(nèi)水壓力就小，易造成坍孔，泥漿比重一般控制在1.05～1.15之間比較合適：保證合適泥漿粘度：粘度過(guò)高會(huì)使泵壓升高，排量顯著減少，鉆速下降，排粉困難，壓力增長(zhǎng)，泥漿粘度控制在18～22s，一般為20s。

二、鉆孔過(guò)程中控制措施

1、循環(huán)泥漿護(hù)壁

泥漿護(hù)壁不是一次性注入，而是在鉆孔過(guò)程中不斷的更新孔內(nèi)泥漿，保證孔內(nèi)泥漿的重度和泥漿液面高度?？刂谱o(hù)筒內(nèi)液面標(biāo)高高于地下水位1m以上，保證足夠的液面差，起到護(hù)壁的作用，同時(shí)循環(huán)的泥漿對(duì)鉆頭有冷卻和潤(rùn)滑作用，并通過(guò)正循環(huán)帶走鉆孔過(guò)程中產(chǎn)生的渣土。

2、孔內(nèi)水位突降處理

鉆孔過(guò)程中如遇到孔內(nèi)水位突然下降可能是遇強(qiáng)透水性地層，鉆進(jìn)速度過(guò)快，出現(xiàn)滲水甚至坍塌。對(duì)這種情況一般是停止鉆進(jìn)并向孔內(nèi)加水和大量粘土，增大泥漿稠度，再通過(guò)低沖程反復(fù)沖孔，水位不在降低后，繼續(xù)鉆進(jìn)。如水位下降繼續(xù)下降，需立即提出鉆具，防止埋鉆。確定已經(jīng)塌孔，通過(guò)回填土到坍孔處以上1～2m后，采取改善泥漿性能、加高水頭、加深護(hù)筒等措施繼續(xù)鉆進(jìn)；如坍孔嚴(yán)重時(shí)，用片石加粘土把整個(gè)孔全部回填，待回填土壓密實(shí)后重新鉆進(jìn)。

3、減少鉆頭對(duì)孔壁的碰撞

鉆孔灌注樁鉆孔常用的設(shè)備有沖擊鉆、回轉(zhuǎn)鉆、潛水鉆和旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)等，對(duì)于采用沖擊鉆機(jī)成孔的，由于在沖擊鉆頭在落鉆和提鉆過(guò)程中可能碰撞孔壁，容易導(dǎo)致孔壁松動(dòng)坍塌，此外在沖孔過(guò)程中會(huì)造成一定程度的擾動(dòng)，對(duì)樁周士性軟弱的土層應(yīng)注意震動(dòng)造成的不利影響，因此慎重沖擊式鉆孔機(jī)械。確需使用沖擊鉆機(jī)成孔，注意樁孔垂直度，避免沖孔和提鉆過(guò)程中的擾動(dòng)影響。

4、做好鉆孔監(jiān)控，杜絕不當(dāng)操作

鉆孔過(guò)程中做好監(jiān)控，監(jiān)測(cè)地面沉降、孔內(nèi)水位變化、鉆孔速度和成孔難易程度等，做好事中控制管理。鉆機(jī)操作人員需要經(jīng)過(guò)專門(mén)的培訓(xùn)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行施工，對(duì)鉆機(jī)操作中的不當(dāng)行為要及時(shí)制止，并有專門(mén)的獎(jiǎng)懲管理辦法，對(duì)違章指揮和違章操作的行為予以處罰。嚴(yán)禁出現(xiàn)直接用給水管沖刷孔壁，在砂層和卵石層快速鉆進(jìn)，停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太久等不當(dāng)操作。

三、鉆孔后成品保護(hù)

成孔后要盡快完成孔底虛土的清理，虛土厚度要小于設(shè)計(jì)的沉渣厚度，防止混凝土澆筑后樁體承載力不足和樁體下沉。清孔完到混凝土澆筑中間有時(shí)間差，所以必須在混凝土澆筑之前保證孔壁穩(wěn)定，而孔內(nèi)泥漿就是保護(hù)孔壁的重要保障。因此，清孔后要保證泥漿足夠的比重和粘性，防止清孔后泥漿比重下降引起孔壁失穩(wěn)。另外成孔后到澆筑混凝土的時(shí)間間歇不能太長(zhǎng)，防止泥漿沉淀，降低泥漿比重，影響護(hù)壁效果。此外需要特別注意在吊放鋼筋籠時(shí)，控制好鋼筋籠下方速度，需要有專人指揮吊放，防止鋼筋籠碰撞孔壁造成孔壁坍塌。如因鋼筋骨架造成塌孔時(shí)，應(yīng)將鋼筋骨架吊出，利用鉆孔機(jī)具攪動(dòng)添加泥漿護(hù)壁，同時(shí)將坍塌物清理干凈，重新清孔后和安裝鋼筋骨架，并盡快完成混凝土的澆筑。

四、結(jié)束語(yǔ)

鉆孔灌注樁在橋梁工程和建筑工程中具有廣泛的應(yīng)用，在鉆孔施工中常常遇到塌孔的工程問(wèn)題，本文從鉆孔前的控制、鉆孔施工中的控制、鉆孔后的成品保護(hù)等方面控制措施，防止在樁孔坍塌，影響施工質(zhì)量、進(jìn)度、造價(jià)和安全。