后壓漿鉆孔灌注樁常見質(zhì)量問題的分析與防治

郭素娟 孫建中

摘要:對(duì)后壓漿鉆孔灌注樁施工過程中常見的質(zhì)量問題進(jìn)行初步分析,并提出防治辦法。

關(guān)鍵詞:后壓漿鉆孔灌注樁;常見質(zhì)量問題;防治

近年來我國(guó)高層建筑市場(chǎng)發(fā)展迅猛,對(duì)樁基礎(chǔ)的承載力提出了更高的要求。后壓漿鉆孔灌注樁技術(shù)以其施工工藝簡(jiǎn)單、承載力提高明顯等優(yōu)點(diǎn)受到了廣泛應(yīng)用。其工藝原理在于樁砼達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后用注漿泵將水泥漿通過預(yù)置于樁鋼筋籠上的管路壓入樁周或樁端土層中,使樁土界面的幾何和力學(xué)條件得以改善,并對(duì)樁底沉渣、施工樁孔時(shí)樁端受到擾動(dòng)的持力層得到有效的加固或壓密,進(jìn)而提高樁的承載力。

1 鉆進(jìn)時(shí)的坍孔問題

1.1 成因

在鉆孔過程中,如果孔內(nèi)水位突然下降,孔口涌出細(xì)密水泡,就表示已坍孔。此時(shí)出渣量顯著增加而不見鉆頭進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷顯著增加,泥漿泵壓力突然上升,造成憋泵。一旦坍孔,鉆孔便無法正常進(jìn)行,易造成掉鉆、埋鉆事故。

1.2 防治措施

在松散粉土或流砂中鉆孔時(shí),應(yīng)選用比重較大、粘度的泥漿。并放慢進(jìn)尺速度,也可投入粘土摻片石或卵石,低錘沖擊,將粘土膏、片石卵石擠入孔壁穩(wěn)定孔壁。

根據(jù)不同地質(zhì)條件調(diào)整泥漿比重,確保泥漿具有足夠的稠度確保孔內(nèi)外水位差,維護(hù)孔壁穩(wěn)定。泥漿的比重控制在1.25～1.30左右,數(shù)量不少于樁孔體積的2倍。實(shí)踐證明高質(zhì)充足的泥漿是確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。

發(fā)生孔口坍塌時(shí),可立即拆除護(hù)筒并回填夯實(shí),待回填土密實(shí)后再行施工,坍孔部位不深時(shí),可用深埋護(hù)筒法,將護(hù)筒周圍土夯實(shí)填密實(shí)重新鉆孔。

發(fā)生孔內(nèi)坍塌時(shí),判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1～2m。如坍孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)全部回填,待回填物沉積密實(shí)后再進(jìn)行鉆進(jìn)。

2 鉆孔偏斜

2.1 成因

鉆孔偏斜易造成鋼筋籠吊入困難,或?qū)е聵冻休d力小于設(shè)計(jì)要求。造成鉆孔偏斜的原因大致有五個(gè)方面:1、鉆孔中遇有較大孤石或探頭石。2、在有傾斜度的軟硬地層交界處,巖面傾斜處鉆進(jìn),或在粒徑大小懸殊的卵石層中鉆進(jìn),鉆頭受力不均。3、擴(kuò)孔較大處,鉆頭擺動(dòng)偏向一方。4、鉆機(jī)底座未安置水平或產(chǎn)生不均勻沉陷。5、鉆桿彎曲,接頭不正。

2.2 防治措施

安裝鉆機(jī)時(shí)要保證底座水平,起重滑輪輪軸、鉆桿和護(hù)筒中心三者在一條豎直線上。并經(jīng)常檢查校正。由于主動(dòng)鉆桿較長(zhǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上部擺動(dòng)過大,必須在鉆架上增設(shè)導(dǎo)向架,控制擺動(dòng)幅度。鉆桿、接頭應(yīng)逐個(gè)檢查,及時(shí)調(diào)整。鉆桿彎曲要用千斤頂及時(shí)調(diào)直。在軟硬地層交界處鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)懸吊鉆桿控制進(jìn)尺,低速慢鉆。偏斜嚴(yán)重時(shí)應(yīng)回填砂粘土到偏斜處,待沉積密實(shí)后再繼續(xù)鉆進(jìn)。

3 縮徑

3.1 成因

縮徑易導(dǎo)致鋼筋籠砼保護(hù)層過小及降低樁承載力等質(zhì)量問題。產(chǎn)生縮徑主要原因有:1、鉆具焊補(bǔ)不及時(shí),鉆齒嚴(yán)重磨損,鉆成孔徑往往比設(shè)計(jì)樁徑稍小。2、鉆進(jìn)地層中有軟塑土,遇土膨脹后使孔徑縮小。

3.2 防治措施

經(jīng)常檢查鉆具尺寸,及時(shí)補(bǔ)焊或更換鉆齒。加快成孔速度,快速通過縮徑區(qū)。在成孔一段時(shí)間,孔壁形成泥皮,孔壁不會(huì)滲水,亦不會(huì)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。

4 掉鉆、卡鉆和埋鉆

4.1 成因

鉆孔時(shí)鉆頭鉆進(jìn)過快導(dǎo)致塌控或孔內(nèi)有探頭石等均能發(fā)生卡鉆。傾斜長(zhǎng)護(hù)筒下端被鉆頭撞擊變形及鉆頭傾倒,也能發(fā)生卡鉆。卡鉆時(shí)強(qiáng)提、強(qiáng)扭,使鉆桿、鋼絲繩斷裂;鉆桿接頭不良、滑絲;電機(jī)接線錯(cuò)誤,使不能反轉(zhuǎn)的鉆桿松脫,鉆桿、鋼絲繩、聯(lián)結(jié)裝置磨損,未及時(shí)更換等均造成掉鉆事故。

4.2 防治措施

經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置,保證靈活,經(jīng)常檢查鉆桿、鋼絲繩及聯(lián)結(jié)裝置的磨損情況,及時(shí)更換磨損件,防止掉鉆。對(duì)于卡鉆,不宜強(qiáng)提,只宜輕提鉆頭。如輕提不動(dòng)時(shí),可用小沖擊鉆沖擊,或用沖、吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動(dòng)后再提出。對(duì)于掉鉆,宜迅速用打撈叉、鉤、繩套等工具打撈。如是坍孔或其他原因造成的埋鉆,應(yīng)使用空氣吸泥機(jī)吸走埋鉆的泥砂,提出鉆頭。

5 護(hù)筒冒水、鉆孔漏漿

5.1 成因

護(hù)筒外壁冒水,護(hù)筒刃腳或鉆孔壁向孔外漏泥漿的現(xiàn)象稱為護(hù)筒冒水、鉆孔漏漿。一旦漏漿,護(hù)筒內(nèi)承壓水頭高并得不到保障,易引發(fā)坍孔,也會(huì)造成護(hù)筒傾斜、位移及周圍地面下沉。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因有:a. 護(hù)筒埋設(shè)太淺,周圍填土不密實(shí),或護(hù)筒的接縫不嚴(yán)密,在護(hù)筒刃腳或其接縫處產(chǎn)生漏水。b. 鉆頭起落時(shí),碰撞護(hù)筒,造成漏水。c. 鉆孔中遇有透水性強(qiáng)或地下水流動(dòng)的地層。d. 護(hù)筒內(nèi)水位過高。

5.2 防治措施

埋設(shè)護(hù)筒時(shí),護(hù)筒四周土要分層夯實(shí),宜選擇含水量適當(dāng)?shù)恼惩痢Ｍ庾o(hù)筒一般采用鋼制護(hù)筒,內(nèi)徑大于樁徑50cm為宜,埋設(shè)深度根據(jù)地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)整,但不宜小于1.5m,其主要作用是固定樁位,控制孔口有一定的水頭,防止孔口塌陷。

適當(dāng)降低護(hù)筒內(nèi)的水頭,水頭過高易從護(hù)筒底腳處產(chǎn)生空孔現(xiàn)象,水頭過低又會(huì)減弱井孔內(nèi)的水壓外滲護(hù)壁作用,甚至產(chǎn)生“反滲“現(xiàn)象。如護(hù)筒嚴(yán)重下沉、位移,則應(yīng)返工重埋護(hù)筒。鉆孔孔壁漏水,可倒入粘土或填入片石、碎卵石土,以增強(qiáng)護(hù)壁。

6 樁底沉渣量過大

6.1 成因

檢查不夠認(rèn)真,清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。

6.2 防治措施

認(rèn)真檢查,采用正確的測(cè)繩與測(cè)錘。一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥漿性能,延長(zhǎng)清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行,準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭,一頭可接導(dǎo)管,一頭接膠管,在導(dǎo)管下完后,提離孔底0.4m,在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn):及時(shí)有效保證樁底干凈。

7 鋼筋籠上浮

7.1 成因

由于砼灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí),其上層砼因澆注時(shí)間較長(zhǎng),已近初凝,表面形成硬殼,砼與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上,混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。

7.2 防治措施

灌注砼過程中,應(yīng)隨時(shí)掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m時(shí),應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí),應(yīng)立即停止?jié)沧?并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注,上浮現(xiàn)象即可消除。

8 斷樁與夾泥

8.1 成因

泥漿過稠,增加了澆注砼的阻力,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,因此,在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象,最后只好懸提導(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,即沖破泥漿最薄弱處急速擴(kuò)散,并將泥漿夾裹于樁內(nèi),造成夾泥層。

灌注砼過程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┮彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因:a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí),一般采用上下振擊法,使混凝土強(qiáng)行流出,但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少,極易提漏。b.因泥漿過稠,如果估算或測(cè)砼面難,在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí),對(duì)砼澆注高度判斷錯(cuò)誤,而在卸管時(shí)多提,使導(dǎo)管提離砼面,也就產(chǎn)生提漏,引起斷樁。

8.2 防治方法

認(rèn)真做好清孔,防止孔壁坍塌。盡可能提高混凝土澆注速度:A.開始澆砼時(shí)盡量積累大量砼,產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。B.快速連續(xù)澆注,使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài),可防導(dǎo)管堵塞。提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,灌注砼過程中隨時(shí)測(cè)量導(dǎo)管埋深,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。

參考文獻(xiàn)

[1]張曉煒,黃生根. 鉆孔灌注樁后壓漿技術(shù)理論與應(yīng)用.北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,2007

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