沖孔灌注樁沖孔工藝及故障處理

廖鐵良

沖孔灌注樁在施工過程中,容易出現的質量問題很多,在沖孔階段樁身偏移及坍孔等時有發生,如果處理措施采取不當,會造成較大的困難和經濟損失。因此,沖孔階段施工應該引起足夠的重視。下面對沖孔過程中應注意的細節和故障處理做了詳細說明,希望給同行人事作參考。

1 沖孔作業

1.1 沖機就位前準備工作

工程部質檢人員和沖機技術員先對鉆機各種性能和泥漿泵等進行全面檢查,并對即將使用的鋼絲繩、沖錘外徑以及錘牙進行檢查,確保設備能正常運作。沖機技術員準備好沖孔用的各種資料,如孔位、護筒頂和樁底設計標高、護筒埋設情況等,并填寫在記錄表格中,根據地質報告和施工圖紙繪制鉆孔樁位地質剖面圖(查地質鉆孔資料),以便在沖孔過程中按不同土層選用適當的沖程,配置相適應的泥漿。

1.2 沖機就位

沖機正確就位后,首先要調整機臺使之水平、穩固。為了準確測定出樁中心,首先在護筒上根據測量定點拉十字線,并作好標記;然后再從沖機頂部滑輪處(加0.5倍鋼絲繩直徑)吊重垂線,移動沖機使之與護筒處十字線重合,滿足施工規范允許的孔位偏差要求。沖機成孔時現場技術人員應經常檢查鋼絲繩在護筒內的位置(特別是進入巖層時),其偏差不符合設計和規范要求時,應及時調整并采取處理措施。

1.3 沖進

當沖機就位并經質檢工程師和監理工程師現場復檢合格后,即進行沖孔。沖孔前先向孔內傾倒一定數量的粘性黃土和水,緩慢開動沖機低沖程沖進,使之形成合格泥漿。再開動泥漿泵,邊加水和黃土,邊沖進,待泥漿形成循環后方可進行正常沖進。在沖孔過程中要密切注意土層變化,以便根據不同土層選擇與之相適應的沖程和進尺速度。對于亞黏土、粉(細)砂土,宜采用低沖程、中等稠度泥漿沖進,其沖程為1 m～2 m,泥漿相對密度為1.2～1.35;對于中粗砂土層宜采用低沖程高稠度泥漿沖進,其沖程為 1 m～2 m,泥漿相對密度為 1.3～1.45,目的是為了保證護壁質量,并充分排渣,以免局部擴孔或坍孔。對于強風化砂巖、弱風化含礫泥質砂巖或弱風化含礫砂巖、微風化含礫砂巖,沖孔時應采用高沖程和優質高稠度泥漿沖進,其沖程為3 m～5 m,泥漿相對密度為1.35～1.45,其目的是為了保證沖進速度并及時排渣。特別是沖進時由軟弱地層(如粉細砂、中粗砂層)進入硬質地層(如強風化砂巖、弱風化含礫泥質砂巖或弱風化含礫砂巖、微風化含礫砂巖)時,應采用低沖程沖進,直到確認進入硬質地層1 m～2 m后,方可進入正常的高沖程沖進,目的是為了防止因地層軟硬不同,而使孔位在此處發生偏移。

沖孔過程中,鉆機技術員要及時做好詳細記錄,繪制不同地層的地質剖面圖。當實際地質與設計圖紙提供的地質相差較大時要及時報告施工技術人員或質檢工程師,再由質檢工程師報告監理工程師,同時進行分組取樣,并詳細做好記錄。

鉆孔過程中,時時維持孔內泥漿頂面高于地表水或地下水面1.5 m以上的水頭,并隨時對泥漿各項指標進行檢查,根據泥漿和地質情況作出相應的調整。確保在鉆進過程中泥漿的各項指標滿足施工技術規范要求,同時做好原始記錄工作。

1.4 終孔

當沖孔至設計標高時應及時通知監理工程師,經監理工程師檢查其樁長和樁端持力層符合設計和規范要求后才可終孔。如因地質條件原因需要改變終孔孔底標高時,必須經監理工程師同意并簽字確認,否則不允許終孔。終孔深度必須用鋼尺對測繩進行校核確定。

1.5 清孔

終孔后應及時快速進行換漿清孔,清孔后泥漿各項指標和樁底沉淀厚度必須滿足施工技術規范和設計圖紙要求。即:泥漿比重1.03～1.1,含砂率小于 2%,粘度 17 s～20 s,膠體率大于98%,樁底沉渣厚度不大于5 cm。

2 常見故障處理

2.1 坍孔

1)發生孔口坍塌時,立即拆除鋼護筒并回填黏土,重新埋設,重新沖孔;2)發生孔內坍塌時,判明坍塌位置,回填片石和黏土混合物到坍塌處以上1 m～2 m,如坍孔嚴重時應全部回填,待回填物沉積密實后再進行沖孔。

2.2 沖孔偏斜

1)在傾斜的軟硬地層交接處沖進時,應小沖程沖進回填片石、卵石沖平,并確認進入硬質地層1 m～2 m再改用正常沖程進行沖進;2)查明孔位傾斜的位置和偏斜情況,在偏斜處吊住沖錘上下掃孔,使孔位變正。傾斜嚴重時應回填片石和黏土到孔位偏斜處以上1 m～2 m,待沉積物密實后再繼續沖進。

2.3 掉錘落物

1)掉錘后應及時摸清情況,若沖錘被沉淀物或坍孔土石埋住,應及時清除孔內沉淀物,使打撈工具能夠接觸沖錘;

2)根據落物不同,采用不同的打撈工具。常用的打撈工具有打撈叉、打撈鉤、打撈活套、偏鉤、打撈鉗。

2.4 卡錘

卡錘后不宜強行提起,可用小沖擊錐沖擊或沖吸的方法將卡住沖錘周圍的沉渣吸出,再慢慢提起。

2.5 鉆孔漏漿處理

若在沖孔過程中發現孔內水頭突然下降,則表明鉆孔漏漿,應及時采取措施進行處理,嚴防坍孔。處理方法如下:先關停泥漿泵,把沖錘提起約1 m～2 m,接著將水泥整袋投進孔底,用沖錘將水泥袋沖散,使孔底形成水泥漿,然后開啟泥漿泵,將鋸沫從泥漿池的泵口打入孔底,因鋸沫為飄浮物與水泥形成水泥球,這樣就能充滿塊石間的空隙,達到堵漏的效果。

若仍無法堵住漏漿,則將沖錘提出孔口,向孔內回填一定數量的片石和黏土,至漏漿處頂部以上3 m～5 m,再進行沖孔。

3 結語

沖孔樁施工是一項復雜的施工技術,而綜上所述是經驗與理論相結合的實例,通過上面的做法不僅使坍孔及偏孔幾率降到最低,而且也保證了樁自身的質量問題及工程的順利進行。

[1] JBJ B94-94,建筑樁基技術規范[S].