關于水下灌注樁基常見問題及處理

摘要：橋梁樁基和高層建筑施工經過多年的經驗積累和總結，取得了較大的成功，為樁基建設的進步和發展開辟了廣闊的前景。但由于樁基礎是在水下、地面以下施工，受其影響在施工過程在紅不為人預知的事故還是常有發生，采取相應的措施，盡可能避免事故擴大或把損失控制在最小限度是人們一直在努力探索和要進行的工作。

關鍵詞：水下施工 鉆孔灌注樁 施工技術

0 引言

鉆孔灌注樁在各類土木工程中廣泛應用，具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優點。目前在國內公路橋梁基礎工程領域中鉆孔灌注樁基礎已占據了重要地位，但灌注樁地下施工不可預計因素多，工程質量較難控制，樁基施工既有機械操作，又有鋼筋加工、混凝土拌制和灌注等多種工作，工序種類繁多，影響因素多，水下混凝土施工要求嚴格，稍有不慎，就可能出現孔底沉泥、縮頸、夾渣、斷樁等，可能造成質量事故，因此，施工中必須嚴格監管質量。

1 施工中經常出現的問題

1.1 成孔偏斜 原因：①施工場地不平整，不堅實，在支架上鉆孔時，支架的承載力不足，發生不均勻沉降，導致鉆桿不垂直。②鉆機部件磨損，接頭松動，鉆桿彎曲。③鉆頭晃動偏離軸線，擴孔較大。④遇有地下障礙物，把鉆頭擠向一側。

1.2 縮孔（孔徑小于設計孔徑) 原因：①軟土層受地下水位影響和周邊車輛振動。②塑性土膨脹，造成縮孔。③鉆錘磨損過甚，焊補不及時。

1.3 鋼筋籠上浮 原因：①砼在進入鋼筋籠底部時澆筑速度太快。②鋼筋籠未采取固定措施。

1.4 斷樁 原因：①砼塌落度太小，骨料太大，運輸距離過長，砼和易性差，致使導管堵塞，疏通堵管再澆筑砼時，中間就會形成夾泥層。②計算導管埋深時出錯，或盲目提升導管，使導管脫離砼面，再澆筑砼時，中間出現夾泥層。③鋼筋籠將導管卡住，強力拔管時，使泥漿進入砼中。④灌注時間過長，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管與導管拔不上來，引發斷樁事故。⑤導管接頭處滲漏，泥漿進入管內，混入砼中。⑥砼供應中斷，不能連續澆筑，中斷時間長，造成堵管事故。

2 鉆孔過程中出現的施工質量問題及防治措施

2.1 護筒冒水 護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉，護筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，甚至無法施工。造成原因：埋設護筒的周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞。防治措施：在埋筒時，坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層夯實。在護筒的適當高度開孔，使護筒內保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時，應防止碰撞護筒。發現護筒冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時，則應重新安裝護筒。

2.2 導管接送嚴重漏水，造成斷樁。發生這種故障的后果非常嚴重，進水，使混凝土形成松散層次或囊體，出現浮漿夾層造成斷樁，嚴重影響混凝土質量，導致廢樁重做。

2.3 縮頸 縮頸即孔徑小于設計孔徑。造成原因：塑性土膨脹。防治措施：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。

2.4 樁底沉渣量過多 造成原因：清孔不干凈或未進行二次清孔；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，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。防治措施：成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進行置換。鋼筋籠吊放時，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接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，則應利用導管進行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為30-40mm，應有足夠的混凝土儲備量，使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，達到清除孔底沉渣的目的。

3 樁基礎水下混凝土施工中的質量控制措施及方法

3.1 為防止導管接頭與導管漏水，施工中我們通過嚴格的事前、事中、事后控制，保證導管制作及具備以下條件：①足夠的抗拉強度，能承受其自重和盛滿混凝土的重量。②各節的安裝接頭所用的膠熱及法蘭的對接位置，預先試拼并作好標記，按插導管時須按試拼時的狀態對號攔裝，所有的法蘭盤接頭均須墊入5-7毫米厚的橡膠墊圈，安放時須對正放平，擰緊螺栓，嚴防漏水。③內徑應一致，其誤差應小于±2毫米，內壁須光滑無阻，組拼后須用球塞、檢查錘作通過試驗。④最下端一節導管長度要長一些，一般為4米，其底端不得帶法蘭盤，以便在混凝土內。每節導管的長度要整齊統一，便于丈量長度，并作出標記和記錄。⑤導管使用前做好水密性試驗。導管不要埋入混凝土過深，嚴格控制混凝土配合比、和易性等技術指標。

3.2 為預防孔壁坍塌，我們采用了維持護筒水位簡外水位高出1.3-1.4米，操作中避免碰撞孔壁，并隨時注意控制泥漿的和比重。

3.3 斷樁 混凝土凝固后不連續，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。造成原因：由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；受地下水活動的影響或導管密封不良，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現混凝土不凝體；由于在澆注混凝土時，導管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現象；澆注混凝土時，沒有從導管內灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現疏松、空洞的現象。防治措施：成孔后，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時間應根據孔內沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應根據首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據導管內外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

3.4 為保證施工質量，水下混凝土的配合比選用要比設計強度高20％左右，坍塌度宜采用18-22厘米。

3.5 混凝土自攔合機出料至砍球開寒時間不宜超過30分鐘，施工中間每間斷30分鐘后，要上下串一上導管，防止混凝土失去流動性，提升導管困難，增加發生事故的可能性。在施工過程中，中途中斷澆注時間不宜走過30分鐘，整個樁的澆注霎時間不宜過長，盡量在8小時內完畢。