鉆孔灌注樁常見施工故障處理經驗談

【摘要】鉆孔灌注樁工藝日趨完善，但往往由于施工工藝不當或施工時不規范，致使質量問題時有發生。本人經參加望江縣日新橋工程建設施工，積累了一些鉆孔灌注樁基施工經驗，本文就鉆孔灌注樁在鉆孔過程與混凝土施工過程中易出現的故障與質量問題及其處理與預防措施進行了探討，以供同行參考。

【關鍵詞】鉆孔 安置鋼筋籠 故障處理

一、前言

望江縣日新橋工程位于望江縣漳湖鎮。該橋為三跨平板橋，基礎處理采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，設計樁身直徑為900mm，樁身混凝土強度等級為C25，樁長約25.3m~32.0m。

二、鉆孔過程中易出現的故障及處理措施

1、鉆孔偏斜

這是在施工中最為常見的一種，偏斜原因有好幾種：

（1）樁架不穩，鉆桿導架不垂直，鉆機磨耗，部件松動。故此在開鉆前一定要檢查鉆機的穩定性與垂直度，在鉆進過程中要隨時復核，如有偏差及時處理。

（2）土層硬度不均，致使鉆頭受力不均。在地層分層處要注意控制鉆速，不要過快，同時要采用減壓鉆進。

（3）鉆進時遇有較大孤石、探頭石。此時宜用鉆機鉆透。用沖孔機時，用低速將石打碎；有傾斜基巖時，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再鉆。

（4）擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方。在容易擴孔處低速減壓鉆進。

（5）鉆孔彎曲，接頭不正。

為了防止出現成孔偏斜，可在施工中采用加扶正圈導正，全孔減壓鉆進的防斜措施。扶正圈直徑比設計樁徑小200mm，扶正圈的位置放在離鉆頭5~6m處，必要時可每鉆進20~30m加一扶正圈，以加強鉆具的導向性。

2、塌孔

其表征是孔內水位突然上升又下降，孔口冒細密的水泡，出渣量明顯增加而不見進尺，鉆機負荷顯著增加。

塌孔原因主要有：

（1）護筒埋置過淺，周圍封填不密，漏水；

（2）操作不當，如提升鉆頭，沖擊錐（抓）或掏渣傾倒，或放鋼筋骨架時碰撞孔壁；

（3）泥漿稠度小，起不到護壁作用；

（4）泥漿水位高度不夠，對孔壁壓力小；

（5）向孔內加水時流速過大，直接沖刷孔壁；

（6）在松軟砂層中鉆進時進尺過快。

預防措施：汛期或朝汐地區水位變化過大時，采取升高護筒增加水頭或用虹吸管等措施保持水頭相對穩定；提升鉆頭，下放鋼筋骨架時應保持垂直，不要碰撞孔壁。

處理措施：事故發生后應查明塌孔位置后進行處理。塌孔位置不深時，可采取鉆深埋護筒，穿過塌孔處。塌孔位置深時，塌孔不嚴重，可回填到塌孔位置以下，并采取改善泥漿性能、加高水頭措施，繼續鉆進。塌孔嚴重時，應立即將鉆孔用砂類土或礫石土回填，無此類土時可采用粘質土并摻入5%~8%的水泥砂漿，觀察數日后重新開鉆。

3、擴孔與縮徑

擴孔多系孔壁小塌孔或鉆錐擺動過大，應針對原因采取措施。縮徑常因地層中含有遇水能膨脹的軟塑料土或泥質葉巖造成；鉆錐磨損過甚也可造成孔徑偏小。前者應采取失水率較小的優質泥漿護壁，后者應及時焊補鉆錐。縮徑已發生后，可采取鉆錐上下反復掃孔，擴大孔徑。

4、漏漿

鉆孔施工時，密切注意泥漿面的變化，一但發現有漏漿現象，分不同情況及時采取控制措施。

（1）增大泥漿比重和粘度，停止除砂，停鉆進行泥漿循環，補漿保證漿面高度，觀察漿面不在下降時方可鉆進。

（2）如果漏漿得不到控制，則需在漿液里加鋸末，經過循環堵塞孔隙，使滲、漏漿得以控制。

（3）如果在鋼護筒底口漏漿，在采用上述措施得不到控制后，將鋼護筒接長跟進。

（4）在采用上述措施后，若漏漿得不到控制，要停機提鉆，填充粘土，放置一段時間后，再進行施鉆。

5、糊鉆

在正循環回轉鉆進時，遇軟塑粘質土層，泥漿相對密度和粘度過大，進尺快，粘渣量大，鉆桿內徑過小，出漿口堵塞而造成。此時應改善泥漿性能，對鉆桿內徑鉆渣出口和排渣設備的尺寸進行計算。并適當控制進尺。若已嚴重糊鉆時，應停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。

三、混凝土灌注中故障處理

1、導管進水及堵塞

第一批混凝土拌和物下落后，導管進水時，應將已灌注的拌和物用吸泥機（可用導管作吸泥管）全部吸出，針對進水的原因，改進操作工藝或增加首批拌和物儲量，重新灌注。在導管提升且底口超出已灌注拌和物時導管進水，可依次將導管拔出，用吸泥機或潛水泥漿泵將原混凝土拌和物表面的沉渣全部吸出，將裝有底塞的導管重插入原混凝土表面下2．5m深處，然后在無水導管中繼續灌注，將導管提升0.5m，繼續灌注混凝土即可沖開導管底塞流出。

導管堵塞多因隔水硬球不符合要求被卡住而產生。可采用長桿沖搗，或用附著于導管外側的振動器振動導管，或提升導管迅速下落振沖，或用鉆桿上加配重沖擊導管內混凝土。若上述方法無效，應提出導管，取出障礙物，重新改用其它隔水設施灌注。還有一種為氣堵，當混凝土滿管下落時，導管內混凝土（或泥漿）面至導管口的空氣被壓縮，當導管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態時就出現氣堵現象。解決氣堵現象的措施為首批混凝土澆注時，在泥漿面以上的導管中間要開孔排氣，當首批混凝土滿管下落時，空氣能從孔口排掉。

2、灌注塌孔

大的塌孔表征與鉆孔期間相似，可用探測錘探測，如達不到混凝土表面高程時即可證實發生塌孔。

產生的原因有：

（1）護筒底腳漏漿；

（2）潮汐區未保持所需水頭；

（3）地下壓超過原承壓力；

（4）孔內泥漿相對密度與黏度過底；

（5）孔口周圍堆放重物或機械振動。

處理措施：如塌孔數量不大，采取措施后可用吸泥機吸出混凝土表面的泥土，如不繼續塌孔，可恢復正常灌注。如塌孔仍不停止，而且在擴大趨勢，應將導管與鋼筋骨架拔出，將孔內用黏土或滲入5％~8％的水泥填滿。待數日后孔位周圍地層已穩定后現施工。

3、鋼筋骨架上升

除去一般被掛上升的原因外，主要是由于混凝土沖出導管底口后向上的頂托力造成的。為防止鋼筋骨架上浮，當灌注的混凝土頂面跟鋼筋骨架底部1m左右時，降低混凝土的灌注速度。當混凝土上升到骨架底口4m以上時，提升導管，使其底口高于骨架底口2m以上，即可恢復正常的灌注速度。輔助方法是將鋼筋骨架頂端焊固在護筒上，或將鋼筋骨架中的4根主筋伸長到樁孔底。當設計許可時，骨架下端2m范圍內箍筋內距布置大些。還有一種原因就是最初澆注的混凝土開始初凝，與鋼筋的裹握力增大，新澆注的混凝土上升的頂力頂升最初混凝土時帶動鋼筋骨架一起上升。

4、埋管

灌注過程中導管提升不動，或灌注完畢后導管拔不出來，統稱埋管。常因導管埋置過深所致，若已成埋管故障，宜插入一直徑稍小的護筒至已灌注混凝土中，用吸泥機吸出混凝土表面上泥渣，派潛水工下至混凝土面在水下將導管齊混凝土面切斷。拔出安全護筒，重新下導管灌注，灌注完成上下斷層間予以補強。

若樁徑過小，潛水工無法下去工作時，可在吸出混凝土表面上泥渣后，采用輸送管直徑100~150㎜且水下連接一段鋼管的混凝土泵，泵送余下的混凝土。

5、夾層斷樁

多為以上多種事故發生的結果。有些是在灌注完成后，鉆取樁身混凝土上巖芯或無破損檢測時發生混凝土中夾有泥砂的情況，稱為夾層斷樁事故。多因首批混凝土隔離層上升已近初凝，流動性降低，在導管埋深較小時，續灌混凝土拌和物頂破隔離層上升，將原灌注混凝土表面的沉淀土覆蓋在混凝土拌和物下造成的。還有一種原因就是泥漿過稠，增加澆注砼的阻力（如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊），在施工中發生導管堵塞，流動不暢等現象，有時甚至灌滿導管還是不行，最后只好提出導管上下振擊，由于導管內儲存大量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層。還有一種可能就是導管埋得太深，提出時底部已接近初凝，導管拔出后砼不能及時沖填，造成泥漿填入。

6、混凝土嚴重離析

多由導管漏水引起水滲，地下水滲流造成。

灌注前應嚴格檢驗道觀的水密性，在承壓地下水區應測驗地下水的壓力高度和滲流速度，當其速度超過12m/min，應注意在此區進行鉆孔灌注的施工措施。

四、灌注樁的補強方法

1、先鉆兩小孔，分別作壓漿和出漿用。深度應達到補強處1m以下。

2、用高壓水泵向孔內壓入清水，使夾層泥渣從出漿孔沖洗出來。

3、用壓漿泵先壓入水灰比為0.8的純水泥漿，進漿口應用麻絮填堵在鐵管周圍，待孔內有清水從另一孔全部壓出來之后，再水灰比為0.5的濃水泥漿壓入。

4、濃漿壓入時應使其充分擴散，當濃漿從出漿口冒出時停止壓降，用碎石將出漿口封填，并以麻袋堵實。

5、最后再用水灰比0.4的水泥漿壓入，壓力增大到0.7~0.8MPa時關閉進漿閥，穩壓壓漿20~25min。

五、結語

鉆孔灌注樁是樁基礎施工中最常的施工工藝，也是結構物中最重要的組成部分，它的施工直接影響到整個工程的工期與成本。由于樁的施工有高度的隱蔽性，而影響樁基工程的因素又多，特別是鉆孔樁的施工質量具有很多的不確定因素，故在施工過程中容易出現施工故障與質量隱患，樁基的工程質量問題將直接危及主體結構的正常使用與安全。因此，加強基樁施工過程中的質量控制，對確保整個工程的質量與安全具有重要意義。

（作者單位：望江縣水利局）