淺析正循環回轉法鉆孔灌注樁施工常見問題及預防處理措施

劉 飛

（灌南縣水利局，江蘇 灌南 222500）

引言

正循環回轉法成孔，是鉆孔灌注樁施工中一種較為常見的成孔工藝，高壓泥漿通過空心鉆桿，從鉆桿底部射出，將鉆渣懸浮上升而溢出，經沉淀池，將鉆渣沉淀后，泥漿再循環使用。孔壁靠泥漿和高壓水頭保護。

1 鉆孔過程中常見問題及預防處理措施

1.1 坍孔、穿孔

造成坍孔的原因很多，主要有下列幾種因素：泥漿性能指標控制不好；孔內水頭不夠；鉆機直接與護筒接觸造成振動而導致坍孔；在松軟沙層中進尺太快；提住鉆錐鉆孔回轉速度太快，空轉時間長等原因。

形成穿孔的原因主要有孔內水頭太大，與孔外形成的壓差過大；護筒壓入沒有達到設計深度；泥漿濃度達不到要求等原因。

預防及處理措施：在不同地層中鉆進時，控制好泥漿的主要指標（詳見表1）；孔徑較大鉆進時，還得控制好泥漿泵的流量（見公式1）；在松散土層中鉆進時，應放慢速度，保持慢速緩緩鉆進。發生孔口坍塌時應及時在坍塌部位進行加固，坍塌嚴重時，還要加雙護筒進行護孔。當孔內坍塌十分嚴重時，應在確定坍塌位置后回填粘土，待沉淀密實后再行鉆進。在鉆進過程中以及成孔后清孔時，都要保持孔內水頭在合理高度。

表1 泥將性能指標

公式1：

式中 Q——泥漿泵流量；

F——鉆孔橫截面積；

Δ——鉆渣粒徑；

F0——鉆桿內孔橫截面積；

S——最大純鉆進速度。

1.2 成孔偏斜

造成成孔偏斜的主要原因有：鉆孔過程中遇到較大孤石；在軟硬層交界處鉆進，鉆頭受力不均；擴孔嚴重，在鉆頭經過擴孔位置時，鉆頭偏向一側；鉆機底座發生不均勻沉陷，造成底座、轉盤傾斜；鉆桿彎曲等。

預防及處理措施：在設備安裝以及在鉆進過程中，不斷檢查、校正轉盤的卡孔和護筒中心線，看是否保持在一條直線上；鉆桿接頭安裝牢固、位置正確；避免使用彎曲鉆桿，特別是主鉆桿需仔細檢查；在鉆架上增設導向裝置；在軟硬土層交界處，應用卷揚機適當拉緊鉆桿，控制進尺速度，低速鉆進。發現鉆孔偏斜后，要及時采取措施，如在偏斜處吊著鉆頭，上下反復掃孔，修正樁孔垂直度；若偏斜情況比較嚴重時，可回填粘土待密實，再繼續鉆進。

1.3 擴孔和縮孔

樁孔在鉆進過程中，如果造成孔壁坍塌，就會造成擴孔。縮孔的主要原因有：鉆頭磨損嚴重，遇到軟塑土層等，都會造成縮孔。

預防及處理措施：一般情況下，如果擴孔只發生在局部，并得到了及時控制，可不必處理。發生縮孔時，要反復掃孔，以擴大孔徑，保持在繼續鉆進和混凝土澆灌時縮徑不再發生。

2 成樁過程中常見問題及處理措施

鉆孔灌注樁施工過程中的灌注水下混凝土階段是成樁質量的重要階段，也是質量事故頻發階段。據統計，將近70%的質量事故發生在這個階段。下面就水下混凝土灌注施工過程中的一些常見問題作一些簡單探討。

2.1 導管進水

導管進水的主要原因有：首盤混凝土的儲量不足；導管底端距孔底間距較大；導管接頭不嚴或焊縫破裂；導管提升過猛，使得導管底端脫離埋管混凝土；測深操作有誤，導管埋深計算出錯等。

預防及處理措施：首盤混凝土所需儲量必須滿足埋管（見表2）要求，根據公式精確計算（見公式2）；安裝導管時用煤油擦拭導管內壁，檢查接頭及焊縫，對有煤油滲出處要進行處理；精確控制導管埋深（見表2）；提升導管不要過猛。

表2 導管埋深值

公式2：

式中 V——首盤混凝土最小儲備量；

h——孔內混凝土高度達到H時，導管內混凝土柱與導管外泥漿平衡時所需高度；

D——導管內徑；

H——首盤混凝土灌注所需要的混凝土面至孔底的高度；

D——鉆孔直徑。

因首盤混凝土不儲量不足，首盤混凝土灌注后，末能埋住導管，使得泥漿從導管下口涌入管內，應立即將導管拔出，將散落在孔底的混凝土用空氣吸泥機或者抓斗清出，再重新進行澆灌混凝土。其他原因造成導管進水，就視具體情況，拔換原導管重新下管，或用原導管插入續灌混凝土，但灌注前均應將進入導管內的水和沉淀物用吸泥和抽水的方法吸出，最后用潛水泵抽干導管內的泥漿，繼續灌注混凝土。續灌的混凝土要適當增加水泥用量，提高稠度，待埋管正常后逐漸恢復到正常混凝土配合比。

2.2 卡管

在混凝土灌注過程中，混凝土在導管中處于停滯狀態，不能夠自由下落，卡在導管中，被稱為卡管。主要原因有：隔水栓卡管；混凝土坍落度損失大，在運輸過程中產生離析或夾有大塊粗骨料；另外，機械發生故障以及其他原因導致混凝土在管內停留時間過久而形成卡管。

預防及處理措施：控制好隔水栓的位置及尺寸；嚴格控制入斗混凝土的和易性和坍落度，避免較大粗骨料夾入拌和物中；施工前對所有機具進行保養和維修，并準備備用設備。

發生卡管時可用長桿沖搗管內混凝土；在導管上口安裝附著式振搗器進行振落；因停滯時間過長，管內混凝土已初凝，只有拔出導管，用吸泥機將孔內表層混凝土和泥漿、渣土等吸出，重新下管進行灌注，成樁后，經檢測如達不到設計要求，需作進一步補強。

2.3 灌注混凝土時坍孔

在混凝土灌注過程中如發現護筒內泥漿面忽然上升溢出，隨即驟降，并冒出汽泡，即可能是發生了坍孔。可用測繩進一步判斷檢測。引起坍孔的原因可能是護筒底腳漏水；孔內水頭控制過低；護筒周圍堆放重物或機械振動等原因。

預防及處理措施：減少外部機具對護筒及其周圍的影響；控制好孔內水頭；灌注混凝土前對護筒腳進行檢查并加強。發生坍孔后，需根據具體情況及時采取措施。如坍塌情況較輕，不影響導管在混凝土內的埋深，可在采取相應防范措施后繼續施工；如坍塌泥土較多，但已采取有效措施，使得坍塌得到了有效控制，可用吸泥機吸出坍出孔內的泥土，然后恢復正常施工；如坍塌得不到有效控制，宜將導管拔出，保存孔位，以粘土回填，待坍塌穩定后，掏吸出回填土，重新下管灌注，成樁后經檢測予以進一步加強。

2.4 埋管

混凝土灌注過程中，導管無法拔出稱為埋管。主要原因有：導管進入混凝土過深；灌注過程中停滯時間過長，管內外的混凝土已初凝，導管與混凝土間摩阻力過大；提管用力過猛，將導管拉斷等原因。

預防及處理措施：嚴格按規范要求，合理控制導管埋深（見表2）；在導管上端安裝附著式振搗器，間隔一定的時間開動機器振動一次；在混凝土拌和時加入適量緩凝劑；加快灌注速度；導管拼接嚴密；提升導管不可用力過猛；埋管事故發生后，及時用鏈滑車、千斤頂加大提拔力量，如仍不見效，當樁徑較大時，已灌注的混凝土表層尚未初凝時，可另下一根導管，插入深度要大于50cm，將導管內泥沉淀物吸出，繼續灌注混凝土。如表層混凝土已初凝，則應作斷樁處理。

3 結語

正循環回轉法鉆孔灌注樁施工過程中受諸多因素影響，出現一些質量問題也比較頻繁，發生問題后，現場技術人員要及時采取有效措施，爭分奪秒，對癥下藥，將事故消滅在萌芽狀態，把損失降到最低，避免事故進一步擴大，給工程帶來更大損失。