鉆孔灌注樁施工常見質(zhì)量問題及控制措施分析

屈蘭芝

摘 ?要：灌注樁施工是各種水利工程基礎(chǔ)施工中最常用的施工工藝，主要用于軟土地區(qū)的基礎(chǔ)施工。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的廣泛開展，水利工程施工規(guī)模的不斷增大而產(chǎn)生了多種問題。本文主要針對(duì)水利工程鉆孔灌注樁施工中常見問題進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：鉆孔施工，灌注成樁施工，質(zhì)量問題，控制措施

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，提高施工質(zhì)量，縮短施工周期和增加施工效率成為當(dāng)前施工過程中需主要解決的問題，提高基礎(chǔ)施工質(zhì)量是保證水利工程施工的前提，是縮短施工周期，降低施工成本的主要方法。鉆孔灌注樁施工技術(shù)由于其施工中設(shè)備簡單，施工快捷，效果良好等各種優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前水利工程基礎(chǔ)施工的主要手段，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是當(dāng)前水利施工過程中對(duì)地基處理的最重要的方式。水利工程施工單位要特別重視鉆孔灌注樁施工。

一 ?.成孔過程中常見的質(zhì)量問題 及控制措施

1.1 ?坍孔

1.1.1 坍孔產(chǎn)生的原因

坍孔產(chǎn)生原因是多方面的，主要包括：遭遇預(yù)先未料到的復(fù)雜地質(zhì)情況，施工泥漿比重不夠，泥漿稠度過低，釋放量遠(yuǎn)大于泥漿對(duì)孔壁的壓力，孔內(nèi)水頭高度不夠，護(hù)筒埋置太淺，在松軟砂層中鉆進(jìn)進(jìn)尺太快，提住鉆錐鉆進(jìn)回轉(zhuǎn)速度快空轉(zhuǎn)時(shí)間長，水頭太大孔壁護(hù)筒形成反轉(zhuǎn)孔，清孔操作不當(dāng)清孔停頓時(shí)間過長，吊入鋼筋骨架碰撞到孔壁等等。

1.1.2 控制措施

首先認(rèn)真審閱該工程地質(zhì)勘察報(bào)告，根據(jù)不同地層坍孔原因制定不同對(duì)策。

（1）在松散土層鉆進(jìn)，應(yīng)控制進(jìn)尺速度，選用大比重、粘度、膠體率的泥漿。

（2）防止泥漿稠度過低而造成坍孔，須加大泥漿比重到適當(dāng)程度，一般泥漿性能指標(biāo)取為：粘度為18s～22s，含沙量≤4%，膠體率≥90，比重為1.1 左右。

（3）在汛期或者潮汐地區(qū)水位變化過大時(shí)要采用護(hù)筒，或者虹吸管等措施保證水頭相對(duì)穩(wěn)定。

（4）清孔時(shí)指定專人補(bǔ)水，保證孔內(nèi)必要的水頭高度。

（5）吊人鋼筋骨架時(shí)要嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心豎直插入。

（6）在成孔過程中坍孔，其補(bǔ)救措施有二個(gè)：一是避開該樁位;二是回填原樁位，待密實(shí)后再鉆進(jìn)。

1.2 ? 縮徑

1.2.1 縮徑產(chǎn)生的原因

在鉆進(jìn)過程中，地應(yīng)力沿較軟巖層釋放，造成縮徑。鉆進(jìn)壓力大，鉆速過快，使得鉆頭很快穿過淤泥、淤泥質(zhì)土層。淤泥便從鉆孔周圍流向鉆孔內(nèi)，導(dǎo)致其側(cè)壓力與孔內(nèi)泥漿力達(dá)成平衡，發(fā)生縮徑甚至卡鉆。鉆錐補(bǔ)焊不及時(shí)磨損嚴(yán) 重鉆孔小于設(shè)計(jì)尺寸。地層中含有軟塑土遇水膨脹孔徑縮小。

1.2.2 縮徑的防治 措施

①在鉆到淤泥或淤泥質(zhì)土層時(shí)，投入粘土泥膏，使鉆機(jī)鉆進(jìn)壓力減為零;

②鉆速減慢讓鉆機(jī)在無油壓狀 態(tài)空轉(zhuǎn);

③實(shí)行嚴(yán)格的管理，鉆機(jī)由有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)長專職操作，其它人員不得隨意操作;

（4）成孔完畢在易出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象地層中掃孔一到二次。

1.3鉆孔偏斜

1.3.1 鉆孔偏斜產(chǎn)生原因

鉆孔偏斜易發(fā)生在軟硬巖層交替的層位。鉆孔過程中遇障礙物，由于鉆進(jìn)壓力過大，在軟硬土層交界處或者巖石傾斜處鉆進(jìn)，鉆頭受力不均，鉆孔沿軟弱層面偏斜而造成鉆孔偏斜。鉆機(jī)底座未安置水平或者產(chǎn)生不均勻沉降。鉆桿彎曲接頭不正。鉆孔偏斜輕則影響鋼筋籠的下放，重則影響樁的承載能力，在成樁過程中嚴(yán)禁出現(xiàn)此類質(zhì)量事故的。

1.3.2 鉆孔偏斜防治措施

（1）安裝鉆機(jī)時(shí)讓轉(zhuǎn)盤底座水平，起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護(hù)筒中心應(yīng)在一條豎直線上，并經(jīng)常檢查校正

（2）鉆桿、接頭逐個(gè)檢查，出現(xiàn)問題及時(shí)校正調(diào)整

（3）在鉆架上增設(shè)導(dǎo)向架控制鉆桿上的提引水龍頭，使其沿著導(dǎo)向架向中心鉆進(jìn) ? ? （4）在有傾斜的軟硬地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)該吊著鉆桿控制進(jìn)尺，低速鉆進(jìn)。

（5）鉆孔偏斜，對(duì)于已經(jīng)發(fā)生傾斜的孔，需要掃孔糾正;若糾正無效，可在孔中回填粘土、塊石等。偏孔在0.5m以上時(shí)需要重新鉆進(jìn)。

1.4 沉渣與泥皮過厚

1.4.1 沉渣與泥皮過厚原因

樁底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，要求水下灌注樁底沉渣厚度不得超過30cm。在施工中常有不少樁的樁底沉渣不滿足此要求。原因主要是泥漿性能不符合要求，只有泥漿比重大于沉渣比重時(shí)，沉渣才可被返出孔口，但若泥漿比重過大，又會(huì)造成孔壁泥皮過厚，影響樁的承載力特別是摩擦樁的承載力。

1.4.2 沉渣與泥皮過厚防治措施

清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，要通過清孔盡可能把樁孔中的沉渣全部清除?？刂颇酀{性能在鉆孔灌注樁施工過程中起著重要作用，要采用性能好的泥漿并控制泥漿的比重和粘度。

1·5掉鉆落物

1·5·1掉鉆落物產(chǎn)生原因

卡鉆時(shí)強(qiáng)提強(qiáng)扭，操作不當(dāng)使鋼絲繩或鉆桿斷裂，鉆桿接頭不佳或者滑絲，馬達(dá)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致鉆機(jī)反轉(zhuǎn)鉆桿滑脫，操作不慎掉落撬棍或扳手等。

1·5·2掉鉆落物防治措施

（1）檢查鉆孔機(jī)具，鉆桿，鋼絲繩和連接裝置。

（2）開始鉆孔前清除孔內(nèi)雜物，小的鐵零件可以用電磁鐵吸出來，較大的落物和鉆具可以使用沖抓錐打撈，然后在護(hù)筒口上面蓋上蓋子。

（3）掉鉆以后要及時(shí)摸清情況，鉆錐被沉淀物或者 坍孔土石埋住，先進(jìn)行清孔，再用打撈工具抓住鉆錐和鉆桿。

二 ?.灌注成樁過程中常見問題及防治

2.1 導(dǎo)管進(jìn)水

2.1.1 導(dǎo)管進(jìn)水 產(chǎn)生原因

（1）首批混凝土儲(chǔ)備量短缺，安置導(dǎo)管或者提升導(dǎo)管準(zhǔn)備開啟拴閥時(shí)，導(dǎo)管底口至孔底間距過大，混凝土下落后埋不住導(dǎo)管的底口，產(chǎn)生漏水從導(dǎo)管底口進(jìn)入。

（2）導(dǎo)管提升過猛或者測(cè)量深度出錯(cuò)，導(dǎo)管底口超出原混凝土面，底口涌進(jìn)泥水。

（3）導(dǎo)管接頭不嚴(yán)密，接頭間的橡皮墊被導(dǎo)管的高氣囊擠開，或者焊接縫 破裂，水從接頭或者焊接縫中流入。

2.1.2 導(dǎo)管進(jìn)水的防治

（1）如果是混凝土儲(chǔ)備量短缺引起，應(yīng)立刻把導(dǎo)管提出，把散落在孔底的混凝土拌合物清出重新下管并且備足混凝土灌注。

（2）如果接頭不嚴(yán)導(dǎo)管底口進(jìn)水，可以重新下管，灌注前要把進(jìn)入導(dǎo)管的水和沉淀土用吸泥抽水的方法吸出來。繼續(xù)灌注混。抽水時(shí)導(dǎo)管插入混凝土深度要大于50公分，潛水泵沒法把導(dǎo)管里面的水全部抽干，續(xù)灌的混凝土配合比開始的時(shí)間應(yīng)該增加水泥用量，提高混凝土的稠度。

2.2 埋管

2.2.1 埋管原因 ?導(dǎo)管允許埋入砼面下最大深度與砼拌物流動(dòng)性保持時(shí)間、砼的初凝時(shí)間、砼 ? ? 面在鉆孔內(nèi)的上升速 度、導(dǎo)管直徑等因素有關(guān)，當(dāng)導(dǎo)管埋入砼面下的深度過大時(shí)，上面砼已初凝，使得導(dǎo)管內(nèi)混凝土無法順利流動(dòng) 就發(fā)生埋管。

2.2.2 ?埋管防冶方法 ?時(shí)刻注意導(dǎo)管埋深的控制。準(zhǔn)確測(cè)量砼面的深度位置和勤拆導(dǎo)管，一般砼面每上升4m～5m 就可拆除相應(yīng) 數(shù)量導(dǎo)管。

2·3導(dǎo)管堵塞、卡管。

2.3.1導(dǎo)管堵塞、卡管原因

（1）由于混凝土的原因，坍落度過小，流動(dòng)性差，夾雜大卵石，拌合不均勻或者運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析。

（2）導(dǎo)管接縫漏水，在雨天沒有遮蓋淋入雨水混凝土中水泥漿被沖，粗骨料集中而堵塞導(dǎo)管

（3）機(jī)械發(fā)生故障等原因造成混凝土在導(dǎo)管內(nèi)存留時(shí)間過長最初灌 注的混凝土已經(jīng)初凝在導(dǎo)管內(nèi)。

2.3.2 導(dǎo)管堵塞的防治

（1）在組裝導(dǎo)管時(shí)要嚴(yán)格檢查導(dǎo)管內(nèi)有無局部內(nèi)凸，導(dǎo)管連接處是否密封。攪拌砼時(shí)應(yīng) 嚴(yán)格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和 攪拌時(shí)間，避免砼在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過長。

（2）灌注時(shí)應(yīng)避免導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管的密封圈導(dǎo)致導(dǎo)管漏水。施工可在允許導(dǎo)管埋入深度范圍內(nèi)，略為提升導(dǎo)管， ? 或采用提升后驟然下插導(dǎo)管的動(dòng)作來抖動(dòng) 導(dǎo)管。

（3）如果仍不能消除，則應(yīng)停止灌注.可以用長桿沖搗導(dǎo)管內(nèi)的混凝土，用吊繩拉導(dǎo)管，在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器讓隔水栓下落。 ?把導(dǎo)管和里面堵塞的混凝土 一起提出鉆孔，進(jìn)行清理維修，然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注混凝土。

2·4鋼筋籠上浮

2.4.1 鋼筋籠上浮的原因

（1）制作鋼筋籠捆扎、焊接質(zhì)量差，籠身過長容易產(chǎn)生變形。

（2）鉆孔灌注樁灌注混凝土是通過漏斗順著導(dǎo)管 向下灌注，當(dāng) 混凝土灌注到鋼筋籠底部時(shí)，由于混凝土灌注速度過快對(duì)鋼筋籠 產(chǎn)生較強(qiáng)頂托力，鋼筋籠上浮。

2.4.2 鋼筋籠上浮的防治措施

（1）制作鋼筋籠要捆扎結(jié)實(shí)并焊接牢固，鋼筋骨架上端在孔口處與護(hù)筒固定。

（2）灌注混凝土表面接近鋼 筋籠底時(shí)，要放慢 灌注速度，并且導(dǎo)管要保存較大埋深，減小對(duì)鋼筋籠的沖擊力

（3）混凝土液面進(jìn)入鋼筋籠一定深度{大概4米}后，適當(dāng)提導(dǎo)管，導(dǎo)管埋人混凝土表面在{2米——10米}如果上浮，現(xiàn)場(chǎng)操作人員 應(yīng)拔出拆除一部分導(dǎo)管，適當(dāng)上下活動(dòng)導(dǎo)管，鋼筋籠會(huì)慢慢回落

（4）要加快混凝土灌注速度，或摻加外加劑防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小，混凝土接近鋼筋籠時(shí)控 制導(dǎo)管埋深在1·5——2·0米。

2·5斷樁、夾泥

斷樁、夾泥原因大都是以上質(zhì)量問題的次生災(zāi)害

2.5.1 ?斷樁、夾泥 原因

（1）灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管堵塞沒處理好，或者導(dǎo)管卡掛鋼筋籠、埋管、坍孔處理 不好，都能演變?yōu)楣嘧渡韸A泥、樁身中斷的嚴(yán)重事故。

（2）灌注時(shí)間過長首批混凝土已經(jīng)初凝，后灌注的混凝土沖破頂層和泥漿混合，導(dǎo)管進(jìn)水未及時(shí)處理好兩層混凝土中產(chǎn)生夾泥渣截面。

（3）施工中導(dǎo)管底端距離孔底過遠(yuǎn)，混凝土被沖洗液稀釋，水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體和基巖之間含有不凝固的混凝土渣。

2.5.2斷樁、夾泥的防治措施

（1）導(dǎo)管在澆灌混凝土前要進(jìn)行試拼，做好水密性試驗(yàn)。導(dǎo)管要有足夠的抗拉強(qiáng)度，內(nèi)徑一致誤差小于兩毫米，內(nèi)壁光滑組裝拼接用球塞檢查錘作通過試驗(yàn)。最下端的一節(jié)導(dǎo)管要長一些一般是4米，不得帶法蘭盤。

（2）灌注樁孔鉆成后必須認(rèn)真清孔，一般用沖 洗液清孔，沖孔時(shí)間根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超出規(guī)范規(guī)定所以灌注前要仔細(xì)進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確計(jì)算全部以及首批混凝土用量。

（3）嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深和拔管速度，及時(shí)測(cè)量混凝土澆灌深度，嚴(yán)防拔空導(dǎo)管。

（4）已經(jīng)發(fā)生的斷樁、夾泥樁，可以采取在樁身混凝土中鉆孔，用壓力灌漿加固或者是換樁芯以及補(bǔ)樁等方案處理。

結(jié) 語

灌注樁屬永久性的隱蔽工程，施工過程中工序復(fù)雜，成樁后又不 能進(jìn)行開挖驗(yàn)收，所以就要求在工程施工建設(shè)過程中注意控制工程質(zhì)量，重點(diǎn)控制鉆孔過程及灌注成樁過程，避免出現(xiàn)施工質(zhì)量事故。施工單位應(yīng)做到科學(xué)組織、精心施工、嚴(yán)格管理，給施工質(zhì)量提供保證。提高經(jīng)濟(jì)效益。文中總結(jié)分析了影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的常見問題及 控制措施，希望可以給類似工程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] ?水利水電工程管理與實(shí)務(wù)（全國一級(jí)建造師執(zhí)業(yè)資格考試委員會(huì)編）中國建筑工業(yè)出版社2014年4月

[2] ?地基處理手冊(cè)（龔曉南編寫）中國建筑工業(yè)出版社