水下鉆孔灌注樁質量通病的成因及其預防

　　摘要:文章分析了影響鉆孔灌注樁樁身施工質量及樁身上段強度的主要原因，提出了預防樁身質量通病的相關技術措施。
　　關鍵詞:鉆孔灌注樁；質量；措施
　　
　　一、鉆孔灌注樁常見的質量通病
　　
　　鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時候，以樁頂位置所受的壓力最大，下部承受的壓力相對較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實際受力狀況相反，往往是上部混凝土的強度低，中下段混凝土的強度高，若不嚴格控制，容易出現樁上段強度達不到質量要求的情況。除此之外，還容易出現縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質量缺陷，造成樁基承載力的下降，影響到工程結構的安全。
　　
　　二、影響成樁質量的原因分析
　　
　　（一）影響樁身上部強度的原因分析
　　1、按照施工規范的規定，鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥，但在實際施工過程中，很難將淤泥徹底清除，于是在澆灌第一斗混凝土進行封底施工時，孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的，先灌入的混凝土頂升于孔的上面，這樣就容易出現樁上段強度較低的現象。
　　澆灌混凝土時，若導管插入混凝土之內過深，澆注速度又較快，則容易在孔體深部沉積較多的骨料，加上振搗過程所造成的混凝土的離析，也容易導致樁體上部強度較低的質量問題。
　　（二）影響其他樁身質量的原因分析
　　1、混凝土澆注施工中，若導管插入混凝土內過淺（<1.5m），則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的，而是攤鋪式的，這時，泥漿、泥塊就容易混入混凝土中，進而影響到樁身的質量。除此之外，若設計的樁身直徑過小，則混凝土上翻時就會受到孔壁的限制，從而使樁體產生空洞、蜂窩缺陷。
　　2、鉆孔灌注樁的承載力主要表現為樁周摩阻力，而樁周摩阻力與孔壁形狀和護壁質量密切相關。在施工過程中，孔壁的形狀是由鉆頭旋轉速度、鉆桿下降速度和土質等因素決定的，泥漿性能（包括容重、黏度膠體率、砂率等指標）愈好、高程越高，越能保護好護壁，其樁周摩阻力愈大，但施工難度加大，費用也相應提高。
　　3、在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中，施工環節多，時間長，會在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質量。靜置的時間越長，淤積的淤泥越多。
　　4、混凝土在水下澆灌的過程中，其流動性、初凝時間、黏聚性能會變得更差，若稍有疏忽，很容易產生空洞、蜂窩、離析、夾泥甚至斷樁的質量缺陷。
　　
　　三、成樁質量的控制
　　
　　（一）樁上段強度的保證措施
　　1、依據樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗混凝土的體積，一般可取1.5～2.0m3，也可以按樁身的設計體積的10%加以控制。
　　2、成樁質量與樁身的澆注高度有關，一般控制成樁高度高出設計樁頂標高0.5～1.0m。待鑿去高出部分的混凝土后，剩余部分不應有浮漿和夾泥，混凝土標號應符合設計要求，否則要返工重澆。
　　3、導管插入混凝土內的長度應適宜，一般為2～6m，長樁可相應有所增加。
　　（二）樁身質量的保證措施
　　1、工程施工前，應先做2個以上的試驗鉆孔，通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩定性和孔底沉淤等指標，用以核對所選設備、工藝方法是否符合技術要求。檢測時，孔壁的穩定時間應不小于12h，檢測數目不小于2個。對一些重要工程，可視情況相應增加測徑數量。
　　2、護壁用的泥漿應滿足護壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有條件時，以高于地下水位2m以上更好。若護壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護壁性能差，而且因其容重較大，勢必產生沉淀速度過快的問題。一般來講，當在黏土或亞黏土中成孔時，可注入清水以原土造漿護壁，控制排碴泥漿的相對密度在1.1～1.2之間；當在砂性土質或較厚的夾砂層中成孔時，應控制泥漿的相對密度在1.1～1.3之間。
　　3、吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔，不得有變形損壞。吊放后，先將鋼筋籠在垂直位置上固定好，然后進行第二次清孔，檢測孔底的淤泥厚度，符合規定后，于0.5h之內開始混凝土的灌注施工。
　　（三）混凝土灌注施工的技術要點
　　因為水下混凝土施工的隱蔽性強，很容易產生松散、離析、縮頸等混凝土質量缺陷，因此，必須著重控制水下混凝土的澆注質量，包括選好原材料、做好配合比、改進工機具、嚴格按操作規程施工等方面。
　　1、完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業時間要緊湊，不宜過長；混凝土的漿體濃度要恰當，澆灌量不得低于設計值，不然會降低泥漿的置換率造成夾泥。
　　2、導管口距孔底要保持400mm左右的距離，旋轉時要精確測量，反復校核。當球塞被壓出導管并灌下一定數量的混凝土后，應將導管緩慢下降100～200mm，使灌注初期導管被混凝土埋入的深度盡可能加大，以保證底層的混凝土質量。
　　3、在灌注過程中，要嚴格把握施工進度和時間，經常地略微提升導管，以使混凝土均勻注入。導管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之間且不得小于1m，每間隔15～20min，要對混凝土面和導管沉入深度進行一次測量和校核。
　　4、若施工過程中發生混凝土堵塞導管的現象，一般是由于材料規格或配合比選取不當，或者是因為導管漏水漏漿導致管內混凝土與管壁的摩擦力增大、流動性降低造成的，要分清原因有針對性地加以解決，切不要無控制地靠提管消除堵塞。
　　（四）樁身質量的驗收
　　灌注樁質量的檢驗內容和方法應符合規范的規定，通常檢測承載力采用樁荷試驗或大應變動測法，而檢驗樁身質量一般是通過對鉆芯樣實施超聲波檢測進行檢驗，抽查數量不少于總樁數的10%，若工程需要，還可相應增加檢驗數量直至逐根檢查。
　　鉆孔灌注樁有許多優點，但由于施工環節多，工藝復雜，成樁質量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴重時會導致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質量事故。為了確保成樁質量和樁基工程的安全，必須對鉆孔灌注樁的施工全過程進行嚴格的質量控制和檢測，發現問題及時采取措施予以補救。
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