鉆孔灌注樁常見(jiàn)施工故障處理經(jīng)驗(yàn)談

【摘要】鉆孔灌注樁工藝日趨完善，但往往由于施工工藝不當(dāng)或施工時(shí)不規(guī)范，致使質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。本人經(jīng)參加望江縣日新橋工程建設(shè)施工，積累了一些鉆孔灌注樁基施工經(jīng)驗(yàn)，本文就鉆孔灌注樁在鉆孔過(guò)程與混凝土施工過(guò)程中易出現(xiàn)的故障與質(zhì)量問(wèn)題及其處理與預(yù)防措施進(jìn)行了探討，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】鉆孔 安置鋼筋籠 故障處理

一、前言

望江縣日新橋工程位于望江縣漳湖鎮(zhèn)。該橋?yàn)槿缙桨鍢颍A(chǔ)處理采用鋼筋混凝土鉆孔灌注樁，設(shè)計(jì)樁身直徑為900mm，樁身混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，樁長(zhǎng)約25.3m~32.0m。

二、鉆孔過(guò)程中易出現(xiàn)的故障及處理措施

1、鉆孔偏斜

這是在施工中最為常見(jiàn)的一種，偏斜原因有好幾種：

（1）樁架不穩(wěn)，鉆桿導(dǎo)架不垂直，鉆機(jī)磨耗，部件松動(dòng)。故此在開(kāi)鉆前一定要檢查鉆機(jī)的穩(wěn)定性與垂直度，在鉆進(jìn)過(guò)程中要隨時(shí)復(fù)核，如有偏差及時(shí)處理。

（2）土層硬度不均，致使鉆頭受力不均。在地層分層處要注意控制鉆速，不要過(guò)快，同時(shí)要采用減壓鉆進(jìn)。

（3）鉆進(jìn)時(shí)遇有較大孤石、探頭石。此時(shí)宜用鉆機(jī)鉆透。用沖孔機(jī)時(shí)，用低速將石打碎；有傾斜基巖時(shí)，可用混凝土填平，待混凝土凝固后再鉆。

（4）擴(kuò)孔較大處，鉆頭擺動(dòng)偏向一方。在容易擴(kuò)孔處低速減壓鉆進(jìn)。

（5）鉆孔彎曲，接頭不正。

為了防止出現(xiàn)成孔偏斜，可在施工中采用加扶正圈導(dǎo)正，全孔減壓鉆進(jìn)的防斜措施。扶正圈直徑比設(shè)計(jì)樁徑小200mm，扶正圈的位置放在離鉆頭5~6m處，必要時(shí)可每鉆進(jìn)20~30m加一扶正圈，以加強(qiáng)鉆具的導(dǎo)向性。

2、塌孔

其表征是孔內(nèi)水位突然上升又下降，孔口冒細(xì)密的水泡，出渣量明顯增加而不見(jiàn)進(jìn)尺，鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加。

塌孔原因主要有：

（1）護(hù)筒埋置過(guò)淺，周?chē)馓畈幻埽┧?/p>

（2）操作不當(dāng)，如提升鉆頭，沖擊錐（抓）或掏渣傾倒，或放鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁；

（3）泥漿稠度小，起不到護(hù)壁作用；

（4）泥漿水位高度不夠，對(duì)孔壁壓力小；

（5）向孔內(nèi)加水時(shí)流速過(guò)大，直接沖刷孔壁；

（6）在松軟砂層中鉆進(jìn)時(shí)進(jìn)尺過(guò)快。

預(yù)防措施：汛期或朝汐地區(qū)水位變化過(guò)大時(shí)，采取升高護(hù)筒增加水頭或用虹吸管等措施保持水頭相對(duì)穩(wěn)定；提升鉆頭，下放鋼筋骨架時(shí)應(yīng)保持垂直，不要碰撞孔壁。

處理措施：事故發(fā)生后應(yīng)查明塌孔位置后進(jìn)行處理。塌孔位置不深時(shí)，可采取鉆深埋護(hù)筒，穿過(guò)塌孔處。塌孔位置深時(shí)，塌孔不嚴(yán)重，可回填到塌孔位置以下，并采取改善泥漿性能、加高水頭措施，繼續(xù)鉆進(jìn)。塌孔嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)立即將鉆孔用砂類(lèi)土或礫石土回填，無(wú)此類(lèi)土?xí)r可采用粘質(zhì)土并摻入5%~8%的水泥砂漿，觀察數(shù)日后重新開(kāi)鉆。

3、擴(kuò)孔與縮徑

擴(kuò)孔多系孔壁小塌孔或鉆錐擺動(dòng)過(guò)大，應(yīng)針對(duì)原因采取措施。縮徑常因地層中含有遇水能膨脹的軟塑料土或泥質(zhì)葉巖造成；鉆錐磨損過(guò)甚也可造成孔徑偏小。前者應(yīng)采取失水率較小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，后者應(yīng)及時(shí)焊補(bǔ)鉆錐。縮徑已發(fā)生后，可采取鉆錐上下反復(fù)掃孔，擴(kuò)大孔徑。

4、漏漿

鉆孔施工時(shí)，密切注意泥漿面的變化，一但發(fā)現(xiàn)有漏漿現(xiàn)象，分不同情況及時(shí)采取控制措施。

（1）增大泥漿比重和粘度，停止除砂，停鉆進(jìn)行泥漿循環(huán)，補(bǔ)漿保證漿面高度，觀察漿面不在下降時(shí)方可鉆進(jìn)。

（2）如果漏漿得不到控制，則需在漿液里加鋸末，經(jīng)過(guò)循環(huán)堵塞孔隙，使?jié)B、漏漿得以控制。

（3）如果在鋼護(hù)筒底口漏漿，在采用上述措施得不到控制后，將鋼護(hù)筒接長(zhǎng)跟進(jìn)。

（4）在采用上述措施后，若漏漿得不到控制，要停機(jī)提鉆，填充粘土，放置一段時(shí)間后，再進(jìn)行施鉆。

5、糊鉆

在正循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí)，遇軟塑粘質(zhì)土層，泥漿相對(duì)密度和粘度過(guò)大，進(jìn)尺快，粘渣量大，鉆桿內(nèi)徑過(guò)小，出漿口堵塞而造成。此時(shí)應(yīng)改善泥漿性能，對(duì)鉆桿內(nèi)徑鉆渣出口和排渣設(shè)備的尺寸進(jìn)行計(jì)算。并適當(dāng)控制進(jìn)尺。若已嚴(yán)重糊鉆時(shí)，應(yīng)停鉆提出鉆錐，清除鉆渣。

三、混凝土灌注中故障處理

1、導(dǎo)管進(jìn)水及堵塞

第一批混凝土拌和物下落后，導(dǎo)管進(jìn)水時(shí)，應(yīng)將已灌注的拌和物用吸泥機(jī)（可用導(dǎo)管作吸泥管）全部吸出，針對(duì)進(jìn)水的原因，改進(jìn)操作工藝或增加首批拌和物儲(chǔ)量，重新灌注。在導(dǎo)管提升且底口超出已灌注拌和物時(shí)導(dǎo)管進(jìn)水，可依次將導(dǎo)管拔出，用吸泥機(jī)或潛水泥漿泵將原混凝土拌和物表面的沉渣全部吸出，將裝有底塞的導(dǎo)管重插入原混凝土表面下2．5m深處，然后在無(wú)水導(dǎo)管中繼續(xù)灌注，將導(dǎo)管提升0.5m，繼續(xù)灌注混凝土即可沖開(kāi)導(dǎo)管底塞流出。

導(dǎo)管堵塞多因隔水硬球不符合要求被卡住而產(chǎn)生。可采用長(zhǎng)桿沖搗，或用附著于導(dǎo)管外側(cè)的振動(dòng)器振動(dòng)導(dǎo)管，或提升導(dǎo)管迅速下落振沖，或用鉆桿上加配重沖擊導(dǎo)管內(nèi)混凝土。若上述方法無(wú)效，應(yīng)提出導(dǎo)管，取出障礙物，重新改用其它隔水設(shè)施灌注。還有一種為氣堵，當(dāng)混凝土滿管下落時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土（或泥漿）面至導(dǎo)管口的空氣被壓縮，當(dāng)導(dǎo)管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)就出現(xiàn)氣堵現(xiàn)象。解決氣堵現(xiàn)象的措施為首批混凝土澆注時(shí)，在泥漿面以上的導(dǎo)管中間要開(kāi)孔排氣，當(dāng)首批混凝土滿管下落時(shí)，空氣能從孔口排掉。

2、灌注塌孔

大的塌孔表征與鉆孔期間相似，可用探測(cè)錘探測(cè)，如達(dá)不到混凝土表面高程時(shí)即可證實(shí)發(fā)生塌孔。

產(chǎn)生的原因有：

（1）護(hù)筒底腳漏漿；

（2）潮汐區(qū)未保持所需水頭；

（3）地下壓超過(guò)原承壓力；

（4）孔內(nèi)泥漿相對(duì)密度與黏度過(guò)底；

（5）孔口周?chē)逊胖匚锘驒C(jī)械振動(dòng)。

處理措施：如塌孔數(shù)量不大，采取措施后可用吸泥機(jī)吸出混凝土表面的泥土，如不繼續(xù)塌孔，可恢復(fù)正常灌注。如塌孔仍不停止，而且在擴(kuò)大趨勢(shì)，應(yīng)將導(dǎo)管與鋼筋骨架拔出，將孔內(nèi)用黏土或滲入5％~8％的水泥填滿。待數(shù)日后孔位周?chē)貙右逊€(wěn)定后現(xiàn)施工。

3、鋼筋骨架上升

除去一般被掛上升的原因外，主要是由于混凝土沖出導(dǎo)管底口后向上的頂托力造成的。為防止鋼筋骨架上浮，當(dāng)灌注的混凝土頂面跟鋼筋骨架底部1m左右時(shí)，降低混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土上升到骨架底口4m以上時(shí)，提升導(dǎo)管，使其底口高于骨架底口2m以上，即可恢復(fù)正常的灌注速度。輔助方法是將鋼筋骨架頂端焊固在護(hù)筒上，或?qū)摻罟羌苤械?根主筋伸長(zhǎng)到樁孔底。當(dāng)設(shè)計(jì)許可時(shí)，骨架下端2m范圍內(nèi)箍筋內(nèi)距布置大些。還有一種原因就是最初澆注的混凝土開(kāi)始初凝，與鋼筋的裹握力增大，新澆注的混凝土上升的頂力頂升最初混凝土?xí)r帶動(dòng)鋼筋骨架一起上升。

4、埋管

灌注過(guò)程中導(dǎo)管提升不動(dòng)，或灌注完畢后導(dǎo)管拔不出來(lái)，統(tǒng)稱(chēng)埋管。常因?qū)Ч苈裰眠^(guò)深所致，若已成埋管故障，宜插入一直徑稍小的護(hù)筒至已灌注混凝土中，用吸泥機(jī)吸出混凝土表面上泥渣，派潛水工下至混凝土面在水下將導(dǎo)管齊混凝土面切斷。拔出安全護(hù)筒，重新下導(dǎo)管灌注，灌注完成上下斷層間予以補(bǔ)強(qiáng)。

若樁徑過(guò)小，潛水工無(wú)法下去工作時(shí)，可在吸出混凝土表面上泥渣后，采用輸送管直徑100~150㎜且水下連接一段鋼管的混凝土泵，泵送余下的混凝土。

5、夾層斷樁

多為以上多種事故發(fā)生的結(jié)果。有些是在灌注完成后，鉆取樁身混凝土上巖芯或無(wú)破損檢測(cè)時(shí)發(fā)生混凝土中夾有泥砂的情況，稱(chēng)為夾層斷樁事故。多因首批混凝土隔離層上升已近初凝，流動(dòng)性降低，在導(dǎo)管埋深較小時(shí)，續(xù)灌混凝土拌和物頂破隔離層上升，將原灌注混凝土表面的沉淀土覆蓋在混凝土拌和物下造成的。還有一種原因就是泥漿過(guò)稠，增加澆注砼的阻力（如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊），在施工中發(fā)生導(dǎo)管堵塞，流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提出導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量砼，一旦流出其勢(shì)甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層。還有一種可能就是導(dǎo)管埋得太深，提出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔出后砼不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。

6、混凝土嚴(yán)重離析

多由導(dǎo)管漏水引起水滲，地下水滲流造成。

灌注前應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)道觀的水密性，在承壓地下水區(qū)應(yīng)測(cè)驗(yàn)地下水的壓力高度和滲流速度，當(dāng)其速度超過(guò)12m/min，應(yīng)注意在此區(qū)進(jìn)行鉆孔灌注的施工措施。

四、灌注樁的補(bǔ)強(qiáng)方法

1、先鉆兩小孔，分別作壓漿和出漿用。深度應(yīng)達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)處1m以下。

2、用高壓水泵向孔內(nèi)壓入清水，使夾層泥渣從出漿孔沖洗出來(lái)。

3、用壓漿泵先壓入水灰比為0.8的純水泥漿，進(jìn)漿口應(yīng)用麻絮填堵在鐵管周?chē)變?nèi)有清水從另一孔全部壓出來(lái)之后，再水灰比為0.5的濃水泥漿壓入。

4、濃漿壓入時(shí)應(yīng)使其充分?jǐn)U散，當(dāng)濃漿從出漿口冒出時(shí)停止壓降，用碎石將出漿口封填，并以麻袋堵實(shí)。

5、最后再用水灰比0.4的水泥漿壓入，壓力增大到0.7~0.8MPa時(shí)關(guān)閉進(jìn)漿閥，穩(wěn)壓壓漿20~25min。

五、結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)施工中最常的施工工藝，也是結(jié)構(gòu)物中最重要的組成部分，它的施工直接影響到整個(gè)工程的工期與成本。由于樁的施工有高度的隱蔽性，而影響樁基工程的因素又多，特別是鉆孔樁的施工質(zhì)量具有很多的不確定因素，故在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)施工故障與質(zhì)量隱患，樁基的工程質(zhì)量問(wèn)題將直接危及主體結(jié)構(gòu)的正常使用與安全。因此，加強(qiáng)基樁施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，對(duì)確保整個(gè)工程的質(zhì)量與安全具有重要意義。

（作者單位：望江縣水利局）