水下鉆孔灌注樁質(zhì)量通病的成因及其預(yù)防

　　摘要:文章分析了影響鉆孔灌注樁樁身施工質(zhì)量及樁身上段強(qiáng)度的主要原因，提出了預(yù)防樁身質(zhì)量通病的相關(guān)技術(shù)措施。
　　關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁；質(zhì)量；措施
　　
　　一、鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量通病
　　
　　鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時(shí)候，以樁頂位置所受的壓力最大，下部承受的壓力相對(duì)較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實(shí)際受力狀況相反，往往是上部混凝土的強(qiáng)度低，中下段混凝土的強(qiáng)度高，若不嚴(yán)格控制，容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度達(dá)不到質(zhì)量要求的情況。除此之外，還容易出現(xiàn)縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質(zhì)量缺陷，造成樁基承載力的下降，影響到工程結(jié)構(gòu)的安全。
　　
　　二、影響成樁質(zhì)量的原因分析
　　
　　（一）影響樁身上部強(qiáng)度的原因分析
　　1、按照施工規(guī)范的規(guī)定，鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥，但在實(shí)際施工過(guò)程中，很難將淤泥徹底清除，于是在澆灌第一斗混凝土進(jìn)行封底施工時(shí)，孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導(dǎo)管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的，先灌入的混凝土頂升于孔的上面，這樣就容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度較低的現(xiàn)象。
　　澆灌混凝土?xí)r，若導(dǎo)管插入混凝土之內(nèi)過(guò)深，澆注速度又較快，則容易在孔體深部沉積較多的骨料，加上振搗過(guò)程所造成的混凝土的離析，也容易導(dǎo)致樁體上部強(qiáng)度較低的質(zhì)量問(wèn)題。
　　（二）影響其他樁身質(zhì)量的原因分析
　　1、混凝土澆注施工中，若導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)過(guò)淺（<1.5m），則成樁過(guò)程中混凝土的上升就不是頂升式的，而是攤鋪式的，這時(shí)，泥漿、泥塊就容易混入混凝土中，進(jìn)而影響到樁身的質(zhì)量。除此之外，若設(shè)計(jì)的樁身直徑過(guò)小，則混凝土上翻時(shí)就會(huì)受到孔壁的限制，從而使樁體產(chǎn)生空洞、蜂窩缺陷。
　　2、鉆孔灌注樁的承載力主要表現(xiàn)為樁周摩阻力，而樁周摩阻力與孔壁形狀和護(hù)壁質(zhì)量密切相關(guān)。在施工過(guò)程中，孔壁的形狀是由鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、鉆桿下降速度和土質(zhì)等因素決定的，泥漿性能（包括容重、黏度膠體率、砂率等指標(biāo)）愈好、高程越高，越能保護(hù)好護(hù)壁，其樁周摩阻力愈大，但施工難度加大，費(fèi)用也相應(yīng)提高。
　　3、在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環(huán)至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過(guò)程中，施工環(huán)節(jié)多，時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質(zhì)量。靜置的時(shí)間越長(zhǎng)，淤積的淤泥越多。
　　4、混凝土在水下澆灌的過(guò)程中，其流動(dòng)性、初凝時(shí)間、黏聚性能會(huì)變得更差，若稍有疏忽，很容易產(chǎn)生空洞、蜂窩、離析、夾泥甚至斷樁的質(zhì)量缺陷。
　　
　　三、成樁質(zhì)量的控制
　　
　　（一）樁上段強(qiáng)度的保證措施
　　1、依據(jù)樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗混凝土的體積，一般可取1.5～2.0m3，也可以按樁身的設(shè)計(jì)體積的10%加以控制。
　　2、成樁質(zhì)量與樁身的澆注高度有關(guān)，一般控制成樁高度高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0.5～1.0m。待鑿去高出部分的混凝土后，剩余部分不應(yīng)有浮漿和夾泥，混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，否則要返工重澆。
　　3、導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)適宜，一般為2～6m，長(zhǎng)樁可相應(yīng)有所增加。
　　（二）樁身質(zhì)量的保證措施
　　1、工程施工前，應(yīng)先做2個(gè)以上的試驗(yàn)鉆孔，通過(guò)檢測(cè)鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo)，用以核對(duì)所選設(shè)備、工藝方法是否符合技術(shù)要求。檢測(cè)時(shí)，孔壁的穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不小于12h，檢測(cè)數(shù)目不小于2個(gè)。對(duì)一些重要工程，可視情況相應(yīng)增加測(cè)徑數(shù)量。
　　2、護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁要求，液面需高于地下水位0.5m以上，有條件時(shí)，以高于地下水位2m以上更好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護(hù)壁性能差，而且因其容重較大，勢(shì)必產(chǎn)生沉淀速度過(guò)快的問(wèn)題。一般來(lái)講，當(dāng)在黏土或亞黏土中成孔時(shí)，可注入清水以原土造漿護(hù)壁，控制排碴泥漿的相對(duì)密度在1.1～1.2之間；當(dāng)在砂性土質(zhì)或較厚的夾砂層中成孔時(shí)，應(yīng)控制泥漿的相對(duì)密度在1.1～1.3之間。
　　3、吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔，不得有變形損壞。吊放后，先將鋼筋籠在垂直位置上固定好，然后進(jìn)行第二次清孔，檢測(cè)孔底的淤泥厚度，符合規(guī)定后，于0.5h之內(nèi)開始混凝土的灌注施工。
　　（三）混凝土灌注施工的技術(shù)要點(diǎn)
　　因?yàn)樗禄炷潦┕さ碾[蔽性強(qiáng)，很容易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等混凝土質(zhì)量缺陷，因此，必須著重控制水下混凝土的澆注質(zhì)量，包括選好原材料、做好配合比、改進(jìn)工機(jī)具、嚴(yán)格按操作規(guī)程施工等方面。
　　1、完成鉆孔到混凝土澆灌過(guò)程的作業(yè)時(shí)間要緊湊，不宜過(guò)長(zhǎng)；混凝土的漿體濃度要恰當(dāng)，澆灌量不得低于設(shè)計(jì)值，不然會(huì)降低泥漿的置換率造成夾泥。
　　2、導(dǎo)管口距孔底要保持400mm左右的距離，旋轉(zhuǎn)時(shí)要精確測(cè)量，反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后，應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～200mm，使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大，以保證底層的混凝土質(zhì)量。
　　3、在灌注過(guò)程中，要嚴(yán)格把握施工進(jìn)度和時(shí)間，經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管，以使混凝土均勻注入。導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之間且不得小于1m，每間隔15～20min，要對(duì)混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測(cè)量和校核。
　　4、若施工過(guò)程中發(fā)生混凝土堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象，一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當(dāng)，或者是因?yàn)閷?dǎo)管漏水漏漿導(dǎo)致管內(nèi)混凝土與管壁的摩擦力增大、流動(dòng)性降低造成的，要分清原因有針對(duì)性地加以解決，切不要無(wú)控制地靠提管消除堵塞。
　　（四）樁身質(zhì)量的驗(yàn)收
　　灌注樁質(zhì)量的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定，通常檢測(cè)承載力采用樁荷試驗(yàn)或大應(yīng)變動(dòng)測(cè)法，而檢驗(yàn)樁身質(zhì)量一般是通過(guò)對(duì)鉆芯樣實(shí)施超聲波檢測(cè)進(jìn)行檢驗(yàn)，抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%，若工程需要，還可相應(yīng)增加檢驗(yàn)數(shù)量直至逐根檢查。
　　鉆孔灌注樁有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于施工環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低，甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全，必須對(duì)鉆孔灌注樁的施工全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施予以補(bǔ)救。
　　（作者單位：哈爾濱動(dòng)力設(shè)備股份有限公司）