鉆孔樁施工中常見問題的分析及預(yù)防措施

馬新武

摘要：鉆孔樁由于其適應(yīng)性強(qiáng)，承載力大等特點(diǎn)。在我國工程領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，無論是鐵路橋梁、公路橋梁及高層建筑常以鋼筋混凝土灌注樁作為樁基礎(chǔ)，來提高地基承載力，來滿足設(shè)計(jì)的要求，來保證工程質(zhì)量，起到了關(guān)鍵性的作用。

關(guān)鍵詞：鉆孔樁問題原因預(yù)防和處理措施

0引言

鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的，其施工的過程無法進(jìn)行直觀明了、準(zhǔn)確的描述，成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收。施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量、進(jìn)度、工期和安全；會給投資者造成經(jīng)濟(jì)損失和不良社會影響。

1水下混凝土灌注樁的施工工藝流程

泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工工藝的流程：場地整平→樁位放線→開挖泥漿池、漿溝→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→孔位校正→成孔、泥漿循環(huán)、清除費(fèi)漿、泥碴→清孔換漿→終孔驗(yàn)收→下鋼筋籠和導(dǎo)管→澆筑水下混凝土→成樁。

下面針對鉆孔樁的工藝流程，分析一下鉆孔樁經(jīng)常出現(xiàn)的施工問題和處理措施。

2成孔過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施

2.1護(hù)筒下沉：在鉆孔的過程中，護(hù)筒發(fā)生傾斜和移位，造成鉆孔斜或坍孔。

造成原因：

埋設(shè)護(hù)筒沒按規(guī)范嚴(yán)格執(zhí)行，鉆進(jìn)鉆頭對護(hù)筒的撞擊。

防治措施：

①在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒的四周應(yīng)選用粘土分層夯實(shí)；護(hù)筒的埋深度要滿足規(guī)范要求；鉆頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。②發(fā)現(xiàn)護(hù)筒下沉，應(yīng)立即停止鉆孔，查明原因，采取確實(shí)可行的補(bǔ)救措施。

2.2塌孔：鉆進(jìn)過程中，孔壁發(fā)生坍塌，稱為塌孔。

造成原因：

①護(hù)筒埋設(shè)方法不當(dāng)；②土層松散，泥漿護(hù)壁不好；③鉆孔初期采用大沖程鉆進(jìn)，④成孔后待灌時(shí)間過長和灌注時(shí)間過長也會引起孔壁坍陷。

防治措施：

①護(hù)筒的埋設(shè)按規(guī)范要求埋設(shè)；②土質(zhì)松軟的地層，加大泥漿比重；③開鉆初期應(yīng)遵循速度先慢后快，沖程先小后大，逐漸到正常沖程鉆進(jìn)；④成孔后，待灌時(shí)間一般不應(yīng)大于4小時(shí)，鉆孔樁在施工過程中要連續(xù)作業(yè)，避免中間過多的和不必要的等待時(shí)間，組織好施工。

2.3縮頸：成孔后，發(fā)現(xiàn)孔徑小于設(shè)計(jì)樁徑，不滿足設(shè)計(jì)要求。

造成原因：

①縮孔是在飽和性粘土、淤泥質(zhì)黏土；②灌注臨近結(jié)束時(shí)，因?qū)Ч艿牟粩喑軆?nèi)混凝土的壓力不斷減少，導(dǎo)致縮孔。

防治措施：

①成孔時(shí)，根據(jù)地層情況選擇合適的鉆頭，對鉆頭進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)鉆頭磨損時(shí)，即時(shí)修復(fù)；②采用優(yōu)質(zhì)泥漿，使孔壁形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹；如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑；③成孔后立即灌注混凝土；④針對發(fā)生縮孔的原因，采取用塊石或卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔樁孔壁的辦法處理。

2.4成孔偏斜：成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。

造成原因：

①鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差，不平整；②作業(yè)時(shí)鉆桿彎曲所致；③地面不均勻；④土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。

防治措施：

①先將場地夯實(shí)平整，達(dá)到規(guī)范要求；②安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線；③在不均勻地層中鉆孔時(shí)，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)鉆進(jìn)；④進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí)，鉆速要開慢檔，必要時(shí)向孔內(nèi)加入部分片石，進(jìn)行糾偏。

2.5卡鉆：成孔過程中，鉆頭不能上下運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)時(shí)，稱為卡鉆。

造成原因：

①通過粘土層時(shí)，泥漿稠度太大；②抽碴后或其它原因停鉆時(shí)，沖程過大；③鉆頭磨損過多，補(bǔ)焊過多；④地質(zhì)情況發(fā)生變化，出現(xiàn)巖層侵斜或溶洞。

防治措施：

①通過粘土層時(shí)，減少入孔泥漿的稠度；②停鉆后，再次開鉆時(shí)應(yīng)遵循由小沖程逐漸到大沖程的原則進(jìn)行；③鉆頭補(bǔ)焊過多，補(bǔ)焊后的鉆頭直徑不得大于孔徑；④施工前，認(rèn)真閱讀有關(guān)地質(zhì)資料，對變化的地層在鉆進(jìn)前要做好預(yù)控措施，防止卡鉆的發(fā)生；⑤發(fā)生卡鉆時(shí)，不易強(qiáng)提，要查明原因和位置，采取晃動鋼絲繩及其它措施后，鉆頭松動后再提。

2.6掉鉆：成孔過程中，鉆頭與鉆桿（或鋼絲繩）分離。

造成原因：

①卡頭松動，鋼絲繩從卡頭處脫落；②鋼絲繩（或鉆桿）斷裂。

防治措施：

①施工過程中要勤檢查鋼絲卡頭及時(shí)擰緊鋼絲繩卡子；②鉆頭要有副繩，起到保險(xiǎn)的作用，一旦鉆頭掉鉆，采用多爪鉤進(jìn)行打撈。

2.7成孔中心偏位：成孔后，孔的中心與設(shè)計(jì)偏差大于5cm，稱作成孔偏位。

造成原因：

①測量放線有誤；②鉆機(jī)移位；③遇到地質(zhì)巖層的侵斜，造成鉆頭沖擊力不均勻，向地勢較低的巖層打滑。

防治措施：

①施工時(shí)，要精確測定樁位中心，并加以復(fù)核；②埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，原樁位點(diǎn)被破壞，要恢復(fù)樁位，對鉆機(jī)位置正確與否做出判斷；③地質(zhì)問題，可采用回填片石或混凝土，重新成孔。

3鉆孔樁灌注過程中出現(xiàn)的問題及防治措施

3.1鋼筋籠不能下至孔底：成孔后，在安放鋼筋籠不安放到位。

造成原因：

①成孔有問題；②鋼筋籠制作直徑過大；③鋼筋籠發(fā)行扭曲變形；④鋼筋籠下部插入孔壁。

防治措施：

①成孔后，對照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范對孔深、孔徑和孔的傾斜度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)不符，及時(shí)進(jìn)行處理；②鋼筋籠尺寸偏大，鋼筋籠在制作過程中，嚴(yán)格把好尺寸關(guān)；③加強(qiáng)成品的保護(hù)，要防止鋼筋籠發(fā)生過大的變形；④為避免鋼筋籠在吊裝過程中插入孔壁，吊放鋼筋籠之前，將鋼筋下端50cm范圍內(nèi)的鋼筋向中心收縮15～20cm即可。

3.2封底失敗：首盤混凝土灌注后，導(dǎo)管的底部處在混凝土的外面或埋深不夠。

造成原因：

①由于首批混凝土數(shù)量不足；②孔底的沉碴厚度大。

防治措施：

①要根據(jù)成孔的孔徑和導(dǎo)管埋置深度的要求，計(jì)算首批混凝土的需要量；②灌注前對沉碴厚度進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)超標(biāo)，采取有效的措施進(jìn)行清碴處理。

3.3卡管：鉆孔樁水下混凝土的灌注，應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，當(dāng)無法連續(xù)進(jìn)行時(shí)，稱為卡管。

造成原因：

①混凝土中含有直徑較大的骨料或受潮凝固的水泥塊；②灌注混凝土沖擊力不足；③導(dǎo)管漏水或密封不嚴(yán)；④配合比不適合水下混凝土的灌注要求等。

防治措施：

①由于混凝土質(zhì)量造成的導(dǎo)管堵塞，可以少量提升導(dǎo)管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數(shù)量而后快速提升再迅速下放，以沖擊疏通導(dǎo)管的方法進(jìn)行處理；②由于混凝土沖擊力不足造成的，應(yīng)及時(shí)加長上部導(dǎo)管的長度；③導(dǎo)管使用前要拼裝、試壓，確保其連接的密封性；④水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室確定，坍落度宜為18-22cm，為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑；在混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。

3.4鋼筋籠骨架的上浮：在水下混凝土灌注時(shí)，鋼筋籠隨著混凝土的灌注面上升而上升。

造成原因：

①在混凝土的灌注過程中，首批混凝土灌注量太足，灌注下料速度過猛，沖動鋼筋籠骨架上浮；②澆筑混凝土?xí)r，未對導(dǎo)管及時(shí)上拔，埋深較深，導(dǎo)致鋼筋籠上浮；③混凝土的坍落度小，不符合規(guī)范要求，氣溫過高，混凝土凝結(jié)，從導(dǎo)管底部流出的混凝土可能導(dǎo)致開始強(qiáng)硬的上封層混凝土將鋼筋籠托起，發(fā)生浮籠。

防治措施：

①鋼筋籠定位時(shí)，在鋼筋籠的上部用4根鋼管套在鋼筋籠的主筋上，采用反壓阻止其上浮；②澆筑要連續(xù)作業(yè)，下料要均勻，不要過猛，確保混凝土均勻上升，以減少對鋼筋骨架的上浮力；③拔管時(shí)要根據(jù)混凝土澆筑方量，控制和保證導(dǎo)管埋入深度在2～4m的范圍內(nèi)，不得小于1m或大于6m，及時(shí)提拔導(dǎo)管，減少上浮混凝土對鋼筋骨架的上浮力；④如鋼筋籠不是全籠，在混凝土灌注到鋼筋籠的底部時(shí)，要放慢混凝土的灌注速度且導(dǎo)管的埋深要較深。

3.5斷樁：混凝土凝固后不連續(xù)，中間被其它物填充形成間斷樁。

造成原因：

①由于導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn)，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；②受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹酀{浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體；③由于在澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和起拔過多，露出混凝土面；④澆注混凝土?xí)r，沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土。

防治措施：

①成孔后，必須認(rèn)真清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時(shí)灌注混凝土；②灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量；③混凝土澆注過程中，應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行處理，止水成功后方可灌注混凝土；④灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

3.6短樁：鉆孔灌注樁施工完成后，承臺開挖后，發(fā)現(xiàn)樁長不夠，稱為短樁。

造成原因：

①灌注結(jié)束前，在導(dǎo)管拔出前，測量的混面有誤；②徑縮造成的。

防治措施：

①灌注結(jié)束前，要用竹竿對混凝土的實(shí)際頂面高程進(jìn)行量測；②為了防止徑縮造成短樁，應(yīng)保持導(dǎo)管處在孔的中心，不可偏向一側(cè)。

總之，鉆孔樁因地質(zhì)的變化、工序復(fù)雜等因素，事故發(fā)生的種類和原因也形式多樣，施工質(zhì)量不易保證，這就要求我們在施工前要認(rèn)真熟悉設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)灌注樁方面的資料，對施工過程中可能會發(fā)生的一些問題要及時(shí)進(jìn)行分析處理，做到科學(xué)組織，精心施工，嚴(yán)格管理，施工質(zhì)量是完全有保證的，這些所謂常見的問題也是完全可以避免的。

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