淺談鉆孔灌注樁的施工管理

劉榮海

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

1 坍孔

1.1 現象

地質情況不好常發生坍孔,有時會在鉆機范圍內造成塌陷。但坍孔事故多發生在孔內,主要表現為孔內水位突然下降;出土量顯著增加;鉆機負荷顯著增加等等。

1.2 原因分析

地質勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗數據不足、樁周摩阻力和樁端阻力不準等問題。設計文件主要存在樁型選擇不當、原始地面標高不清等問題。因此,在樁基礎開始施工前,應針對這些問題對地質勘探資料和設計文件進行認真審查。必要時進行補充勘探,防止樁端落在較薄的持力層上而發生樁端沖切破壞。

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

1.3 應對措施

1)坍孔發生在護筒底腳處,根據實際情況,可以立即拆除護筒,回填鉆孔,重新埋設護筒后,再鉆進;采用加長護筒,使護筒通過振動錘繼續下沉,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,重鉆時,控制好泥漿稠度和水頭高度(見圖 1)。2)若坍孔位置較深,則可以由測深錘和實際的地質情況分析實際的坍孔程度,若不嚴重,則可以加大泥漿比重,繼續鉆進;若坍孔較為嚴重時,則應立即用砂或小礫石加黏土回填至坍孔以上位置,甚至將整個鉆孔全部回填,暫停一段時間,使回填土沉積密實,水位穩定后,重新鉆進。3)若回填重鉆時,經采取以上措施仍連續、嚴重坍孔時,根據地質情況,可以用地質鉆機鉆至坍孔區進行壓漿處理,從而防漏堵漏,重新鉆進。

2 混凝土澆筑事故

2.1 原因

1)首批混凝土儲量不足、導管接頭不嚴或者焊縫破裂進水、導管提升過猛或測深錯誤引起超提等導致導管進水;2)導管埋入混凝土太深,導管內外混凝土已初凝使導管與混凝土之間阻力過大;提管過猛將導管拉斷造成埋管;3)混凝土本身的原因、混凝土在導管內停留時間過久或灌注時間持續過長導致最初澆筑的混凝土已經初凝而引起堵管,使混凝土與鋼筋籠之間因為初凝而粘結起來,底下的混凝土向上翻時導致鋼筋籠上浮,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高不夠。

2.2 處理方法

1)導管進水的處理。由于首批混凝土儲量不足引起的導管進水,可以將孔內散落的混凝土拌合物用空氣吸泥機或抓斗清除出來,然后重新灌注水下混凝土,由于導管接頭不嚴或導管超拔引起的導管進水,可以將原導管或更換的導管重新插入混凝土中,用潛水泵或吸泥機將導管內的水和泥漿吸出,然后繼續灌注。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器將混疑土振下去,用吊機吊著導管,在不將導管超拔的情況下,上下提動導管,使管內的混凝土下去;如果以上方法混凝土仍下不去,只有將導管拔出來,按導管進水的處理方法進行處理。3)埋管的處理。開始時,可用導鏈滑車、千斤頂試拔。如果仍拔不出,當孔徑較大時,已澆的表層混凝土尚未初凝,可以另下一根導管,按照導管進水的處理方法進行處理。4)鋼筋籠上浮的處理。用重物強行將鋼筋籠壓下去,將粘結層破壞掉后繼續澆筑,如果不行,只有將鋼筋籠提出來,將孔內已灌的混凝土用抓斗或吸泥機清除后準備二次灌注。5)混凝土標高不夠的處理?？梢杂眉痈咦o筒的方法,經過抽水、除渣,再澆筑混凝土。

3 斷樁

3.1 原因

1)首批封底混凝土數量不足,導管底口距孔底間距過大,下落混凝土不能有效掩埋導管口,使泥水從底口進入導管形成斷樁;2)灌注混凝土時導管提升過猛過快或測深不準使導管底口脫離混凝土而引起斷樁;3)由于導管埋入混凝土太深或導管埋設不正被鋼筋籠卡住,不能提升而終止混凝土灌注,形成斷樁;4)混凝土灌注時發生嚴重的塌孔事故而形成斷樁;5)機械設備差,因故障修理又無備用設備和手段,導致混凝土初凝,不能繼續灌注而斷樁;6)突然停電,又無發電設備而導致灌樁工作停止。

3.2 處理方法

1)在灌注混凝土開始不久出現的問題,也就是混凝土灌注量還比較少時,應迅速拔出導管和鋼筋骨架,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)如灌注中發現導管進水或其他故障,如有充足時間,在灌注混凝土不初凝的情況下,可將導管拔出,修理后采用管底堵塞的隔水方法,重新插入導管,去掉底塞恢復灌注或直接將導管插入已灌注的混凝土中,并不小于2 m,將導管內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相反面,實際上產生的原因卻基本相同。主要是地層復雜、鉆進進尺過快、護壁泥漿性能差、成孔后放置時間過長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,這時水泥漿在靜壓作用下會流入穿孔處,硬化后可將穿孔堵住,且會形成一層較堅硬的水泥皮護壁,也減少了塌孔的危險,壓入水泥漿24 h后即可重新開始。此法對處理穿孔漏漿比較有效。在處理穿孔漏漿事故中,也采用了在漏漿護筒周圍回填碎石以增加護筒埋深的方法。

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習。總而言之,鉆孔灌注樁施工中發生的問題,要根據工程實際情況加以預防和處理,這就會減少工程的損失和浪費,降低工程的成本,加快工程的進度,提前竣工日期,盡早發揮經濟效益和社會效益。

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