鉆孔灌注樁施工過程中的常見質量問題及防治措施

摘要:針對鉆孔灌注樁的復雜施工工藝、施工特點，制定了施工過程中質量控制標準和要點，提出了塌陷、漏漿、偏巖、溶洞、混漿及斷樁等常見問題質量控制及防治措施，從而能夠保證施工的順利進行。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；防治措施；工程；質量

0 引言

鉆孔灌注樁因孔深、孔徑、承載力、巖石的可鉆性等不受限制且承載力大、施工范圍廣、抗震性能好等特點[1]，適用于各種土質。然而由于其施工技術復雜、在具體施工中也暴露出一些缺點，影響樁身的完整性和單樁的承載能力。為避免出現質量事故，必須對影響沖擊成孔灌注樁質量的關鍵作分析和處理，對常見的問題提出防治措施，這樣有利于建筑物的結構安全。

1 工程概況

國寶星月灣項目建筑場地位于大連市旅順口區龍王塘東側，擬建30棟25—30層住宅樓，結構類型為剪力墻，基礎采用樁基礎，樁端持力層為完整的中風化石灰巖，成空樁徑有φ800—φ1500樁，樁長進入完整灰巖≥（1-1.5）d樁徑，樁底持力層具有完整基巖≥5m。

2 場地底層分布

根據現場勘察，本次巖土工程勘察鉆孔控制深度范圍內分布的土層，按沉積年代，成因類型，上部為人工堆積層及第四紀中更新統殘積層，下伏震旦紀五行山群石灰石，場地底層由上至下描述如下：

2.1 雜填土：雜色，稍濕，松散，主要由建筑垃圾、石英碎石及粘性土構成成分均勻性較差，碎石含量10%-50%，粒徑1-15cm，回填時間1-5年。

2.2 紅粘土：棕紅色，硬塑-可塑，切面光滑，干強度高，韌性高，無搖震反應。

2.3 強風化石灰巖：黃褐色，強風化，其結構構造大部分被破壞，巖體極破碎，屬軟巖，巖體等級質量等級為V，巖心成土狀或塊狀，局部有中風化石灰巖薄夾層。

2.4 中分化石灰巖：灰色，中風化，隱晶質結構，巖石結構致密堅硬，裂隙發育大部分閉合，由方解石充填，巖體較破碎，屬較軟巖，巖體基本質量等級為，巖芯多呈柱狀，少量呈碎石塊狀，部分巖芯表面見溶蝕空洞。在勘察過程中，部分鉆孔中發育現有巖溶洞隙發育。

3 工藝流程

4 常見問題的原因與防治措施

本次灌注樁施工常見問題為：塌孔、漏漿、鉆孔偏斜、溶洞、沉渣、鋼筋籠上浮，斷樁。

4．1 塌孔原因

（1）泥漿的密度和濃度不足，行不成堅實可靠的泥漿護壁[2]（2）護筒埋藏深度不足，底部為軟弱的土層。（3）鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長及因鉆進溶洞造成孔內突然失水引起孔壁坍陷。（4）吊放鋼筋籠時碰到孔壁，破壞了泥漿護壁造成塌孔[3]。

預防措施：（1）嚴格控制泥漿的比重，提高泥漿質量。（2）增加護筒埋設長度，使護筒底端不漏漿，用粘土密實填封護筒四周[4]。（3）成孔后，待灌時間一般不應大于3小時[5]。施工過程中對于孔位有溶洞的，應提前、及時下全長鋼護筒或填入片石于粘土的混合物，進行溶洞填充，防止溶洞突然失水的現象出現（4）吊裝鋼筋籠時，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁。

4．2 漏漿原因

成孔時遇見漏水溶洞未進行提前處理，當沖至入巖前的風化土與巖石之間的變化層裂隙極發育的巖層，成孔時遇見下水道等都會發生泥漿的大量泄露。

預防措施：（1）拋片石、黏土。當泥漿面下降，應及時補充泥漿，保持護筒內的泥漿水壓力，回填片石和黏土，保持拋進充填物的厚度然后用小沖程沖擊鉆將片石擠壓到溶洞邊將漏漿口堵住形成護壁[6]。（2）沖程和進尺的控制：當沖至入巖前的風化土與巖石之間的變化層裂隙極發育的巖層這時不易用大沖程的沖擊鉆以免產生很大的震動，將早期形成的泥漿護壁震落出現泥漿順著裂縫發生大量泄露。（3）加鋼護筒：首先要弄清楚溶洞的深度，利用振動錘將加套鋼護筒徐徐打下。

4．3 鉆孔偏斜

成孔后樁孔出現較大垂直偏差，垂直度大于1%。

造成原因：鉆機安裝就位穩定性差，作業時鉆機安裝不穩或叉桿移動所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或溶溝中發生偏巖現象等。

防治措施：

（1）先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地；

（2）安裝鉆機時要求鉆頭與鉆架上起吊滑輪在同一軸線。

（3）進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，要降低沖錘的的頻率，輕錘慢打。穿過孤石，對于因孤石或探頭石而發生偏孔現象的及時進行回填毛石進行糾偏，回填毛石高度比發生偏孔部位高出1.0米，回填石料大小應介于1/3孔徑與1/4孔徑之間為宜。然后進行糾偏處理，反復進行直至穿過探頭石或孤石而無偏孔現象。

4．4 溶洞的處理

（1）對于糖葫蘆式溶洞的其中有大于5.0米的，內有粘性土及石灰巖碎石填充物，少數為半填充狀態的，處理該類似溶洞通常采用第一種方案即跟護筒法。

處理方案：（假設樁徑為1000mm）

回填層采用直徑φ1.3m鉆頭鉆進，跟筒鉆進至中風化石灰巖面，以防溶洞失水造成回填土層孔壁塌方。巖石層內采用直徑1200mm鉆頭鉆進，終孔后下入直徑1000mm鋼護筒，鋼護筒總長度超過溶洞上界面2.0米。采用8mm厚的螺旋焊板制成護筒，單節護筒長為12m。鋼護筒安裝完成后采用直徑900mm的鉆頭進行清孔，因鋼護筒直徑為1000mm，故采用900mm鉆頭清孔不會影響成樁孔徑；溶洞頂部沖孔，根據超前鉆的資料，當鉆孔施工接近溶洞頂部時，用沖擊鉆沖孔時，要求輕錘慢打，使孔壁圓滑堅固，提升高度一般不超過500mm。

（2）對于糖葫蘆式溶洞的其中每個都小于2.0米的，內有粘性土及石灰巖碎石填充物，少數為半填充狀態的，處理該類似溶洞通常采用第二種方案即粘土與片石填充加固法[7]。

處理方案：根據勘察資料在鉆孔樁鉆至有溶洞之前，在鉆機周圍準備好足夠的粘土、塊石。直徑10-20cm塊石與粘性土充分拌和。待鉆機鉆透溶洞頂板后，用鏟車迅速向孔內填加粘土塊石，填加高度大于溶洞頂板高度3米。向孔內注水進行鉆進。在鉆進過程中如發現孔內失水，停止鉆進重新向孔內填加粘土混塊石進行施工，直至鉆孔不跑漿為止。在混凝土施工時溶洞以下正常施工，溶洞以上應緩慢施工，隨時觀測混凝土液面變化。或對小型或多層溶洞，為防止其不與相鄰孔竄孔或成孔后孔型有葫蘆狀，必要時可先用粘土與碎石混合物進行填充（填充粘土與片石混合物的配比為1：1）灌注低標號砼進行填充（C20混凝土），等混凝土上強度后再鉆進。

4．5 樁底沉渣量過多

造成原因：清孔不干凈未達到標準；泥漿比重過小；鋼筋籠吊放過程中，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。

防治措施：成孔后采用正循環泥漿泵連續工作10-25min以控制孔內泥漿的比重及樁孔內泥漿的整體均勻性以保證護壁的均勻與整體性。經勘察、設計驗核完畢，監理測沉渣厚度合格后繼續使用泥漿泵工作，直至準備下籠。鋼筋籠吊放時，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。下完導管后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，則應利用泥漿泵進行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為300-500mm，應有足夠的混凝土儲備量，使導管能順利封底，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，達到清除孔底沉渣的目的。

4．6 鋼筋籠上浮

鋼筋籠的位置高于設計位置的現象。

造成原因：混凝土塌落度小，導管在混凝土中埋置深度過大是造成鋼筋籠上浮的主要原因。

防治措施：成孔垂直度要保證，鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，控制導管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管提出混凝土面。當發生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消失。

4．7 斷樁

混凝土凝固后不連續，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。

造成原因：沉渣過厚。灌注過程中突然塌孔。由于導管底端距孔底過高，混凝土被泥漿稀釋，使水灰比增大，造成混凝土嚴重離析骨料集中并與泥漿相混，形成斷樁；導管密封不良，造成導管進水，形成樁身混凝土離析；澆注混凝土時導管提升和起拔過多，露出混凝土面，造成斷樁；澆注混凝土時，沒有從導管內灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法，產生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬。

防治措施：成孔后，必須認真清孔，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。灌注過程要連續、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據導管內外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

5 結束語

根據當地現有的工程地質條件，采用相應的施工技術，按照規定的質量標準進行嚴格的控制，按照施工規范和設計圖紙施工，施工過程中精心組織，發現問題及時分析原因解決，經質量檢測部門利用靜力及動力荷載試驗均滿足設計及規范要求，工程質量全部合格。

參考文獻

[1]王憲武，薛繼海.淺談鉆孔灌注樁施工中的質量事故原因及預防措施[J]工程科技

[2]張洪霞.淺析鉆孔灌注樁施工過程中常見施工質量問題及預防措施[J]價值工程

[3]劉立海，黃清領.鉆孔灌注樁施工質量問題及防治措施[J]民營科技，2010，(236).

作者簡介

張玉海（1981-），本科生，主要從事混凝土技術質量管理工作。單位地址：遼寧省大連市旅順口區長城街道長嶺子村彤陽建筑材料有限公司（116041）。