水下鉆孔灌注樁成孔質量通病及控制處理措施

摘要：近幾年，隨著城市建設發展的需要，新建高架橋越來越多，蘭州作為一個沿黃河發展的城市，地方狹窄且地質條件極為復雜，因此以鉆孔灌注樁為主要形式的橋梁基礎施工較為困難。本文結合西固黃河特大橋的施工過程，簡要闡述了黃土高原地區黃河兩岸水下鉆孔灌注樁施工中存在的問題及質量控制措施，以滿足施工需要。

關鍵詞：水下鉆孔灌注樁；質量通病；處理措施

一、工程概況

西固黃河特大橋為蘭州至中川鐵路Ⅰ標段的標志性工程，大橋全長5837.89延米，橋址區主要為黃河一級階地，接地表層為黃土覆蓋。

橋址處涉及地層：第四系全新統雜填土，沖積粉土、砂質黃土、粉、細砂、粗圓礫石、卵石土，基底為第三系中新統泥巖夾砂巖，砂巖夾泥巖局部夾有礫巖，地質條件較為復雜。在鉆孔樁基礎施工過程中，特別是黃土高原地區的水下鉆孔灌注樁施工，因地質條件等原因極易發生卵石土坍孔、樁位偏斜、縮孔、掉鉆等一系列質量通病，施工過程中不得不采取處理措施。

二、水下鉆孔灌注樁的質量通病及控制處理措施

1.質量通病一：鉆進中卵石土坍孔

1.1在黃土高原地區的鉆孔灌注樁鉆孔過程中，如果鉆孔內水位突然下降，孔口冒細密的水泡，就表示該樁位已坍孔。此時，出渣量顯著增加而不見鉆頭進尺，鉆孔負荷顯著增加，泥漿泵壓力突然上升，容易造成憋泵。一旦坍孔，鉆孔便無法正常進行，易造成掉鉆、埋鉆事故。

1.2控制處理措施

1）在沖積粉土、砂質黃土、粉、細砂、粗圓礫石、卵石土等地質條件下鉆孔時，應選用粘度比重較大的泥漿。一般選用優質黃粘土制作黃泥漿，要求黃泥中不得含有沙石等雜質，塑性指數大于22，并放慢進尺速度，也可投入粘土摻片石或卵石，低錘沖擊，將粘土和片石卵石擠入孔壁穩定孔壁。

2）施工實踐證明：高質充足的黃泥漿是確保鉆孔灌注樁施工質量的關鍵之一。根據不同地質情況，調整泥漿比重，確保泥漿具有足夠的稠度、孔內外水位差、維護孔壁穩定。黃泥漿的比重控制在1.25～1.30左右，數量不少于單樁樁孔體積的兩倍。鉆孔深度在樁位上段6～7m時，讓鉆渣自然形成濃稠的低質泥漿護壁，特別要護住護筒底腳處的井壁（這一位置最易坍塌）。

3）清孔時應及時補水，保證鉆孔內必要的水頭高度，中段6～7m可輸入高壓水承壓清孔，下段6～7m輸入黃泥漿，這樣既有效地保證了施工質量，又節省了黃泥用量。

4）如果在鉆進中發生孔口坍塌，可立即拆除護筒并采用礫巖、片卵石等回填鉆孔，重新埋設護筒再鉆。坍孔部位不深時，可用深埋護筒法，將護筒周圍土夯實填密實重新鉆孔。

5）發生孔內坍塌時，判明坍塌位置，回填砂礫土混合物到坍孔處以上1～2m。如坍孔嚴重時應全部回填，待回填物沉積密實后再進行鉆進。

2.質量通病二：鉆孔偏斜

2.1在該類地區施工時，會因地質構造、水中鉆孔平臺回填不均勻或者鉆機安裝支撐不好等原因，造成鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜，導致垂直樁不豎直，斜樁斜度不符合要求或樁位偏離設計樁位等。鉆孔偏斜會使灌注樁施工時下籠困難，或造成樁的承載力小于設計要求。

造成鉆孔偏斜的原因大致有：鉆孔中遇有較大孤石或探頭石；在有傾斜度的軟硬地層交界處，巖面傾斜處鉆進，或在粒徑大小懸殊的卵石層中鉆進，鉆頭受力不均；擴孔較大處，鉆頭擺動偏向一方；鉆機底座未安置水平或產生不均勻沉陷；鉆桿彎曲，接頭不正。

2.2控制處理措施

1）施工中安裝鉆機時要使轉盤，底座水平，起重滑輪輪軸，固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者在一條豎直線上，并經常檢查校正。

2）由于主動鉆桿較長，轉動時上部擺動過大，必須在鉆架上增設導向架，控制鉆桿上的提引水籠頭，使其沿導向架向中鉆進。

3）鉆桿、接頭應逐個檢查，及時調正，發現鉆桿彎曲，要用千斤頂及進調直。

4）在有傾斜的軟硬地層中鉆進時，應吊著鉆桿控制進尺，低速鉆進，或者回填片石、卵石沖平后再鉆。

5）在鉆孔時，如發現有稍許偏斜，可在偏斜處吊住鉆頭上下反復掃孔，使孔正直。

3.質量通病三：掉鉆、卡鉆和埋鉆

3.1在鉆孔樁施工時，由于各種原因造成鉆頭被卡住無法提起、鉆頭脫開鉆桿掉入孔內或者掉鉆后打撈造成坍孔而掩埋，這樣會影響鉆孔正常進行，造成經濟損失。

產生此現象的原因：沖擊鉆孔時鉆頭旋轉不勻，產生梅花形孔，或者孔內有探頭石等均能發生卡鉆；傾斜長護筒下端被鉆頭撞擊變形及鉆頭傾倒，亦發生卡鉆；卡鉆時強提、強扭，使鉆桿、鋼絲繩斷裂，或者由于鉆桿接頭不良、滑絲，電機接線錯誤，使不能反轉的鉆桿松脫，鉆桿、鋼絲繩、聯結裝置磨損，未及時更換等均會造成掉鉆事故。

3.2控制處理措施

1）在施工中經常檢查轉向裝置，保證靈活，經常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯結裝置的磨損情況，及時更換磨損件，防止掉鉆。

2）用低沖程鉆進時，隔一段時間要更換高一些的沖程，使沖錐有足夠的轉動時間，避免形成梅花孔而卡鉆。

3）對于卡鉆，不宜強提，只宜輕提鉆頭。如輕提不動時，可用小沖擊鉆沖擊，或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動后再提出。

4）對于掉鉆，宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。

5）對于埋鉆，較輕的是糊鉆，此時應對泥漿稠度，鉆渣，進出口，鉆桿內徑大小，排渣設備進行檢查、計算，并控制適當的進尺。若已嚴重糊鉆，應停鉆提出鉆頭，清除鉆渣，沖擊鉆糊鉆時，應減小沖程，降低泥漿稠度，并在粘土層上回填部分砂、礫石。如果是坍孔或其他原因造成的埋鉆，應使用空氣吸泥機吸走埋鉆的泥砂，提出鉆頭。

4.質量通病四：清孔后孔底沉渣超厚

4.1鉆孔灌注樁鉆進到設計高程后需要進行清孔，清孔的目的是抽、換孔內泥漿，降低孔內水的泥漿相對密度，如在施工中操作不當或監控不到位，極易造成清孔后孔底沉淀超厚，從而導致成樁質量差，樁底承載力減弱，影響施工質量。

產生孔底沉淀超厚的主要原因：清孔方法不當，只采用掏渣法清孔，掏渣法清孔只能去除孔底粗粒鉆渣，不能降低泥漿的相對密度，灌注砼時，會有部分泥漿成分沉淀至孔底使樁尖沉淀層加厚；清孔方法不當，只采用噴射清孔，噴射壓力過大易引起坍孔，壓力過小又不能有效翻動孔底沉淀物。切記不能通過加深孔底來保證設計樁長，清孔不當不能降低孔內水中泥漿的相對密度，同時，加深孔底增加的承載力不能補償未清孔造成的承載力損失。

4.2控制處理措施

1）清孔應根據設計要求、鉆孔方法、機具設備條件和土層情況選定適應方法，應達到降低泥漿相對密度，清除鉆渣沉淀層或盡量減少其厚度的目的。

2）對于各種鉆孔方法，采用抽漿清孔法清孔最徹底。清孔中，應注意始終保護孔內流水頭，以防坍孔。

3）清孔后，應從孔口、孔中部和孔底部分提取泥漿，測定要求的各項指標，要求這三部分指標的平均值，應符合質量標準的要求。

4）柱承樁清孔后，將取樣盒吊到孔底，灌注水下砼前取出樣盒檢查沉淀在盒內的渣土，其厚應滿足規范要求。

三、結論

在黃土高原地區水下鉆孔灌注樁施工過程中，很容易產生質量問題。在施工中一定要認真負責，盡量將事故消滅在萌芽狀態；嚴格控制施工工藝，提高認識，對可能出現的問題制定切實有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發生。

參考文獻

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作者簡介

梁鵬（身份證號：622223198801125612），男，漢族，甘肅省張掖市人，2010年于蘭州交通大學博文學院，土木工程本科畢業。