淺談鉆孔灌注樁的施工管理

劉榮海

在高速公路迅猛發(fā)展的今天,鉆孔灌注樁是公路橋梁建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),如何保證施工質(zhì)量,避免事故的發(fā)生已經(jīng)成為了廣大橋梁建設(shè)者應(yīng)該時(shí)刻考慮的問題。在施工過程中,由于地質(zhì)水文資料與實(shí)地施工時(shí)的地質(zhì)情況有一定出入,造成了施工時(shí)的諸多不便;施工方法和操作過程的監(jiān)控不夠縝密也是工程中產(chǎn)生各種問題的主觀原因。通過一些施工工程事例,總結(jié)鉆孔灌注樁各類常見事故發(fā)生的原因、造成的危害以及預(yù)防和處理措施,為在今后的施工中遇到同類的問題提供參考。

1 坍孔

1.1 現(xiàn)象

地質(zhì)情況不好常發(fā)生坍孔,有時(shí)會(huì)在鉆機(jī)范圍內(nèi)造成塌陷。但坍孔事故多發(fā)生在孔內(nèi),主要表現(xiàn)為孔內(nèi)水位突然下降;出土量顯著增加;鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加等等。

1.2 原因分析

地質(zhì)勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足、樁周摩阻力和樁端阻力不準(zhǔn)等問題。設(shè)計(jì)文件主要存在樁型選擇不當(dāng)、原始地面標(biāo)高不清等問題。因此,在樁基礎(chǔ)開始施工前,應(yīng)針對(duì)這些問題對(duì)地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件進(jìn)行認(rèn)真審查。必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充勘探,防止樁端落在較薄的持力層上而發(fā)生樁端沖切破壞。

施工時(shí)遇到的問題:1)護(hù)筒制作不符合要求,埋置護(hù)筒的方法不當(dāng),缺乏因地制宜、靈活的埋置方法。2)掏渣時(shí),忽視向孔內(nèi)注入泥漿或水摻黏土;掏渣后,水位低于正常水頭高度,地下水高于護(hù)筒水位,使護(hù)壁被水位壓強(qiáng)破壞,造成坍孔。3)在成孔后灌注混凝土前,吊入鋼筋骨架時(shí),骨架偏位擺動(dòng)碰壞孔壁造成坍孔。4)清孔后放置時(shí)間太長(zhǎng),沒有及時(shí)澆混凝土,而且沒有采取預(yù)防措施,造成坍孔。

1.3 應(yīng)對(duì)措施

1)坍孔發(fā)生在護(hù)筒底腳處,根據(jù)實(shí)際情況,可以立即拆除護(hù)筒,回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒后,再鉆進(jìn);采用加長(zhǎng)護(hù)筒,使護(hù)筒通過振動(dòng)錘繼續(xù)下沉,直至埋于坍孔位置以下,外圍用黏土或裝有黏土的草袋回填夯實(shí),重鉆時(shí),控制好泥漿稠度和水頭高度(見圖 1)。2)若坍孔位置較深,則可以由測(cè)深錘和實(shí)際的地質(zhì)情況分析實(shí)際的坍孔程度,若不嚴(yán)重,則可以加大泥漿比重,繼續(xù)鉆進(jìn);若坍孔較為嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)立即用砂或小礫石加黏土回填至坍孔以上位置,甚至將整個(gè)鉆孔全部回填,暫停一段時(shí)間,使回填土沉積密實(shí),水位穩(wěn)定后,重新鉆進(jìn)。3)若回填重鉆時(shí),經(jīng)采取以上措施仍連續(xù)、嚴(yán)重坍孔時(shí),根據(jù)地質(zhì)情況,可以用地質(zhì)鉆機(jī)鉆至坍孔區(qū)進(jìn)行壓漿處理,從而防漏堵漏,重新鉆進(jìn)。

2 混凝土澆筑事故

2.1 原因

1)首批混凝土儲(chǔ)量不足、導(dǎo)管接頭不嚴(yán)或者焊縫破裂進(jìn)水、導(dǎo)管提升過猛或測(cè)深錯(cuò)誤引起超提等導(dǎo)致導(dǎo)管進(jìn)水;2)導(dǎo)管埋入混凝土太深,導(dǎo)管內(nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土之間阻力過大;提管過猛將導(dǎo)管拉斷造成埋管;3)混凝土本身的原因、混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過久或灌注時(shí)間持續(xù)過長(zhǎng)導(dǎo)致最初澆筑的混凝土已經(jīng)初凝而引起堵管,使混凝土與鋼筋籠之間因?yàn)槌跄辰Y(jié)起來(lái),底下的混凝土向上翻時(shí)導(dǎo)致鋼筋籠上浮,或由于清孔不徹底的原因引起斷樁;泥漿太稠或混凝土太輕而造成混凝土標(biāo)高不夠。

2.2 處理方法

1)導(dǎo)管進(jìn)水的處理。由于首批混凝土儲(chǔ)量不足引起的導(dǎo)管進(jìn)水,可以將孔內(nèi)散落的混凝土拌合物用空氣吸泥機(jī)或抓斗清除出來(lái),然后重新灌注水下混凝土,由于導(dǎo)管接頭不嚴(yán)或?qū)Ч艹我鸬膶?dǎo)管進(jìn)水,可以將原導(dǎo)管或更換的導(dǎo)管重新插入混凝土中,用潛水泵或吸泥機(jī)將導(dǎo)管內(nèi)的水和泥漿吸出,然后繼續(xù)灌注。2)堵管的處理。可以用事先安裝在澆筑漏斗上的附著式振動(dòng)器將混疑土振下去,用吊機(jī)吊著導(dǎo)管,在不將導(dǎo)管超拔的情況下,上下提動(dòng)導(dǎo)管,使管內(nèi)的混凝土下去;如果以上方法混凝土仍下不去,只有將導(dǎo)管拔出來(lái),按導(dǎo)管進(jìn)水的處理方法進(jìn)行處理。3)埋管的處理。開始時(shí),可用導(dǎo)鏈滑車、千斤頂試拔。如果仍拔不出,當(dāng)孔徑較大時(shí),已澆的表層混凝土尚未初凝,可以另下一根導(dǎo)管,按照導(dǎo)管進(jìn)水的處理方法進(jìn)行處理。4)鋼筋籠上浮的處理。用重物強(qiáng)行將鋼筋籠壓下去,將粘結(jié)層破壞掉后繼續(xù)澆筑,如果不行,只有將鋼筋籠提出來(lái),將孔內(nèi)已灌的混凝土用抓斗或吸泥機(jī)清除后準(zhǔn)備二次灌注。5)混凝土標(biāo)高不夠的處理。可以用加高護(hù)筒的方法,經(jīng)過抽水、除渣,再澆筑混凝土。

3 斷樁

3.1 原因

1)首批封底混凝土數(shù)量不足,導(dǎo)管底口距孔底間距過大,下落混凝土不能有效掩埋導(dǎo)管口,使泥水從底口進(jìn)入導(dǎo)管形成斷樁;2)灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管提升過猛過快或測(cè)深不準(zhǔn)使導(dǎo)管底口脫離混凝土而引起斷樁;3)由于導(dǎo)管埋入混凝土太深或?qū)Ч苈裨O(shè)不正被鋼筋籠卡住,不能提升而終止混凝土灌注,形成斷樁;4)混凝土灌注時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的塌孔事故而形成斷樁;5)機(jī)械設(shè)備差,因故障修理又無(wú)備用設(shè)備和手段,導(dǎo)致混凝土初凝,不能繼續(xù)灌注而斷樁;6)突然停電,又無(wú)發(fā)電設(shè)備而導(dǎo)致灌樁工作停止。

3.2 處理方法

1)在灌注混凝土開始不久出現(xiàn)的問題,也就是混凝土灌注量還比較少時(shí),應(yīng)迅速拔出導(dǎo)管和鋼筋骨架,將可吸出的混凝土盡量吸出,如全部吸出,問題處理后重新灌注混凝土,如部分吸出,將剩余已硬化的混凝土鑿除,再灌注混凝土;2)如灌注中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管進(jìn)水或其他故障,如有充足時(shí)間,在灌注混凝土不初凝的情況下,可將導(dǎo)管拔出,修理后采用管底堵塞的隔水方法,重新插入導(dǎo)管,去掉底塞恢復(fù)灌注或直接將導(dǎo)管插入已灌注的混凝土中,并不小于2 m,將導(dǎo)管內(nèi)的水和表層稀松的混凝土吸出后重新灌注。

4 縮徑

4.1 原因

鉆孔灌注樁的坍孔與縮徑從表面上看是兩個(gè)相反面,實(shí)際上產(chǎn)生的原因卻基本相同。主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)進(jìn)尺過快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時(shí)間過長(zhǎng)沒有灌注混凝土等原因所造成的。

4.2 處理方法

一般泥漿比重為1.25 kN/m3,是水的1.25倍。采取壓入水泥漿方法,水泥漿從鉆桿灌入,邊灌漿邊徐徐提升鉆頭,如灌注水下混凝土,水泥漿灌至超過漏漿處2 m即可,這時(shí)水泥漿在靜壓作用下會(huì)流入穿孔處,硬化后可將穿孔堵住,且會(huì)形成一層較堅(jiān)硬的水泥皮護(hù)壁,也減少了塌孔的危險(xiǎn),壓入水泥漿24 h后即可重新開始。此法對(duì)處理穿孔漏漿比較有效。在處理穿孔漏漿事故中,也采用了在漏漿護(hù)筒周圍回填碎石以增加護(hù)筒埋深的方法。

以上敘述的鉆孔灌注樁的常見問題及處理方法,還有許多不夠完善的地方,還需要不斷地加深理論研究和學(xué)習(xí)。總而言之,鉆孔灌注樁施工中發(fā)生的問題,要根據(jù)工程實(shí)際情況加以預(yù)防和處理,這就會(huì)減少工程的損失和浪費(fèi),降低工程的成本,加快工程的進(jìn)度,提前竣工日期,盡早發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 卓永輝.淺談鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制措施[J].山西建筑,2008,34(20):215-216.