鉆孔灌注樁沉淀層問題

張昌盛

中冶沈勘工程技術有限公司，北京 110016

0 引言

在鉆孔灌注樁的施工過程中往往會遇到如下一些問題：斜孔、坍孔、導管漏水及沉淀層超標等，這些問題的存在會直接影響灌注樁的質量。本文就其中的沉淀層問題進行分析，沉淀層的形成一般分三個階段，每個階段沉淀層的形成原因是不同的，同時控制其方法也是不同的。就沉淀層的定義而言，工程上往往將其定義為：1）灌注混凝土前的沉淀層指的是粘土、砂土等與水的混合物，具有一定的流塑性；2）灌注混凝土中和后的沉淀層指的是灌注混凝土前的混合物與砂漿混合之后的產物，也具有一定的流塑性，但是會差于灌注混凝土前混合物的流塑性。實際工程中，沉淀層具有不可見性以及控制難度系數大等問題，所以需要十分注重對其的控制，以便提高施工質量。

1 沉淀層的形成

實際工程中，沉淀層的形成在灌注混凝土過程中主要分為三個階段，即前、中、后三個階段。以下就各階段沉淀層的形成進行一一分析。

1.1 灌注混凝土前的沉淀層

施工中，在樁孔打好后需要進行鋼筋籠的安裝過程，在這個過程中孔內部的泥漿處于靜止狀態，使得泥漿中的大部分懸浮顆粒離析而下沉，便形成了沉淀層。就沉淀層的厚度控制而言，對于摩擦樁，需要將沉淀層控制在不大于0.4-0.6D 范圍內，其中D 代表樁的設計直徑；對于支承樁，則需要將沉淀層控制在設計規定的范圍內，一般為5-10cm。研究數據表明：沉淀層的厚度與清孔后的時間并不是正比關系，但是沉淀層的厚度會隨著時間的變長而相應的增加。考慮到實際工程中沉淀層的厚度會直接影響樁底的承載力，所以必須嚴格控制其厚度。

1.2 灌注混凝土中的沉淀層

該階段沉淀層的形成過程如下：灌入混凝士時，在孔內會產生一定量的高壓水流，使得原本的沉淀層被沖散，而殘留于孔底部的沉淀物會與灌入的砂漿融合，形成混合物，隨著這些混合物的不斷上升，便形成了沉淀層。研究表明，該階段的沉淀層厚度往往會受到以下因素的影響，即泥漿的相對密度；灌注混凝土前的孔底沉淀層的厚度；砂漿的含量；灌注的速度。

1.3 灌注混凝土后的沉淀層

其形成是在樁澆筑完成后，待混凝土的強度基本上達到預定值時，在灌注樁的頂部會產生一定量的沉淀物。研究數據表明，該階段的沉淀層厚度往往與末批混凝土料的計算有關。在實際工程中，必須對這些沉淀層進行處理，因為其能夠直接影響樁的整體承載能力和抗彎矩能力。

2 各階段沉淀層的控制措施

2.1 灌注混凝土前的沉淀層控制措施

測量該階段的沉淀層厚度一般有兩種方法，即：1）采用取樣盒進行量測；2）采用測錘法測量，需要注意的是：測量的起點是倒錐形1/2 高度處。可以從如下幾個方面對沉淀層厚度進行控制：

（1）盡量縮短混凝土灌注前的準備工作時間，比如：采用擠壓焊來焊接鋼筋籠等；

（2）對沉淀層厚度進行多次測定，并取平均值；

（3）在進行清孔這一環節時，需要采用優質泥漿進行置換；

（4）施工過程中一旦沉淀層厚度超標，則需要進行二次清孔，即利用高壓水對沉淀層進行沖擊，進而降低沉淀層的厚度。

2.2 灌注混凝土中的沉淀層控制措施

該階段沉淀層的存在可能會導致斷樁、夾泥樁以及夾砂樁等現象，就控制措施而言，可以從如下幾個方面著手：

1）在進行灌注時，應該保證施工的連續性，盡量避免澆筑出現停頓現象；

2）可以適當地增加第一板料砂漿和混凝土的含量，這樣不僅能夠在一定程度上提高混凝土的流動性，同時還能處理導管在砂漿中的“假脫空”現象。

3）采用更為合理的混凝土配合比，一方面可以保證混凝土的自身強度，另一方面也能夠讓其具有更好的和易性；

4）在準備灌注混凝土時，可以添加一定量的緩凝劑，進而延長混凝土的初凝時間，因為當混凝土的緩凝時間長于混凝土的澆筑時間，便能夠減少沉淀層的形成；

5）在施工的過程中，應該時刻監測孔內的含水量，避免因為水的不足而導致塌孔現象，造成更多的沉淀物。

2.3 灌注混凝土后的沉淀層控制措施

具體的控制措施如下：

1）在進行末板料的澆灌工程之前，應該對混凝土面的標高進行測量，監測其是否符合施工要求，同時嚴格按照工程規范進行澆筑；

2）當澆筑工程完成時，則應及時進行清理處理，清理掉沉淀層中的泥漿、夾泥等；

3）當混凝土自身強度達到一定程度時（具體程度應該根據具體工程而言），可以采用空壓機來處理沉淀層的最下層。

在實際工程中，就如何更好地控制沉淀層的厚度一直是個問題，其能夠體現—個施工單位的施工能力以及管理水平，所以在進行施工時，應時刻關注沉淀層的厚度，并對其進行控制，以達到規范要求。

2.4 施工過程中進行清孔操作時的注意事項

在進行清孔操作時，應該注重以下幾個方面：

1）根據具體的要求，選擇合理的方法和設備；

2）在利用抽漿清孔法進行操作時，應保護好孔內流水頭，防止孔的坍塌；

3）清孔完成后，應該分別從孔口、孔中部以及孔底部進行提取泥漿處理等。

4 結論

雖然鉆孔灌注樁在橋梁建設上具有一定的優越性，但是在施工過程中依然會出現一些問題。對于這些問題應該及時地發現，以便可以在第一時間根據實際的情況、采取相應的處理方法，來解決這些問題，確保鉆孔樁的質量。總之，在施工的過程中，應該控制好各個環節，確保工程的整體質量。

[1]陳懷任，韓德龍.淺談鉆孔灌注樁沉淀層成因、危害及控制[J].黑龍江交通科技，2008(4).

[2]誠，呂永強.談鉆孔灌注樁沉淀層控制經驗[J].森林工程，2000(3).