鉆孔樁施工中常見問題的預防及處理

■張占國，王志強 ■中交第四公路工程局有限公司，天津 301700

鉆孔樁是在泥漿護壁條件下，利用機械鉆進形成樁孔，采用導管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔樁基礎無論在公路、鐵路、水利水電、市政等大型建設，還是在各類房屋及民用建筑中都應用廣泛。鉆孔、灌注混凝土都是在水下進行，工程質量只能通過科學的過程控制和完工后的儀器檢測來確認。如何預防和避免在鉆孔過程中和水下混凝土灌注過程中發生不符合規范要求的現象，對施工過程中出現的問題如何合理的處理以保證工程的質量和進度是需要根據現場地質等實際情況具體分析解決。根據廣南項目的地質特性和近年來在現場實踐經驗，認為在鉆孔樁施工過程中主要有以下幾類問題。

1 鉆孔過程中出現的相關問題及處理

1.1 孔位偏斜

原因分析:樁架不穩、鉆桿導架不垂直;土層軟硬不勻，致使鉆頭受力不均;鉆孔中遇有較大孤石、探頭石。預防及處理措施:(1)對于沖擊鉆及回旋鉆，由于樁架不穩、鉆桿導架不垂直引起的偏斜孔，應先移開鉆機，檢查、糾正樁架，使之垂直安置穩固，并對導架進行水平與垂直校正和對鉆孔設備加以檢修;加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積。對于旋挖鉆機在鉆機過程中應時刻注意對中及垂直度儀表顯示，及時糾偏。(2)由于土層軟硬不勻，致使鉆頭受力不均而引起的偏斜孔，應先分析清楚巖層的走向，采用適當的回填材料(回填材料一般為片石或砼塊等)將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復施工。(3)如有較大孤石、探頭石，沖擊鉆施工時應低速將石打碎。傾斜基巖時，可用混凝土填平，待其凝固后再鉆。偏斜過大時，填入片石或砼塊等重新鉆進，控制鉆速。對于用回旋鉆及旋挖鉆施工時可用混凝土填平，待其凝固后再鉆。也可以換用小一號的帶合金刀片鉆頭將大孤石鉆穿后，繼續用原鉆頭鉆進。

1.2 護筒失穩或下沉

原因分析:由于護筒背后回填土質量不好受地面水流的浸泡等因素引起的護筒失去穩定、下沉。預防及處理措施:

出現護筒下沉應立即停止鉆孔，將鉆機移開，將地面流水牽引出一定范圍，在原地面上填一層黏土使地面干燥、不滲漏，而后重新安裝護筒(作好護筒背后填筑)，鉆機重新定位恢復鉆孔施工。

1.3 擴孔及縮孔

(1)擴孔原因分析:是因孔壁坍塌或鉆機擺過大所致。預防及處理措施:對于容易發生孔壁坍塌(特別是特殊地層地質處如細砂及粉細砂)的孔樁，應加大泥漿的粘度，控制鉆機的速度。在鉆進中注意鉆機的穩定，需經常加固鉆機的撐件，控制其擺動幅度。

(2)縮孔原因分析:是因在飽和性粘土、細砂、粉細砂、淤泥質黏土特別是IL ＞1.0 處于流塑性狀態的土層中含水高、塑性大，鉆頭經過后鉆孔壁回縮，地層中有軟塑土，遇水膨脹后使孔徑縮小。預防及處理措施:在軟塑地層采用失水率小的優質泥漿護壁;加大泥漿的粘度，降低鉆機的鉆速。已發生縮孔時，宜在該處用鉆錐上下反復掃孔以擴大孔徑，或在導正器外側焊接一定數量的合金葉片進行旋轉清理的辦法。

1.4 進尺緩慢或難以鉆進

原因分析:由于未有效控制行程、泥漿比重、根據現場地質情況選型鉆機，在施工中會出現進尺緩慢或難以鉆進。預防和處理辦法:應根據不同的地層地質變化鉆機的行程，加大泥漿循環清碴的力度，在確保孔壁安全的情況下減少泥漿的比重。對于個別巖石強度高而原先采用空心鉆、進尺緩慢、機械損耗嚴重的應立即回填后更換十字實心鉆。

2 水下混凝土灌注中出現問題及處理

2.1 沉碴厚度超標

原因分析:清孔用泥漿含砂率、膠體率、比重、粘度全部或部分超出規范要求時沉碴厚度將超標。預防及處理措施:控制鉆進中及清孔后泥漿比重、粘度、含沙率、膠體率等滿足規范要求，并進行二次清孔。在灌注首封砼前必須先對孔內沉碴進行測量，如果沉碴厚度超出規范要求，應重新清孔直至沉碴厚度符合要求時方可開始灌注。

2.2 導管進水(俗稱砼洗澡)

原因分析:首封砼量不足，或雖然砼儲量已夠，但導管底口距孔底的間距太大，砼下落后導管無埋深，以至泥漿水從導管底口進入導管;導管提升過猛過高，或測繩測深出現差錯，導管底口超出原砼面，底口涌入泥水;導管接頭不嚴，接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開或焊縫破裂，水從接頭或焊縫流入。預防措施:在砼灌注前應根據灌注孔樁直徑、導管直徑及長度，計算首封砼的最少方量，加工不小于首封方量要求的料斗;每套新進場導管，應對導管進行氣密性試驗，合格后方可使用，每節導管在安裝時應加橡皮圈防水;在砼灌注過程中應隨時控制導管的埋深，應采用測繩砼提升面結合孔內已灌注砼方量反算砼提升面二者雙控的辦法提拔導管，當二者基本一致時方可提拔導管，出入較大的要查明原因確保導管具有一定的埋深后再提拔導管。處理措施:(1)若是上述第一種原因引起的，應立即將導管提出，將散落在孔底的砼拌和物通過泥砂泵吸出或者用空氣吸泥機吸出，不得已時需將鋼筋籠提出采取復鉆清除，然后重新下放鋼筋骨架、導管并投入足夠儲量的首封砼，重新灌注。(2)若是上述第二種原因引起的，在確認導管已拔出砼面后，應立即將導管提出，及時拔出鋼筋籠。對于砼已經初凝鋼筋籠無法拔出的，可采用潛水員潛水，將砼面以上的鋼筋水下切割提出，重新就位鉆機沖擊。出現這種情況應及時果斷，爭取在砼達到很高的強度前處理完畢，將減少處理的費用和時間。

2.3 鋼筋籠上浮

原因分析:由于砼流動性能差、初凝時間短、灌注砼速度過快、設計為半孔鋼筋籠等容易產生在灌注過程中鋼筋籠上浮。預防及處理措施:控制砼的流動性;延長初凝時間;適當減少鋼筋籠下端的箍筋數量，可以減少砼向上的頂托力;鋼筋籠上端焊固在護筒上，可以承受部分頂托力;在孔底設置直徑不小于主筋的1～2 道加強環形筋，并以適當數量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠底部;灌注時特別是半孔鋼筋籠時控制灌注速度。

2.4 斷樁

原因分析:由于灌注中提升導管失誤、混凝土供應中斷(下雨、停電、機械故障、砼供應不及時等)或導管漏水等原因導致導管中已灌注的混凝土與導管的混凝土隔斷，無法繼續灌注的現象通稱為斷樁。在灌注過程中認定發生斷樁事故后，應立即停止砼的灌注，盡快提拔導管和鋼筋籠，盡量將損失降到最小。

3 成樁后的質量缺陷處理

(1)混凝土灌注終孔收方時控制失誤而導致未灌注至設計標高以上或由于砼裹漿導致設計樁頂標高及以下砼松散，而需將樁頂松散砼鑿除后樁長小于設計要求:基坑開挖后進行鉆孔樁的接長。接長施工前，先清理干凈樁頂浮碴和松散混凝土，后鑿除至全斷面露出新鮮骨料為準，將頂面鑿修平整。灌注接樁前應將混凝土表面雜物及積水清理干凈，采用高一等級標號的砼灌注至設計位置。由于樁頂處受力很大，在樁基灌注砼收方時盡量確保超設計灌注一定高度的砼，以免在樁頂處需接樁處理。

(2)由于灌注過程中，發生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導致鉆孔樁混凝土不連續。對于此類問題，當樁基直徑較大(大于等于3.0m)，可采用樁底部壓漿或者高壓注漿方法處理。鉆孔時必須確保進出孔通視。

(3)對于夾層嚴重的，經技術及經濟分析比較后，采取補救處理難度大、費用高的應重新就位鉆機沖擊，以免留下質量隱患和延誤工期。

4 結束語

縱前所述，由于鉆孔樁都是在水下進行，施工中不確定因素和影響很多，出現問題較地面上施工頻繁，難度也較大，無論采取何種處理辦法都將對工程的質量、進度和施工單位的效益產生影響。所以，關鍵是過程控制，即在鉆孔樁施工過程中必須做到每道工序嚴格按照規范操作，責任明確。對出現的問題要弄清楚原因并及時處理到位，對有可能出現的問題要有全面的預防措施和方案，盡量減少在鉆孔樁施工過程中事故的發生。