鉆孔樁缺陷分析及處理措施

張宗輝

鉆孔樁基礎(chǔ)施工簡(jiǎn)便、操作易掌握、設(shè)備投入一般不是很大，因而，無(wú)論在鐵路、公路、水利、水電等大型基礎(chǔ)建設(shè)中，還是在各類(lèi)房屋及民用建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用。因受地質(zhì)情況、人為操作等因素影響，導(dǎo)致鉆孔樁存在諸多缺陷。

1 鉆孔樁缺陷分析及處理措施

1.1 柱樁支承在強(qiáng)風(fēng)化層上

柱樁支承在下伏強(qiáng)風(fēng)化巖層上，其原因有兩個(gè)方面:1)地質(zhì)勘探資料不夠詳細(xì)，或是樁基處巖層傾角較大，雖然樁基鉆深已達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，但并未進(jìn)入弱風(fēng)化層;2)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)巖層的鑒別和把握缺乏經(jīng)驗(yàn)，難以進(jìn)行有效控制。

柱樁支承在強(qiáng)風(fēng)化層上的處理方法:1)原位復(fù)樁，即將缺陷樁徹底清理后，在原位重新澆筑一根新樁。此種方法效果好，難度大，周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，可根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。2)補(bǔ)樁，即在缺陷樁附近增加新的鉆孔樁，以保證結(jié)構(gòu)的受力狀況。補(bǔ)樁方案由設(shè)計(jì)院計(jì)算并經(jīng)業(yè)主同意后實(shí)施。

針對(duì)地質(zhì)情況復(fù)雜的狀況，應(yīng)對(duì)樁基渣樣進(jìn)行仔細(xì)分析、準(zhǔn)確判斷，避免因判斷錯(cuò)誤而提前終孔，無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確判斷時(shí)，可采取孔底取芯的方法進(jìn)行驗(yàn)證。

1.2 斷樁

斷樁是嚴(yán)重的質(zhì)量事故。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾方面:1)堵管。混凝土和易性差、坍落度過(guò)大或過(guò)小、混凝土中含有大塊骨料或受潮凝固的水泥塊，都可能造成導(dǎo)管堵塞;另外，導(dǎo)管漏水也會(huì)導(dǎo)致粗骨料相互擠壓堵管，從而造成斷樁。嚴(yán)格控制混凝土配合比、棄用不合格的混凝土、縮短灌注時(shí)間、保證導(dǎo)管具有良好的水密性能是減少和避免此類(lèi)樁的重要措施。2)導(dǎo)管埋置深度過(guò)大或過(guò)小。導(dǎo)管埋深過(guò)大以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，如果現(xiàn)場(chǎng)起重能力不足就會(huì)使導(dǎo)管無(wú)法起升而產(chǎn)生斷樁。導(dǎo)管埋深過(guò)小，容易出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。因此，必須用測(cè)深錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證導(dǎo)管埋深在規(guī)范允許的合理范圍內(nèi)。3)另外，因工地地質(zhì)情況較差，或泥漿指標(biāo)不合規(guī)范要求，或護(hù)筒內(nèi)外水頭差異較小，在灌注混凝土過(guò)程中，井壁坍塌或出現(xiàn)流砂等造成類(lèi)泥砂性斷樁。機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行等因素都可能造成斷樁。

處理斷樁的幾種方法:1)接樁。即將缺陷位置及其以上的混凝土和淤泥清除掉，將混凝土面清洗、鑿毛，然后灌混凝土。在鑿除樁身混凝土過(guò)程中，每2 m設(shè)置一道十字內(nèi)撐加強(qiáng)護(hù)筒，以保護(hù)施工作業(yè)人員的人身安全。2)原位復(fù)樁。此法適用于缺陷段樁身不在施工護(hù)筒范圍內(nèi)，處理方法同柱樁支撐在強(qiáng)風(fēng)化層上的原位復(fù)樁處理方法相同，即直接用沖擊錘對(duì)已澆成的壞樁進(jìn)行沖擊二次成孔，重新灌注樁身混凝土。3)樁芯鑿井法。即邊降水邊采用風(fēng)鎬在缺陷樁中心鑿一直徑80 cm左右的井，深度超過(guò)缺陷部位，然后封閉清洗泥砂，放置鋼筋籠，用挖孔樁施工方法澆筑膨脹混凝土。此法適用于處理位于岸上的缺陷樁，要求投入降水設(shè)備，樁身缺陷位置不能太深，否則操作難度較大。

1.3 斜孔

斜孔的產(chǎn)生存在兩種情況:對(duì)于旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，是由于支撐不好，導(dǎo)致鉆機(jī)整體或鉆頭在鉆孔過(guò)程中發(fā)生偏斜;對(duì)于沖擊鉆機(jī)，是由于地質(zhì)構(gòu)造不均勻，強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化、弱風(fēng)化巖層交界層，夾層較多，巖面傾斜是造成斜孔的主要原因。

斜孔的處理措施:1)因鉆機(jī)傾斜造成的應(yīng)先移開(kāi)鉆機(jī)，檢查鉆孔壁情況，如果鉆孔壁比較穩(wěn)定，則應(yīng)加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積，而后重新安裝鉆機(jī)恢復(fù)施工;鉆孔壁隨時(shí)有坍塌可能的，應(yīng)將鉆孔回填至原地面，待地層靜置穩(wěn)定后重新開(kāi)始鉆孔。2)地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的斜孔，應(yīng)分析清楚巖層走向，而后采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧蠈@孔回填至計(jì)算確定的高程處，靜置一段時(shí)間后恢復(fù)施工。穿過(guò)花崗巖層過(guò)程中，應(yīng)采用自重較大的復(fù)合式牙輪鉆、沖擊鉆，以慢速鉆孔。

1.4 樁底沉渣超標(biāo)

產(chǎn)生樁底沉渣超標(biāo)主要由泥漿質(zhì)量差、清孔設(shè)備落后和施工不連貫等原因造成。如果在鉆孔過(guò)程中不重視對(duì)泥漿的調(diào)配、不使用泥漿分離器等進(jìn)行行之有效的清孔方法，以及二次清孔后與混凝土灌注時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)，都極易造成樁底沉渣。

樁底沉渣超標(biāo)的處治方法:1)在混凝土灌注前配制優(yōu)質(zhì)泥漿，對(duì)樁底沉渣進(jìn)行二次清孔，待沉渣厚度小于規(guī)范要求時(shí)，盡快安排混凝土灌注工作;2)混凝土灌注完成后，采用高壓旋噴清水切割、氣舉清渣、反向注漿方法進(jìn)行缺陷修補(bǔ)，即利用高壓噴頭噴出的高速水流對(duì)樁底沉渣進(jìn)行清洗，將沉渣等粘結(jié)強(qiáng)度低的物質(zhì)與粘結(jié)較好的樁基混凝土剝離開(kāi)，再采用氣舉水流將與樁身混凝土剝離開(kāi)的沉渣等物質(zhì)帶出孔外，使缺陷部位周?chē)际钦辰Y(jié)較好的混凝土或基巖，然后采用反向灌漿方法將微膨脹水泥漿注入缺陷位置，使其密實(shí)。

1.5 折孔

一般情況下鉆孔樁發(fā)生折孔的情況不多，多由鋼護(hù)筒傾斜引起。

折孔的處理措施:一般情況下，折孔過(guò)大時(shí)會(huì)導(dǎo)致鋼筋籠無(wú)法順利下放，此時(shí)應(yīng)停止鋼筋籠下放工作，回填已成孔并拔出鋼護(hù)筒，重新插打。保證鋼護(hù)筒插打時(shí)的豎起度符合規(guī)范和工藝要求是避免折孔的重要措施。

1.6 縮孔

縮孔現(xiàn)象的產(chǎn)生存在兩種情況:1)由于巖層較堅(jiān)硬，鉆進(jìn)過(guò)程中鉆錘磨損嚴(yán)重，并且鉆錘磨損或焊補(bǔ)不及時(shí)，導(dǎo)致縮孔;2)飽和性黏土、淤泥質(zhì)黏土，特別是 IL＞1.0處于流塑狀態(tài)的土層中出現(xiàn)特有的現(xiàn)象，其原因是此類(lèi)地層含水高、塑性大，鉆頭經(jīng)過(guò)后鉆孔壁回縮，從而導(dǎo)致鉆孔的直徑小于設(shè)計(jì)的樁徑。

縮孔情況應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)及早解決，根據(jù)兩種成因，縮孔的處理措施如下:1)鉆孔樁位于堅(jiān)硬巖層，為使樁錘有效工作和防止縮孔，鉆錘每1 d～2 d就要進(jìn)行一次檢查和補(bǔ)焊，并適當(dāng)擴(kuò)大鉆錘的直徑。對(duì)已發(fā)生的縮孔現(xiàn)象，需回填片石至設(shè)計(jì)孔徑處，補(bǔ)焊樁錘，重新沖孔。2)鉆孔樁因孔壁回縮造成的縮孔現(xiàn)象，應(yīng)采取塊、卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理;或者采用在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清理的辦法。

1.7 樁芯局部裹泥或砂、樁體混凝土不連續(xù)

成孔后澆筑水下混凝土?xí)r發(fā)生局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導(dǎo)致鉆孔樁混凝土不連續(xù)，造成樁身局部裹泥或夾砂。

樁芯局部裹泥或砂、樁體混凝土不連續(xù)的處理措施:為保證樁的整體性和完整性，采用鉆小孔至該樁缺陷位置并利用高壓旋噴清水切割、壓漿工藝進(jìn)行處理。

2 鉆孔樁發(fā)展展望

隨著施工工藝的更新，相繼出現(xiàn)了鉆孔后灌漿樁、鉆孔擴(kuò)底樁等新工藝、新技術(shù)，為鉆孔樁基礎(chǔ)的應(yīng)用拓展了更廣闊的空間。

3 結(jié)語(yǔ)

鉆孔澆筑樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，對(duì)其質(zhì)量的控制應(yīng)注重預(yù)防為主。在施工前做好充分準(zhǔn)備工作，根據(jù)橋址區(qū)的實(shí)際情況，制定相應(yīng)的詳細(xì)的施工工藝和防范措施，施工時(shí)要突出一個(gè)嚴(yán)字，從嚴(yán)把關(guān)，為優(yōu)良工程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文著重介紹了鉆孔灌注樁的缺陷處理措施，并對(duì)其缺陷的形成原因進(jìn)行詳細(xì)分析，將幾種較成功的處理方法作了具體介紹，為今后同類(lèi)工程的鉆孔灌注樁施工及缺陷處治提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

[1] 張廣添.淺談鉆孔樁施工質(zhì)量控制[J].山西建筑，2009，35(21):221-223.