鄂爾多斯某工廠灌注樁地基施工中的問題及處理

【摘 要】灌注樁的施工技術(shù)已經(jīng)有了十分成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，但由于樁基礎(chǔ)屬于隱蔽工程，在施工條件復(fù)雜的情況下，要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，還需要深入了解灌注樁特點(diǎn)。本文通過鄂爾多斯某工廠后壓漿灌注樁的案例分析灌注樁施工中的可能遇到的問題及采取的處理方法。

【關(guān)鍵詞】灌注樁；隱蔽工程；施工質(zhì)量；后壓漿

1．引言

旋挖鉆機(jī)自上世紀(jì)90年代引入中國以來，已經(jīng)有了十分成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)地層的適宜性較廣，即適用于粘性土，也適用于砂性土，還適用于強(qiáng)度較低的風(fēng)化巖。但本工程所在場地處于風(fēng)積沙丘地帶，地形南高北低，較為復(fù)雜，在施工過程中仍可能存在很多問題，要對(duì)施工過程中可能出現(xiàn)的問題提前做出解決方案。

2．主要工程地質(zhì)條件

本工程所在場地處于風(fēng)積沙丘地帶，地形南高北低，南部地形變化較大，水位埋深變化較大，穩(wěn)定水位埋深7.2～22.5m，地形較為復(fù)雜。部分場地所屬環(huán)境類別為Ⅰ類，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋均具微腐蝕。

3．成孔及問題處理

本工程鉆孔灌注樁樁徑為1000mm。根據(jù)地層條件，樁孔成孔施工主要采用旋挖鉆機(jī)成孔工藝。（如下圖所示）

成孔工藝流程

3.1 偏斜

鉆孔機(jī)安裝時(shí)， 支撐不好、樁孔地質(zhì)構(gòu)造不均勻等因素引起鉆機(jī)整體或鉆頭在鉆孔過程中發(fā)生偏斜， 導(dǎo)致偏孔。對(duì)于不同原因造成的傾斜，應(yīng)采根據(jù)具體情況具體對(duì)待。（1）因鉆機(jī)傾斜造成的應(yīng)先移開鉆機(jī)， 檢查鉆孔壁情況。如鉆孔壁比較穩(wěn)定， 則應(yīng)加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積， 而后重新安裝鉆機(jī)恢復(fù)施工； 鉆孔壁隨時(shí)有坍塌可能的， 應(yīng)將鉆孔回填至原地面， 待地層靜置穩(wěn)定后重新開始鉆孔。（2）地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的， 先分析清楚巖層的走向， 然后采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧希ɑ靥畈牧弦话銥槠诱惩痢⒓儔A、鋸末等組成的混合物）將鉆孔回填至計(jì)算確定的高程處， 靜置一段時(shí)間后恢復(fù)施工。孔中心偏差小于 20 cm 的， 靜置 1～2 h 后可以繼續(xù)鉆孔。孔中心偏差大于 20 cm 的， 應(yīng)根據(jù)情況靜置 2 h 甚至更長的時(shí)間待地層沉積穩(wěn)定后恢復(fù)鉆孔施工。

3.2 護(hù)筒脫落

護(hù)筒的埋設(shè)高度不應(yīng)小于1.2m，且應(yīng)滿足孔內(nèi)泥漿面高度的要求。施工期間護(hù)筒內(nèi)的泥漿面應(yīng)高出地下水位1.0m以上，在受水位漲落影響時(shí)，泥漿面應(yīng)高出最高水位1.5m以上。護(hù)筒埋設(shè)前先根據(jù)樁位引出四角控制樁，控制樁用Φ16鋼筋制作，打入土中至少30cm。護(hù)筒周圍要用粘土搗實(shí)，避免漏漿。護(hù)筒埋設(shè)偏差不大于50mm，并保證護(hù)筒垂直、水平。

由于護(hù)筒背后回填質(zhì)量不好， 受地面流水的浸泡等因素引起護(hù)筒失去穩(wěn)定、脫落。出現(xiàn)護(hù)筒脫落應(yīng)立即停止鉆孔， 將鉆機(jī)移開， 采取相應(yīng)措施處理。由地面流水引起的可先排除流水， 在原地面上填一層粘土使地面干燥、不滲漏， 然后重新安裝， 恢復(fù)鉆孔施工。

3.3 掉鉆

發(fā)生“ 掉鉆”后， 應(yīng)及時(shí)采取恰當(dāng)?shù)姆椒▽?shí)施打撈。如果鉆孔壁穩(wěn)定， 直接用鉆機(jī)起吊“ 打撈器”入孔進(jìn)行打撈。打撈前， 先用“ 探針”探明鉆頭在孔中的位置為制定打撈方案提供依據(jù)。打撈設(shè)備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功， 避免起吊至空中再度落入孔中的現(xiàn)象發(fā)生。鉆孔壁出現(xiàn)局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩(wěn)定時(shí)， 應(yīng)先加大孔內(nèi)泥漿的濃度， 將旋轉(zhuǎn)鉆頭放入安全的深度范圍攪動(dòng)泥漿以加強(qiáng)鉆孔壁，然后用“ 氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認(rèn)鉆頭已露出后再實(shí)施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時(shí)有繼續(xù)坍塌可能時(shí)， 用在孔內(nèi)安裝長鋼護(hù)筒、攪拌樁圍護(hù)、帷幕法等方法加固鉆孔壁， 然后打撈鉆頭。

3.4 鉆進(jìn)中塌孔處理

施工中遇有塌孔，應(yīng)查明原因，然后進(jìn)行處理。塌孔不嚴(yán)重時(shí)，可以回填至塌孔位置以上，并采取改善泥漿性能，加高水頭等措施繼續(xù)鉆進(jìn)。如果塌孔嚴(yán)重需要用砂或礫石夾粘土回填，暫停一段時(shí)間后繼續(xù)鉆進(jìn)。

4、灌漿中的注意事項(xiàng)

混凝土的澆筑，必須保證混凝土的供應(yīng)和吊裝設(shè)備的萬物一失。本工程采用8m3砼罐車滿車初灌，初灌量滿足要求。初灌后，嚴(yán)格控制進(jìn)料速度，以保持混凝土面均勻連續(xù)上升，導(dǎo)管埋入混凝土的深度宜控制在2～6m。灌注完成后，清理出護(hù)筒上的吊環(huán)，套上鋼絲繩套，利用吊車緩緩提出護(hù)筒，防止落入大土塊，影響樁頂混凝土質(zhì)量。

本工程樁基混凝土強(qiáng)度為C30，坍落度要求在180～220mm之間，砼砂率40～45%之間，水泥用量不小于360kg/m3。砼必須具有良好的流動(dòng)性和擴(kuò)散性，1小時(shí)的坍落度損失不大于3cm，混凝土的初凝時(shí)間不小于8小時(shí)。

4.1 浮籠事故

產(chǎn)生浮籠現(xiàn)象的原因很多，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）混凝土灌注時(shí)對(duì)鋼筋籠底部產(chǎn)生了頂托力，灌注速度越快，頂托力越大。如果混凝土灌注間隔時(shí)間較長，由靜止到開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，頂托力最大；（2）混凝土導(dǎo)管口對(duì)鋼筋籠也產(chǎn)生了頂托力。距離越近，灌注混凝土?xí)r對(duì)鋼筋籠的頂托力越大；（3）混凝土初凝后對(duì)上部鋼筋籠產(chǎn)生頂力、初凝越快，頂力越大；（4）孔內(nèi)殘?jiān)^多，積聚在混凝土液面，跟隨混凝土液面上升，至鋼筋籠底部時(shí)產(chǎn)生了向上的頂力。

解決方案如下采取措施：下籠時(shí)應(yīng)采取相對(duì)固定措施， 盡可能多焊幾條主筋在鉆機(jī)底座上， 增大固結(jié)力。在灌注過程中混凝土何時(shí)接近或進(jìn)入鋼筋籠應(yīng)做到心中有數(shù)。在混凝土面接近和進(jìn)入鋼筋籠時(shí)，應(yīng)保持許可范圍之內(nèi)的較深埋管， 并連續(xù)灌入混凝土盡可能減少混凝土從導(dǎo)管底口出來后對(duì)鋼筋籠的沖擊力； 當(dāng)混凝土面進(jìn)入鋼筋籠一定深度后， 適當(dāng)提升導(dǎo)管， 以增加鋼筋籠的埋深， 保證鋼筋籠不致上浮。如果出現(xiàn)浮籠， 應(yīng)盡快處理， 防止繼續(xù)上浮。最好用多根直徑 6 cm 左右鋼管套住鋼筋籠再焊在護(hù)筒上， 并用鋼筋或方木成網(wǎng)狀壓住所焊鋼管及護(hù)筒， 這樣才能保證鋼筋籠上浮時(shí)不致過分偏位。

4.2 卡管

灌注中途卡管因機(jī)械故障，使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過長， 或者灌注時(shí)間過長， 部分混凝土已經(jīng)初凝， 使下落阻力增大而堵在導(dǎo)管內(nèi)。這種事故應(yīng)以預(yù)防為主。灌注前應(yīng)全面檢修設(shè)備。盡可能使灌注連續(xù)快速， 炎熱季節(jié)在灌注初期混凝土中摻入適量緩凝劑， 以避免混凝土過早初凝。已灌注混凝土厚度在 3 m 以內(nèi)出現(xiàn)卡管又無法補(bǔ)救時(shí)， 建議停止?jié)仓?拔出導(dǎo)管， 采用吸泥機(jī)吸出混凝土， 并重新清孔再灌注， 或者提起鋼筋籠，重下鉆頭， 加大泥漿濃度， 鉆至設(shè)計(jì)標(biāo)高并排出已灌混凝土， 再按常規(guī)辦法清孔， 重新灌注， 以較小的損失換取高質(zhì)量的工程。

4.3 埋管

灌注過程中導(dǎo)管無法拔出有兩種可能： 一是鋼筋籠制作質(zhì)量差， 部分鋼筋脫離主筋后插入導(dǎo)管吊環(huán)內(nèi)。這時(shí)應(yīng)正反轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管， 使導(dǎo)管與鋼筋籠分離并居鉆孔中心， 再繼續(xù)灌注； 二是導(dǎo)管埋深過大或混凝土初凝使導(dǎo)管內(nèi)外摩擦力增大。水下混凝土灌注應(yīng)嚴(yán)格控制埋管深度，不得大于 6 m 且小于 2 m。為防止混凝土初凝， 除適當(dāng)加緩凝劑外還應(yīng)振動(dòng)導(dǎo)管。一旦埋管發(fā)生， 應(yīng)先查明究竟是何種原因， 盡可能增大拔力拔起導(dǎo)管， 拔起過程中應(yīng)正反搖動(dòng)導(dǎo)管， 使其易于拔起。