后壓漿鉆孔灌注樁常見質量問題的分析與防治

張 杰

摘要:近年來我國高層建筑市場發展迅猛,對樁基礎的承載力提出了更高的要求。后壓漿鉆孔灌注樁技術以其施工工藝簡單、承載力提高明顯等優點受到了廣泛應用。對后壓漿鉆孔灌注樁施工過程中常見的質量問題進行初步分析,并提出防治辦法。

關鍵詞:后壓漿鉆孔灌注樁;常見質量問題;防治

后壓漿鉆孔灌注樁技術工藝原理在于樁砼達到預定強度后用注漿泵將水泥漿通過預置于樁鋼筋籠上的管路壓入樁周或樁端土層中,使樁土界面的幾何和力學條件得以改善,并對樁底沉渣、施工樁孔時樁端受到擾動的持力層得到有效的加固或壓密,進而提高樁的承載力。

1 鉆進時的坍孔問題

1.1 成因

在鉆孔過程中,如果孔內水位突然下降,孔囗涌出細密水泡,就表示已坍孔。此時出渣量顯著増加而不見鉆頭進尺,鉆機負荷顯著增加,泥漿泵壓力突然上升,造成憋泵。-旦坍孔,鉆孔便無法正長進行,易造成掉鉆、埋鉆事故。

1.2 防治措施

在松散粉土或流砂中鉆孔時,應選用比重較大粘度的泥漿。并放慢進尺速度,也可投入粘土摻片石或卵石,低錘沖擊,將粘土膏、片石卵石擠入孔壁穩定孔壁。

根據不同地質條件調整泥漿比重,確保泥漿具有足夠的稠度確保孔內外水位差,維護孔壁穩定。泥漿的比重控制在1.25-1.30左右,數量不少于樁孔體積的2倍。實踐證明高質充足的泥漿是確保鉆孔灌注樁施工質量的關鍵之一。

發生孔囗坍塌時,可立即拆除護筒并回填夯實,待回填土密實后再行施工,坍孔部位不深時,可用深埋護筒法,將護筒周圍土夯實填密實重新鉆孔。

發生孔內坍塌時,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂礫或黃土)混合物到坍孔處以上1-2m。如坍孔嚴重時應全部回填,待回填物沉積密實后再進行鉆進。

2 鉆孔偏斜

2.1 成因

鉆孔偏斜易造成鋼筋籠吊入困難,或導致樁承載力小于設計要求。造成氣鉆孔偏斜的原因大致有五個方面:鉆孔中遇有較大孤石或探頭石;在有傾斜度的軟硬地層交界處,巖面傾斜處氣鉆進,或在粒徑大小懸殊的卵石層中鉆進,鉆頭受力不均;擴孔較大處,氣鉆頭擺動偏向一方;鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷;鉆桿彎曲,接頭不正。

2.2 防治措施

安裝鉆機時要保證底座水平,起重滑輪輪軸、鉆桿和護筒中心三者在一條豎直線上。并經常檢查校正。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,控制擺動幅度。鉆桿、接頭應逐個檢查,及時調整。鉆桿彎曲要用千斤頂及時調直。在軟硬地層交界處鉆進時,應懸吊鉆桿控制進尺,低速慢鉆。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。

3 縮徑

3.1 成因

縮徑易導致鋼筋籠砼保護層過小及降低樁承載力等質量問題。產生縮徑主要原因有: 鉆具焊補不及時,鉆齒嚴重磨損,鉆成孔徑往往比設計樁徑稍小;鉆進地層中有軟塑土,遇土膨脹后使孔徑縮小。

3.2 防治措施

經常檢查鉆具尺寸,及時補焊或更換鉆齒。加快成孔速度,快速通過縮徑區。在成孔一段時間,孔壁形成泥皮,孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹,如出現縮徑,采用上下反復掃孔的辦法,以擴大孔徑。

4 掉鉆、卡氣鉆和埋氣鉆

4.1 成因

鉆孔時鉆頭過快導致塌孔或孔內有探頭石等均能發生卡鉆。傾斜長護筒下端被鉆頭撞擊變形及傾斜,也能發生卡鉆。卡鉆時強提、強扭,使鉆桿、鋼絲繩斷裂;鉆桿接頭不良、滑絲;電機接線錯誤,使不能反轉的鉆桿松脫,鉆桿、鋼絲繩、聯結裝置磨損,未及時更換等均造成掉鉆事故。

4.2 防治措施

經常檢查轉向裝置,保證靈活,經常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯結裝置的磨損情況,及時更換磨損件,防止掉鉆。對于卡鉆,不宜強提,只宜輕提鉆頭。如輕提不動時,可用小沖擊鉆沖擊,或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動后提出。對于掉鉆,宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆,應使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥砂,提出鉆頭。

5 護筒冒水、鉆孔漏漿

5.1 成因

護筒外壁冒水,護筒刃腳或鉆壁向孔外漏泥漿的現象稱為護筒冒水、鉆孔漏漿。一旦漏漿,護筒內承壓水頭高并得不到保障,易引發坍孔,也會造成護筒傾斜、位移及周圍地面下沉。產生上述現象的原因有:擴筒埋設太淺,周圍填土不密實,或護筒的接縫不嚴密,在護筒刃腳或其接縫處產生漏水;鉆頭起落時,碰撞護筒,造成漏水;鉆孔中遇有透水性強或地下水流動的地層;護筒內水位過高。

5.2 防治措施

埋設護筒時,護筒四周土要分層夯實,宜選擇含水量適當的粘土。外護筒一般采用鋼制護筒,內徑大于樁徑50cm為宜,埋設深度根據地質條件進行調整,但不宜小于1.5m,其主要作用是固定樁位,控制孔口有一定的水頭,防止孔口塌陷。

適當降低護筒內的水頭,水頭過高易從護筒底腳處產生空孔現象,水頭過低又會減弱井孔的水壓外滲護壁作用,甚至產生“反滲”現象。如護筒嚴重下沉、位移,則應返工重埋護筒。鉆孔孔壁漏水,可倒入粘土或填入片石、碎卵石土,以增強護壁。

6 底沉渣量過大

6.1 成因

檢查不夠認真,清孔不干凈或沒有進行二次清孔。

6.2 防治措施

認真檢查,采用正確的測繩與測錘。一次清孔后,不符合要求,要采取措施;如改善泥漿性能,延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規范要求,應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行,準備一個孔接頭,一頭可接導管,一頭可接膠管,在導管下完后,提離孔底0.4m,在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點:及時有效保證樁底干凈。

7 鋼筋籠上浮

7.1 成因

由于砼灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時,其上層砼因澆注時間較長,已近初凝,表面形成硬殼,砼與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時導管底端未及時提到鋼筋底部以上,混凝土在導管流出扣將以一定的速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。

7.2 防治措施

灌注砼過程中,應隨時掌握砼澆注標高及導管埋深,當砼埋過鋼筋籠底端2~3m時,應及時將導管堤至鋼筋籠底端以上。

當發現鋼筋籠開始上浮時,應立即停止澆注,并準確計算導管埋深和已澆砼標高,提升導管后再進行澆注,上浮現象即可清除。

8 斷樁與夾泥

8.1 成因

泥漿過稠,增加了澆注砼的阻力,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,因此,在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象,最后只好懸提導管上下振擊,由于導管內儲存大量砼,一旦流出其勢甚猛,即沖破泥漿最薄弱處急速擴散,并將泥漿夾裹于樁內,造成夾泥層。

灌注砼過程中,因導管漏水或導管堤漏也是造成夾泥層和斷樁的原因。導管提漏有兩種原因:當導管堵塞時,一般采用上下振擊法,使混凝土強行流出,但如此時導管埋深很少,極易提漏;因泥漿過稠,如果估算或測砼面難,在測量導管埋深時,對砼澆卂注高度判斷錯誤,而在卸管時多堤,使導管堤離砼面,也就產生堤漏,引起斷樁。

8.2 防治方法

認真做好清孔,防止孔壁坍塌。盡可能提高混凝土澆注速度:開始澆砼時盡量積累大量砼,產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力;快速連續澆注,使砼和泥漿一直保持流動狀態,可防導管堵塞。提升導管要準確可靠,灌注砼過程中隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規程。灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷,發現問題及時更換。