淺述橋梁回旋鉆孔灌注樁常見的施工質(zhì)量問題及防治措施

馬振

微山縣市政工程處，中國(guó)·山東 濟(jì)寧 277600

1 在鉆孔過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施

1.1 護(hù)筒冒水、鉆孔漏漿

護(hù)筒外壁冒水，護(hù)筒刃腳或鉆孔壁向孔外漏泥漿。護(hù)筒內(nèi)水頭高度得不到保障，易引發(fā)坍孔，也會(huì)造成護(hù)筒傾斜、位移及周圍地面下沉，造成鉆孔偏斜，甚至無法施工。

1.1.1 造成原因

護(hù)筒埋設(shè)太淺，周圍填土不密實(shí)；或護(hù)筒接縫不嚴(yán)密，在其接縫處漏水；鉆頭起落時(shí)碰撞護(hù)筒，造成漏水；制作的泥漿太?。蛔o(hù)筒內(nèi)水頭過高。

1.1.2 防治措施

埋設(shè)護(hù)筒四周回填土一定要分層夯實(shí)，土質(zhì)要選擇含水量適當(dāng)?shù)恼惩?；在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度；起落鉆頭，要注意對(duì)中，避免碰撞護(hù)筒；對(duì)鉆孔漏漿，增加護(hù)筒沉埋深度、加大泥漿比重；適當(dāng)降低護(hù)筒內(nèi)的水頭。發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí)，應(yīng)立即停止鉆孔，用粘土在四周填實(shí)加固，若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移時(shí)，則應(yīng)重新埋設(shè)護(hù)筒。

1.2 孔壁坍孔

在鉆孔過程中，如果鉆孔內(nèi)水位突然下降，孔口的泥漿不斷冒細(xì)密的水泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍孔跡象。此時(shí)，出渣量顯著增加而不見鉆頭進(jìn)尺，但鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加，泥漿泵壓力突然上升，造成憋泵。

1.2.1 造成原因

孔壁坍孔的主要原因是土質(zhì)松軟，泥漿護(hù)壁不好，護(hù)筒埋置太淺，護(hù)筒周圍未用粘土緊密填實(shí)以及護(hù)筒內(nèi)水位不高時(shí)；或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水、鉆孔通過砂礫等強(qiáng)透水層、孔壁遇到流砂層而造成孔內(nèi)水頭高度低于孔外時(shí)壓向孔壁的水壓力減小時(shí)；鉆進(jìn)速度過快、空鉆時(shí)間過長(zhǎng)、掏渣或清孔而未及時(shí)補(bǔ)充泥漿、成孔后待灌時(shí)間過長(zhǎng)和灌注時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍孔。

1.2.2 防治措施

在松散易坍的土層中，適當(dāng)埋深護(hù)筒，用粘土在護(hù)筒四周填封密實(shí)；選用優(yōu)質(zhì)泥漿，提高泥漿比重和粘度，確保泥漿具有足夠的稠度保持孔內(nèi)外水位差，并放慢進(jìn)尺速度；清孔時(shí)指定專人負(fù)責(zé)補(bǔ)水，保證鉆孔內(nèi)必要的水頭高度；搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，要防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間，盡可能縮短沉放時(shí)間；成孔后，待灌時(shí)間不應(yīng)大于3 小時(shí)，且控制混凝土的灌注時(shí)間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。發(fā)生孔口坍塌時(shí)，立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆；坍孔部位不深時(shí)，用深埋護(hù)筒法，將護(hù)筒周圍土夯填密實(shí)，重新鉆孔；孔內(nèi)局部坍塌而擴(kuò)孔，鉆孔仍能達(dá)到設(shè)計(jì)深度則不必處理；如果塌孔嚴(yán)重須全部回填，待回填物沉積密實(shí)后再鉆[1]。

1.3 鉆孔偏斜

現(xiàn)場(chǎng)鉆成的樁孔不垂直，或樁位偏離設(shè)計(jì)樁位或彎曲等。

1.3.1 造成原因

鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷；鉆桿彎曲，接頭不正；鉆孔中遇到較大孤石或探頭石；在有傾斜度的軟硬地層交界處，鉆頭受到側(cè)向力鉆進(jìn)；或在粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進(jìn)，鉆頭受力不均。

1.3.2 防治措施

先將場(chǎng)地整平夯實(shí)，使軌道枕木均勻著地；安裝鉆機(jī)時(shí)要使轉(zhuǎn)盤、底座水平，要求起重滑輪輪軸、轉(zhuǎn)盤中心和護(hù)筒中心三者在一條豎直線上，轉(zhuǎn)桿位置偏差不大于20mm，并經(jīng)常檢查校正；在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)；在有傾斜的軟硬地層或碰到孤石鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)吊著鉆桿控制進(jìn)尺，低速鉆進(jìn)。另外，安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡(jiǎn)單、有效的方法。鉆孔偏斜時(shí)，在偏斜處吊住鉆頭，上下反復(fù)掃鉆，使鉆孔正直；偏孔嚴(yán)重且糾正無效時(shí)，于孔中局部回填砂粘土至偏孔處0.5m 以上，待回填物沉積密實(shí)后再繼續(xù)鉆進(jìn)。

1.4 鉆孔縮頸

縮頸即孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。

1.4.1 造成原因

塑性土遇水膨脹后使孔徑縮小；鉆具補(bǔ)焊不及時(shí)，嚴(yán)重磨損的鉆錐鉆出的孔比設(shè)計(jì)樁徑稍小。

1.4.2 防治措施

采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量；成孔時(shí)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成泥皮，則孔壁不會(huì)滲水，也不會(huì)引起膨脹；經(jīng)常檢查鉆具尺寸，及時(shí)補(bǔ)焊或更換鉆齒。例如，出現(xiàn)縮頸，用鉆具上、下反復(fù)掃孔來擴(kuò)大孔徑。

1.5 清孔后孔底沉渣超厚

1.5.1 造成原因

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而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中，沒對(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(zhǎng)，致使泥漿沉積。

1.5.2 防治措施

成孔后，鉆頭提高孔底10～20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30min 采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，最好不要用清水進(jìn)行置換；吊放鋼筋籠時(shí)，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁；可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對(duì)接鋼筋籠速度，減少空孔時(shí)間，從而減少沉渣；下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，若沉渣量超過規(guī)范要求時(shí)，則用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至孔口返漿比重和沉渣厚度均符合規(guī)范要求；開始澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30～40mm，必須有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，使導(dǎo)管一次埋入混凝土以下不小于1.0m，利用混凝土巨大的沖擊力濺除孔底沉渣，以達(dá)到清除孔底沉渣的目的。

2 在水下混凝土灌注過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施

2.1 導(dǎo)管進(jìn)水

首次混凝土灌注時(shí)，孔內(nèi)泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管；灌注過程中，導(dǎo)管接頭或焊縫處進(jìn)泥水；導(dǎo)管提升過量，孔內(nèi)泥水從導(dǎo)管底口涌入導(dǎo)管。

2.1.1 造成原因

首批混凝土灌注時(shí)，因灌滿導(dǎo)管和導(dǎo)管下口至樁孔底部間隙所需混凝土總量計(jì)算不當(dāng)，使首灌混凝土不能埋住導(dǎo)管下口，而是全部沖出導(dǎo)管以外，造成導(dǎo)管底口進(jìn)入泥水事故；灌注過程中，因未連續(xù)灌注，在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生氣囊，當(dāng)大量混凝土又一次猛灌時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生高壓氣囊，將接頭間封水橡皮墊擠開，泥水從接頭中流入；導(dǎo)管拼裝后，由于接頭不嚴(yán)密，水從接頭處漏入導(dǎo)管；導(dǎo)管提升過猛或測(cè)探出錯(cuò)，造成導(dǎo)管提升過量。

2.1.2 防治措施

確保首批灌注混凝土的總量，滿足填充管下口與樁孔底面間隙及使導(dǎo)管下口被埋沒深度不小于1m；提升導(dǎo)管前，用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)深錘（錘重不小于4kg，錘呈錐狀，吊錘索用輕質(zhì)、高強(qiáng)、浸水不伸縮的尼龍繩）準(zhǔn)確測(cè)出混凝土表面的深度，控制導(dǎo)管提升高度，始終將導(dǎo)管底口埋于已灌入混凝土表面下不少于2m；導(dǎo)管應(yīng)試拼并進(jìn)行水密性、承壓性和接頭抗壓強(qiáng)度的試驗(yàn)。試拼的導(dǎo)管還要檢查其軸線是否在一條線上；首灌混凝土后，要保持混凝土連續(xù)地灌注，盡量縮短間隔時(shí)間。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不飽滿時(shí)，須徐徐地灌注，以防導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊。首灌底口進(jìn)入泥水時(shí)，立即停止灌注將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的混凝土拌和物用反循環(huán)轉(zhuǎn)機(jī)的鉆桿通過泥石泵吸出，或利用導(dǎo)管作吸泥管，用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)將已灌注的混凝土拌和物全部吸出，不得已時(shí)需要將鋼筋骨架提出，采用復(fù)鉆清除，然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土，重新灌注；導(dǎo)管封水橡皮墊擠開、接頭不嚴(yán)造成泥水從接頭進(jìn)入，需立即拔出原管，重下新管；由于導(dǎo)管提升過量造成導(dǎo)管底口進(jìn)入泥水，用原導(dǎo)管重新插入混凝土中，但在灌注前均需將進(jìn)入導(dǎo)管的水和沉淀泥渣用吸泥和抽水的方法吸出，才可繼續(xù)關(guān)注混凝土。導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)必須大于2m，以防抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原灌混凝土從導(dǎo)管底口翻入[2]。

2.2 灌注水下砼時(shí)卡管

在灌注過程中，導(dǎo)管提升很高，但灌注在導(dǎo)管中的混凝土仍不能涌翻上來。這種現(xiàn)象稱為卡管。

2.2.1 造成原因

初灌時(shí)隔水栓卡管；由于混凝土本身原因，如坍落度過小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌和不均勻、在運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、雨天運(yùn)送混凝土未加遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中造成導(dǎo)管堵塞；導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析；機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過久，或灌注時(shí)間持續(xù)過長(zhǎng)，最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝，增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力，使混凝土堵在管內(nèi)。

2.2.2 防治措施

使用的隔水栓直徑需與導(dǎo)管內(nèi)徑相匹配，同時(shí)具有良好的隔水性能，保證順利排出；灌注水下混凝土?xí)r，混凝土的坍落度必須控制在16～22cm 之間，并保證具有良好的和易性，配合比通過實(shí)驗(yàn)室確定，粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑的1/6～1/8 和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應(yīng)小于40mm；導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行試拼裝、試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa，確保導(dǎo)管連接部位的密封性，以避免導(dǎo)管進(jìn)水；在混凝土澆注過程中，混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞；灌注前仔細(xì)檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換；保證混凝土的連續(xù)灌注，中斷灌注不應(yīng)超過30min。加速混凝土的灌注速度，必要時(shí)在混凝土中摻入緩凝劑，延緩混凝土的初凝時(shí)間。灌注開始不久發(fā)生堵管，用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器振動(dòng)導(dǎo)管。若無效，則將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土拔出鉆孔，進(jìn)行清理、修整，然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注；當(dāng)灌注時(shí)間已久，孔內(nèi)混凝土已初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土，此時(shí)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋骨架內(nèi)的混凝土鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋骨架拔出，然后用粘土摻砂礫填塞井孔，待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。

2.3 鋼筋籠上浮

鋼筋籠入孔固定后，在灌注孔內(nèi)混凝土?xí)r，鋼筋籠向上浮移。

2.3.1 造成原因

由于混凝土表面接近鋼筋籠底口，導(dǎo)管底口在鋼筋籠底口時(shí)，混凝土灌注的速度過快，使混凝土下落沖出導(dǎo)管底口向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠的重力時(shí)所致；由于混凝土灌注至鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

2.3.2 防治措施

鋼筋籠上端焊固在護(hù)筒上，可以承受部分頂托力，具有防止其上升的作用；適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量，可以減少混凝土向上的頂托力；在孔底設(shè)置直徑不小于主筋的1～2 道加強(qiáng)環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠底部，實(shí)踐證明對(duì)于克服鋼筋籠上升是行之有效的。在灌注混凝土的過程中，要及時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m 時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，立即停止?jié)沧?，并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋設(shè)深度和已澆注的砼標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。

2.4 樁身夾泥、斷樁

在兩層混凝土層之間，夾有泥漿或鉆渣層，若存于部分截面為夾泥；若整個(gè)截面有夾泥層或混凝土有一層完全離析，基本無水泥漿粘接時(shí)為斷樁。

2.4.1 造成原因

灌注水下混凝土?xí)r，混凝土的坍落度過小，集料級(jí)配不良，粗骨料顆粒太大，灌注前或灌注中混凝土發(fā)生離析，使樁身混凝土產(chǎn)生中斷；清孔不徹底或灌注時(shí)間過長(zhǎng)，首批混凝土已初凝，流動(dòng)性降低，而續(xù)灌的混凝土沖破頂層與泥漿相混而上升；或?qū)Ч苓M(jìn)水，或灌注混凝土嚴(yán)重坍孔而處理不良，均會(huì)在兩層混凝土中夾有泥漿渣土，甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。

2.4.2 防治措施

混凝土坍落度嚴(yán)格按設(shè)計(jì)或規(guī)范要求控制住，盡量延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間（如用初凝慢的水泥、加緩凝劑、盡量用卵石、加大砂率、控制石料最大粒徑）；灌注水下混凝土前，檢查導(dǎo)管、混凝土罐車、攪拌機(jī)等設(shè)備是否正常，并有備用的設(shè)備、導(dǎo)管，確?；炷吝B續(xù)灌注；隨灌混凝土，隨提升導(dǎo)管，做到連灌、勤測(cè)、勤拔管，隨時(shí)掌握導(dǎo)管埋入深度，避免導(dǎo)管埋入過深或過淺；采取措施避免灌注中坍孔、導(dǎo)管進(jìn)水等質(zhì)量病害的發(fā)生。斷樁或夾泥發(fā)生在樁頂部時(shí)，將其剔除，然后接長(zhǎng)護(hù)筒，并將護(hù)筒壓至灌注好的混凝土面以下，抽水、除渣，進(jìn)行接樁處理。樁身混凝土有夾泥斷樁或局部混凝土松散時(shí)，均需用壓漿補(bǔ)強(qiáng)方法處理；對(duì)于嚴(yán)重夾泥、斷樁，要進(jìn)行重鉆補(bǔ)樁處理。

3 結(jié)語(yǔ)

總之在鉆孔灌注樁樁基的各個(gè)施工環(huán)節(jié)中，一定要充分重視和精心施工，采取有效的預(yù)防措施，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)管。做到事前預(yù)防，事中控制，事后處理，只有這樣，鉆孔灌注樁施工才能發(fā)揮出它的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)、高效的預(yù)期目的。