鉆孔灌注樁的施工要點、施工控制及事故處理

摘要：鉆孔灌注樁作為一種基礎形式，目前在我國廣泛使用在橋梁、房建中。這種施工方法，可以變水下作業為水上施工，從而大大簡化施工，縮短工期，降低了工程造價，而且所需設備簡單，操作方便。其中，鉆孔灌注樁的水下砼灌注是成樁的關鍵環節。鉆孔灌注樁適用于地下水位較低的和復雜且常需護壁的地質情況。目前，此工藝正日益完善，但往往由于工藝不當，鉆孔偏斜、斷樁、堵管、夾泥、蜂窩、少灌、吊腳樁、樁靴進水進泥、孔壁塌陷等質量問題也時有發生。因此，運用科學，實用的砼灌注工藝以確保工程質量顯得極為重要。

一、原料選擇與下料

砼原料宜選用卵石、石子含泥量小于2％，以提高砼的流動性，防止堵管。一般砼初凝時間僅3-5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為5-7小時，因此應加緩凝劑，使砼初凝時間大干8小時，為了使砼具有良好的保水性和流動性，應按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開動攪拌機并加入30％以上的水，然后與拌合料一起均勻加入60％的水，最后再加入10％的水(如砂，石含水率較大時，可適當控制此部分水量)，最后加水到出料時間控制在60秒內，坍落度應控制在180+20毫米之間，砼灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160-170毫米，以確保樁頂浮漿不過高。氣溫高，成孔深，導管直徑在250毫米之內，取高值，反之取低值。

二、施工工藝流程

鉆孔灌注樁由于使用鉆孔設備不同施工工藝流程也不一樣，現以沖擊鉆或循環鉆機成孔為例來展開討論。其主要施工工藝流程為：平整場地→測定孔位→埋設護筒→鉆機就位→鉆進成孔→提鉆→第一次清孔→檢孔→制作鋼筋籠→吊放鋼筋籠→下導管→第二次清孔→水下混凝土灌注→起拔導管→成樁。

三、選擇打樁順序

打樁順序一般分為：由一側向單一方面打，自中間向兩個方面對稱打，自中間向四周打。打樁順序直接影響打樁速度和樁基質量。因此；應結合地基土壤的擠壓情況，樁距的大小，樁機的性能，工程特點及工期要求，經綜合考慮予以確定，以確保樁基質量。減少樁機的移動和轉向，加快打樁速度，由一側向單一方向打，樁機系單向移動，樁的就位與起吊均很方便，故打樁效率高。但它會使土壤向一作技術檢灌注操作技術分為首批砼灌注與后續砼灌注及后期灌注三個過程。在前一過程中，砼灌注量與泥漿至砼面高度，砼面至孔底高度，泥漿的密度，導管內徑及樁直徑有關。孔徑越大，首批灌注的砼量越多。由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現離析現象，首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現導管中堵滿砼，甚至漏斗內還有部分砼，此時應加大設備的起重能力，以便迅速向漏斗加砼，然后再稍拉導管，若起重能力不足，則應用卷揚機拉緊漏斗晃動，這樣能使砼順利下滑至孔底，下滿后，繼續向漏斗加入砼，進行后續灌注。

三、鉆孔灌注樁易產生的質量問題及處理

1、斷樁

(1)混凝土坍落度太小，骨料粒徑太大，未及時提升導管或導管傾斜，使導管堵塞，形成樁身混凝土中斷。

(2)混凝土供應跟不上，使混凝土澆注中斷時間過長；

(3)提升導管時碰撞鋼筋籠，使孔壁土體混入混凝土中。

(4)導管沒扶正，接頭法蘭掛住鋼筋籠；

(5)異常惡劣天氣原因導致混凝土灌注被迫中斷。

施工控制措施：

(1)嚴格控制商品混凝土的質量，其塌落度及粗骨料粒徑符合設計和規范要求；

(2)拔管時掌握導管埋深，避免導管脫離混凝土面；

(3)當導管堵塞，混凝土尚未初凝時，可吊起一節鋼軌或其它重物在導管內沖擊，把堵塞的混凝土沖開，使混凝土繼續澆注，

(4)如果混凝土發生斷樁，可用比原樁稍小的鉆頭，在原樁位鉆孔，至斷樁部位以下適當深度時，重新清孔，在斷樁部位增加一節鋼筋籠，其下部埋入新鉆孔中，然后繼續澆注混凝土；

(5)如果導管接頭法蘭掛住鋼筋籠，鋼筋籠埋入混凝土又不深，則可提起鋼筋籠，轉動導管，使導管與鋼筋籠脫離；

(6)施工期間密切注意天氣變化情況；

2、縮頸

縮頸的樁又稱瓶頸樁。部分樁徑縮小，截面不符合要求。其原因有：

(1)在含水量大的粘性土中沉管時，土體受強烈擾動和擠壓產生很高的孔隙和壓力。樁管拔出后，這種壓力便作用到新灌注的砼樁上，使樁身發生不同程度的頸縮現象；

(2)拔管過快，砼量少或和易性差，使砼出管時擴散差，

(3)塑性土膨脹；施工控制措施：

(1)施工中應經常測定砼落下情況，出現問題可用復打法處理。

(2)采用優質泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。或在導正器外側焊接一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。如出現縮頸，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

3、吊腳樁

即樁底部分砼隔空或砼中混進泥砂而形成松軟層。原因為樁靴強度不夠，沉管時被破壞變形，水或泥砂進入樁管，或活瓣未及時打開，處理方法：將樁管拔出糾正樁靴或將砂回填成孔后重新澆筑。

4、鉆孔偏斜

造成鉆孔偏斜的原因有：

(1)鉆孔中遇有較大孤石或探頭石；

(2)在有傾斜度的軟硬地層交界處，巖面傾斜處鉆進，或在粒徑大小懸殊的卵石層中鉆進，鉆頭受力不均；

(3)擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方；

(4)鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷；

(5)鉆桿彎曲，接頭不正；

施工控制措施；

(1)安裝鉆機時要使轉盤，底座水平，起重滑輪輪軸，固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上。并經常檢查校正。

(2)由于主動鉆桿較長，轉動時上部擺動過大，必須在鉆架上增設導向架，控制鉆桿上的提引水籠頭，使其沿導向架向中鉆進。

(3)鉆桿、接頭應逐個檢查，及時調正。主動鉆桿彎曲，要用千斤頂及進調直。

(4)在有傾斜的軟硬地層中鉆進時，應吊著鉆桿控制進尺，低速鉆進。或回填片石、卵石沖平后再鉆。

(5)偏斜嚴重時應回填砂粘土到偏斜處，待沉積密實后再繼續鉆進，也可以在開始偏斜處設置少量炸藥(少于1kg)爆破，然后用砂石和砂礫石回填到該位置以上1m左右，重新沖鉆。

5、樁靴進水進泥

常發生在地下水位高或飽和和淤泥或粉砂土層中。原因為樁靴活瓣閉合不嚴，預制樁靴被打壞或活瓣變形。處理方法：拔出樁管消除泥砂，整修樁靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高時，可待樁管沉至地下水位時，先灌入0.5米厚的水泥砂漿作封底，再灌1米高砼增壓，然后再繼續沉管。

6、孔壁塌陷

造成孔壁塌陷的原因有：

(1)土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高；

(2)鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷；