淺談鉆孔灌注樁施工中常見問題的預防及處理

摘要：鉆孔灌注樁在工程結構物施工中是最常用的地基處理方式之一，在基礎建設高速發展的今天，橋梁的跨度越來越大，高層建筑的高度越來越高，導致樁基礎的深度和孔徑也隨之加大，使得施工的難度也越來越大，在施工過程中，灌注樁施工遇到了各種潛在的問題，對問題進行認真分析并采取了有效的措施，避免造成質量事故。

關鍵詞：鉆孔灌注樁 事故原因分析 預防及處理

1 概述

灌注樁在100多年前的1893年由工程師們借鑒掘井技術發明了人工挖孔灌注樁，隨著工業發展和城市人口的增長，該技術被廣泛地應用在工業廠房和民用建筑上，用來改善不良的地質承載條件。在20世紀40年代初，在美國首先問世大功率鉆孔機具，尤其二戰后，歐美發達國家的經濟出現了復蘇與發展，進而在一定程度上使得灌注樁技術得到了前所未有的進步和發展。時至今日，隨著科學技術的不斷進步與發展，在高層、超高層的建筑物和重型構筑物中，鉆孔灌注樁得到廣泛的使用，最常見的地基處理方式依然是鉆孔灌注樁。

當然，在施工中，地質條件比較復雜以及一些容易被忽視的問題，導致完成的灌注樁存在缺陷達不到設計要求，后續處理非常困難，本文對施工中常遇到的問題進行分析討論，提出處理方法，希望能對施工作業起到指導作業。

2 鉆孔設備選型

通常情況下，對于鉆孔樁成孔來說，其成孔方法主要分為：沖擊鉆孔、回轉鉆孔和旋挖鉆孔三種。沖擊鉆機、回轉鉆機和旋挖鉆機在施工過程中比較常用。

2.1 沖擊鉆機 在卵（漂）石土、巖層中，進行鉆孔時，沖擊鉆比較適用。通常情況下，主要機具設備包括：一類沖擊鉆孔的整套設備，本身配有的設備包括鉆架、起吊及沖擊等；一類比較簡單的沖擊鉆具，通常情況下，該類鉆具的組成包括帶有離合器的雙筒卷揚機，并且在一定程度上簡易桿件組成鉆架。

2.2 回轉鉆機 通常情況下，回轉鉆孔主要包括：正循環回轉鉆孔和反循環回轉鉆孔兩種。這兩種鉆孔方式的區別主要表現為：泥漿循環方式不同，通常情況下，壓入泥漿屬于正循環，在黏土，粉土，細、中、粗砂等各類土層鉆孔時比較適用；對于抽泥漿來說，屬于反循環，在黏性土、砂性土、砂卵石和風化巖層中鉆孔時比較適用。

2.3 旋挖鉆機 旋挖鉆機適用于砂性土、砂卵石和風化巖層，旋挖鉆成孔速度快、質量高。該鉆機為全液壓驅動，電腦控制，能精確定位鉆孔、自動校正鉆孔垂直度和自動量測鉆孔深度，最大限度地保證鉆孔質量。目前，德國生產的BG系列旋挖鉆機和意大利生產的R系列旋挖鉆機在國內比較常用。

鉆孔施工應根據地質情況、設計樁長、樁徑以及施工條件選擇鉆機類型，同時應兼顧施工工期、經濟成本等影響因素。

3 常見事故的原因分析、預防及處置

3.1 鉆孔塌孔

3.1.1 塌孔的原因：造成塌孔的原因通常情況下主要包括：在相對密度方面，泥漿與相應的設計要求不符，或者性能指標沒有達到設計要求，進而在一定程度上導致孔壁沒有形成泥皮護壁；出渣后由于泥漿（或水）沒有得到及時的補充，在一定程度上導致河水、潮水等上漲，或者孔內出現相應的承壓水，或者鉆孔通過砂礫等強透水層，孔內水頭因孔內水流失進而導致高度不夠；埋置護筒的深度不夠。

3.1.2 預防和處置塌孔：①如果鉆孔發生在松散粉砂土或流砂中時，在這種情況下，需要嚴格控制進尺速度，并且選擇的泥漿無論是密度、粘度，還是膠體率等都要大，并且在一定程度上需要選擇高質量的泥漿；②如果坍塌發生在孔口時，在這種情況下，需要立即拆除護筒，并且在一定程度上對鉆孔進行回填；③如果坍塌發生在孔內時，在這種情況下需要判斷坍塌的位置，在一定程度上選擇回填砂和粘質土混合物，回填到坍孔處以上1m-2m，如果坍孔嚴重，在這種情況下需要全部進行回填，待回填物沉積密實后再進行鉆進，通常情況下，需要2-3周的時間才能進行開鉆。在回填前，為了加快施工的進度，通常情況下，將泥漿重量1%的水泥攪拌均勻后加入到孔內再進行回填，通過處理回填1周左右就可以進行再次開鉆；④為了確保孔內必要的水頭高度，在清孔過程中，需要指定專人進行補漿（或水）。通常情況下，在鉆孔中不能直接插入供水管，需要借助水槽或水池等，將水減速后在一定程度上流入鉆中，進一步避免孔壁受到不必要的沖刷；⑤在對鋼筋骨架進行吊入的過程中，通常情況下骨架需要與鉆孔中心相對應，同時豎直插入，在一定程度上避免觸及孔壁。另外，鋼筋保護層墊塊宜采用可滾動的圓形混凝土墊塊，進而在一定程度上減少對孔壁的碰撞。

3.2 鉆孔偏斜 通常情況下，各種鉆孔方法在一定程度上都可能造成鉆孔偏斜事故，相比之下，旋挖成孔出現此類事故較少。

3.2.1 偏斜原因：粒徑較大的孤石，或者探頭石出現在相應的鉆孔中；在傾斜的軟硬地層交界處，巖面傾斜鉆進；鉆頭在擴孔較大處出現擺動，進而偏向一方；安置鉆機底座出現傾斜或沉陷出現不均勻和位移。

3.2.2 預防和處理 ①通常情況下，需要通過填筑密實的方式對施工平臺進行處理，并且在一定程度上，在對鉆機進行安裝的過程中，需要確保轉盤、底座的平穩性，并且在一條豎直線上處理起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒的中心；②主動鉆桿由于長度較大，在轉動過程中，上部擺動的幅度較大；③逐個檢查鉆桿接頭，及時調正，要用千斤頂及時調直彎曲的主動鉆桿。

3.3 擴孔和縮孔 樁基施工中擴孔較常見，在土質松散或鉆錐擺動幅度較大的地層處，易于出現擴孔，在產生的原因方面，擴孔與坍孔相同，輕則為擴孔，重則為坍孔。通常情況下，如果只是在孔內的局部發生坍塌，進而出現擴孔，如果鉆孔依然能夠達到設計樁底標高，在這種情況下可以不進行處理，只是適當增加混凝土灌注量，同時增多超方量。

3.4 鉆孔漏漿 鉆孔漏漿原因：在地層中進行鉆進時，如果地層處于透水性強的砂礫或流砂中，或者有地下水流動；埋置護筒的深度太淺，沒有夯實回填土，在一定程度上導致刃腳處出現漏漿； 水頭過高，水柱壓力過大，進而在一定程度上導致孔壁滲漿等。處置方法主要包括：鉆孔過程中使用較粘稠或高質量的泥漿；護筒制作與埋設需要嚴格遵守規范要求。

3.5 鉆孔樁斷樁 鉆孔灌注樁出現斷樁常見的有以下幾種情況，下面分別從原因分析、預防及處置方法等幾個方面加以闡述。

3.5.1 首批混凝土封底失敗 事故原因主要是導管底距離孔底距離偏差太大。太高了使首批砼數量不夠，埋不了導管下口（1米以上），太低了使首批砼下落困難，造成泥漿與混凝土混合；首批砼數量不夠或品質太差；導管進漿等。主要的處置措施包括：準確測量每節導管的長度，并編號記錄，復核孔深及導管總長度；根據孔徑、導管直徑認真計算和復核首批砼數量；搞好配合比設計，嚴格控制混凝土和易性；導管漏漿造成首批混凝土封底失敗后，應撥出導管，提起鋼筋籠，立即清孔。

3.5.2 導管撥空、掉管 事故原因主要包括：在測量和計算過程中出現錯誤，在一定程度上使得灌注砼的導管出現撥空，進而使泥漿充滿管內；埋設導管的深度過小，導致泥漿涌入導管；連接導管接頭不符合相應的要求；在一定程度上使得導管掛住鋼筋籠。預防措施：對孔深、導管長度等進行認真的測量和復核，在施工員在場的情況下，進行測量和復核；對于導管的埋設深度取保守數值；每次拆管后需要對導管接頭進行重新連接。處置措施包括：如果混凝土面距離地面較深，在這種情況下需要重新成孔；反之則通過接樁的方式進行處理。

3.5.3 混凝土上升困難、不翻漿 其原因包括：混凝土供料時間間隔太長，在一定程度上導致降低了混凝土的流動性；混凝土的和易性差；埋設導管的深度過大；將近結束灌注時，導管內由于混凝土柱高減小，進一步降低了超壓力。處置措施： 提起導管，減少導管埋深；接長導管，提高導管內混凝土柱高；加強混凝土拌制過程的質量控制，做到混凝土出廠和到現場灌注前每車必檢；在混凝土灌注過程中，至少保證現場有兩輛以上的混凝土運輸車等待，保證連續灌注。

4 結論

隨著工程建設的快速發展，樁基礎施工遇到的不良地質條件越來越多，在施工過程中認真執行設計要求和施工技術要求是非常重要的，針對施工中可能遇到的潛在問題認真分析原因，提前制定應急處理預案。當問題出現時采取有針對性的處理措施，能較好地避免各類質量事故。

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