淺談易塌地層樁基施工技術及常見問題處理方法

王山坡 趙志鋼

摘要：樁基施工在建筑工程基礎領域占有重要地位，是建筑工程基礎施工的重要方法。鉆孔、清孔、吊裝鋼筋骨架、澆注水下混凝土應連續快速完成，施工過程嚴格控制技術要點，掌握常見問題的處理方法，對樁基施工質量有著重要意義。本文結合易塌地層樁基施工情況，詳細介紹各個工序技術要點及常見問題的處理方法。

關鍵詞：易塌地層 ?樁基施工 ?問題 ?處理方法

1 工程概況

某黃河大橋引橋含B001-B020，共計20個墩，單墩鉆孔樁17根，共340根，均屬直徑1.5米摩擦樁。樁基施工的最大特點及難點為：地質松散，地下水位高，且水位易變化，容易引發坍孔。據鉆孔揭示，該地區以第四河流相粉、細、中砂為主，其間多夾粉土、粉質粘土薄層或透鏡體。特別是第二層為全新統沖積上層，巖性主要由軟塑的粉土、粉細砂組成，其屬于弱透水層或透水層。該深度范圍直接受大氣降水和黃河水的補給，地下水量豐富，以蒸發或向下滲透的形式排泄，其水位、水量不穩定。水位變化時，易引發流沙現象發生，屬于易塌底層。

2 鉆孔方法的選定

引橋B001-020#墩為灘地墩，屬易塌地層，采用常規灘地施工方法，即正反循環旋轉法施工，即前20米由于地質情況影響，要求采用正循環，泥漿性能要求高，可以防止坍孔;20米后要求使用反循環鉆進，泥漿粘度小，形成較薄的泥皮，對摩擦樁質量有保障。旋轉鉆孔的施工程序如下：護筒埋設，鉆機就位（開鉆、造漿、抽檢泥漿、鉆機水平檢查、鉆進、一次清孔），終孔（檢查孔深、孔徑、沉淀、提鉆、移鉆機，復核孔深），下放鋼筋籠（接頭檢查），下放導管（導管長度、密封圈檢查、二次清孔），二次清孔，澆注水下混凝土。

3 鉆孔樁施工

3.1 鉆孔準備 制作鋼護筒。護筒直徑宜大于孔徑20-

30cm。護筒長度大于2.0米。埋設護筒時，護筒刃腳四周要換填足量密實黏土或水泥土并分層夯實。鉆孔樁施工對于易塌地區和水位較高的地區，應注意的要點是：①保持孔內水頭：孔內水位高于護筒底腳0.5米以上或高于地下水位1.5-2.0米。對于低洼地區，可以換填修筑平臺以滿足孔內水位要求。②提高泥漿性能：通過將泥漿比重加大對孔壁產生側壓力，從而防止塌孔。泥漿粘度可以增加泥皮，防止翻砂，阻隔滲漏，增強護壁。

3.2 鉆進過程 對擴孔、斜孔要求嚴格按照減壓鉆進，并起落鉆頭速度均勻。減壓的鉆壓要小于鉆頭的80%（扣除水浮力），以中低速鉆進，保證孔的垂直度，在變土層位置和護筒口位置更要采用低速鉆進。

對于塌孔，要注意孔內水頭變化，發現水位突然下降，要及時用測繩測量深度變化，確認是否塌孔，如果不是很嚴重，可迅速向孔內撒膨潤土或黏土或在漿液里加鋸末，增強護壁作用或經循環堵塞新塌孔壁空隙。同時提高孔內水頭，觀察孔口護筒周圍土層情況，發現土體出現裂紋或局部沉降情況，即可判斷護筒下沉或者孔壁坍塌。此時應采取護筒跟進，下內護筒等方法進行施工。若塌孔嚴重，應盡快提出鉆頭采用黏土并加入適當的堿和水泥進行回填，回填高度應高于塌孔處2-4米，待其固化后，提高泥漿比重快速穿越該地層，為了防止塌孔過程中埋護筒現象發生，給后期重鉆造成不便，可采用將護筒連接在鉆架上，不可固死，只用連接。

對于縮孔，一般發生在軟塑狀亞黏土地層中，若地質圖顯示有該地層，經過時，可采用小鉆壓，中等轉速鉆進成孔，控制進尺。若已發現鉆孔縮徑時，可通過提高泥漿性能指標，降低泥漿的失水率，以穩定孔壁，同時在縮徑孔段進行多次掃孔，以確保成孔孔徑。

3.3 成孔檢測 通過一次清孔，技術人員要用測繩測量孔深是否到位，并復核鉆桿長度，確保有效孔深滿足后，方可勻速提鉆。提鉆完畢，通過成孔質量檢測儀器對孔的孔徑，孔深，垂直度，孔底沉淀厚度進行檢查。成孔質量檢測合格方可進行下一道工序。一清要將孔底沉淀，泥漿比重，含砂率等指標降低至規定范圍內，為二次清孔做好準備。

3.4 鋼筋籠安裝 鋼筋籠待檢查合格后可運至現場，進行孔內安裝，安裝時要將吊機副鉤掛到籠上，防止主鉤意外造成鋼筋籠墜落事故。鋼筋籠運輸過程中要支護十字支撐，吊裝時采用主副鉤結合，防止其骨架變形及端部彎曲。

每節籠子接好后要對聲測管進行灌水，灌滿之后提出1-2米，觀察數分鐘，待確定聲測管內水位不下降，方可進行下節籠子的安裝，如水面下降，則提出籠子，查找漏水位置，進行補焊。

3.5 清孔及下放導管 第一次下放導管前要先做水密試驗，水密實驗時水的壓力不小于井孔內水深1.5倍壓力，進行拉力實驗時水壓力不能小于導管管壁可能承受的最大內壓力Pmax（導管總重+管內堵滿混凝土時重量總和），試驗方法是：將拼裝好的導管兩端封閉，壓入計算的水壓力經15分鐘不漏水即為合格。實驗合格后將導管按順序進行編號并標定長度，按照編號下放導管。導管下放完畢，進行反循環清孔，清孔后的泥漿比重不大于1.10，含沙率控制在2%以內，粘度17-20s，通過測繩多點測量孔深，與一清時孔深相比較，確定孔底沉淀厚度，當孔底沉淀厚度≤15cm，泥漿比重，含沙率達到規范要求時，可進行報檢，為下一步澆筑混凝土作準備。

3.6 澆筑混凝土 首先重要的是確定導管懸空，導管懸空要考慮的是首灌之后混凝土首埋達到要求。若懸空過小，可能造成砍球困難，下灰不順;懸空過大可能造成兩種情況：①洗澡混凝土過多，樁底質量差。②導管沒有首埋，泥漿直接進入導管，導致砍球失敗。規范要求懸空要在25-40公分，情況需要可以適當變化。導管懸空確定后，要保證首灌混凝土有≥1.0米的埋深，且滿足填充導管底部的需要。首批混凝土灌入孔底后，立即探測孔底混凝土面的高度，計算出導管的埋置深度，如符合要求，即可正常灌注。澆筑開始后要連續，緊湊進行，嚴禁中途停工。要避免混凝土從導管口外邊落入孔內（即從漏斗溢出或從漏斗處掉入孔底），使泥漿內含有水泥而變稠凝固，浮漿過厚，致使測深不準。

3.7 常見問題及處理方法 ①堵管：澆筑速度不易過快，避免發生氣堵。若發現導管內混凝土不滿時含有空氣，后續混凝土要徐徐灌入，不可大批量快速的下料，以避免孔內形成高壓氣囊，造成導管內混凝土壓力不夠而不能排出。氣堵可能引發的另一種結果是，高壓氣囊擠出導管節間的橡皮墊，而使導管漏水，進而洗澡混凝土，造成嚴重的混凝土離析堵管。解決方法：a換大漏斗。向內儲存大批量的混凝土料，從而加大對導管內的混凝土壓力，當氣囊上部的料重大到一定程度時，可使管內混凝土向下排出，其間可升降導管或使導管快速下落，通過混凝土慣性，使混凝土流動。b對于氣堵，也可以向導管內插入排氣管的方法進行針對性處理。c捶擊導管可以使混凝土與導管間的摩擦力減小，也可采用在導管內混凝土上施加壓力的方法使混凝土流動。d在混凝土澆筑過程中要求下灰過程要快速連續，若由于客觀因素，中間時間間隔較長時，要在保證導管埋深的基礎上，間斷性的上下提動導管，防止已灌混凝土表面硬化或初凝。發現堵管要及時處理上報，以免貽誤戰機。②鋼筋籠上升：鋼筋籠上升原因：a導管上拔，導管鉤掛鋼筋籠所致，解決方法是旋轉導管，使其脫離鋼筋籠骨架后，移至孔位中心。b混凝土澆筑速度過快，使其下落沖出導管口時向上反沖，其頂托力大于鋼筋籠重力所致。此問題多發生在半素半鋼筋混凝土的鉆孔樁施工過程中。解決方法是改善混凝土的流動性，初凝時間及澆筑工藝。也可采用的方法是：a將鋼筋籠上方連接在鋼護筒上或在籠頂增加配重，部分抵消混凝土的頂托力。b適當加大初灌混凝土的塌落度及和易性，摻入緩凝劑以延長混凝土的初終凝時間，可避免鉆孔樁頂層形成強度較高的“硬殼”，減小混凝土面上升時對鋼筋籠的頂托作用。c當混凝土拉近鋼筋籠頂時，上下升降幾次導管，將混凝土面上可能形成的硬殼破壞掉，減小頂托。同時，應保持較大的導管埋深，放慢澆筑速度，以減小混凝土向上沖擊力。當混凝土超過鋼筋籠底2米左右時，應減小導管的埋深，使導管口處于鋼筋籠底標高附近，并加快澆筑速度，以增加鋼筋籠的埋深。當混凝土面高于鋼筋籠底2-4米后即可正常澆筑。

4 結語

易塌地區鉆孔樁施工能夠保持內外水壓差，使用優質的泥漿，并在鉆孔過程中注意不同地層、不同鉆孔階段采用合理的鉆速、鉆壓，對于成孔的質量有著很大的保證。本工程對易塌地層施工技術要點及常見問題：塌孔、擴孔、縮孔、堵管、鋼筋籠上浮等進行了介紹，希望能夠指導類似施工。

參考文獻：

[1]孫遠進，溫建，豐紅波.坍塌地層鉆孔護壁與過溶洞鉆孔隔離技術[J].江西煤炭科技，2009（02）.

[2]高宗飛，周福寶，劉應科，白蘭永，張其朋.松軟易塌孔煤層順層鉆孔測壓技術[J].煤炭技術，2010（01）.

[3]高三娥.淺析鉆孔灌注樁塌孔事故的預防與處理[J].內江科技，2009（04）.