鉆孔灌注樁常見工程質量事故原因分析及預防措施

【摘要】本文對鉆孔灌注樁常見質量事故進行綜合分析，根據質量事故的發生原因，提出了便于實施的防治方法

【關鍵字】鉆孔灌注樁 質量事故 防治方法 砼強度 初灌砼量 孔底沉渣

一、前言

鉆孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土，對周圍環境及鄰近建筑物影響小，能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力，適應各種地質條件和不同規模建筑物等優點，隨著社會經濟發展的需要，鉆孔灌注樁的樁長和樁徑不斷增加，單樁承載力也越來越高。對于長樁、大樁，其施工難度大，易發生質量事故。因此，有必要對鉆孔灌注樁的常見質量事故加以分析，找出質量事故發生的原因，研究相應對策，盡可能防止質量事故發生。

二、孔口高程及鉆孔深度的誤差

1、 孔口高程的誤差

孔口高程的誤差主要有兩方面，一是由于地質勘探完成后場地再次回填，計算孔口高程時疏忽引起的誤差。二是由于施工場地在施工過程中廢渣的堆積，地面不斷升高，孔口高程發生變化造成的誤差。其對策是認真校核原始水準點和各孔口的絕對高程，每根樁開孔前復測一次樁位孔口高程。

2、 鉆孔深度的誤差

有些工程在場地回填平整前就進行工程地質勘探，地面高程較低，當工程地質勘探采用相對高程時，施工應把高程換算一致，避免出現鉆孔深度的誤差。另外，孔深測量可采用丈量鉆桿的方法，取鉆頭的2/3長度處作為孔底終孔界面，也可采用測繩測定孔深，但用測繩測量時，須對策繩進行校核，鉆孔的終孔標準應按設計要求以樁端進入持力層深度為準或者以孔深及樁端進入持力層深度進行雙控，不宜以單純以固定孔深的方式終孔。因此，鉆孔到達樁端持力層后應及時取樣鑒定，確定鉆孔是否進入樁端持力層。

三、孔徑誤差

孔徑誤差或者是由于工人疏忽用錯其他規格的鉆頭，或者是因鉆頭陳舊，磨損后直徑偏小所致。對于樁徑800～1200mm的樁，鉆頭直徑比設計樁徑小30～50mm是合理的。每根樁開孔時，合同雙方的技術人員應驗證鉆頭規格，實行簽證手續。

四、鉆孔垂直度不符合規范要求

造成鉆孔垂直度不符合規范要求的主要原因如下：

1、場地平整度和密實度差，鉆機安裝不平整或鉆進過程發生不均勻沉降，導致鉆孔偏斜。

2、鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔偏斜。

3、鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向。

4、鉆進遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時，鉆壓過高使鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向。

控制鉆孔垂直度的主要技術措施為：

1、壓實、平整施工場地。

2、安裝鉆機時應嚴格檢查鉆進的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進過程應定時檢查主動鉆桿的垂直度，發現偏差應立即調整。

3、定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發現問題及時維修或更換。

4、在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進，應低速低鉆壓鉆進。發現鉆孔偏斜，應及時回填粘土，沖平后再低速低鉆壓鉆進。

五、鉆孔塌孔與縮徑

鉆孔灌注樁的塌孔與縮徑從表面上看是兩個相反面，實際上產生的原因卻基本相同。主要是地層復雜、鉆進進尺過快、護壁泥漿性能差、成孔后放置時間過長沒有灌注砼等原因所造成。

鉆孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時，成孔速度應控制在2米/小時以內，泥漿性能主要控制其密度為1.3～1.4g/cm3，若孔內自然造漿不能滿足以上要求時，可采用加粘土粉、燒堿、木質素的方法，改善泥漿的性能。沒有特殊原因，鋼筋籠安裝后應立即灌注砼。

六、樁端持力層判別錯誤

持力層判別是鉆孔樁成敗的關鍵，現場施工必須給予足夠的重視。對于非巖石類持力層，判斷比較容易，可根據地質資料的深度，結合現場取樣進行綜合判定。

對于樁端持力層為強風化巖或中風化巖的樁，判定巖層界面難度較大，可采用以地質資料的深度為基礎，結合鉆機的受力、主動鉆桿的抖動情況和孔口撈樣進行綜合判定，必要時進行原位取芯驗證。

七、孔底沉渣過厚或開灌前孔內泥漿含沙量過大

孔底沉渣過厚除清孔泥漿質量差，清孔無法達到設計要求外，還有測量方法不當造成誤判。要準確測量孔底沉渣厚度，首先需準確測量樁的終孔深度。在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時應優先采用泵吸反循環清孔。當采用正循環清孔時，前階段應采用高粘度濃漿清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順利地浮出孔口。清孔整個過程應專人負責孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度，及時對孔內泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進行分析，若出現清孔前期孔口泥漿含砂量過低，撈不到粗砂粒，或后期把孔內泥漿密度降低后，孔底沉渣厚度增大較多。則說明前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小，砂粒懸浮在孔內泥漿里，沒有真正達到清孔的目的，施工時應特別注意這種情況。

八、水下砼灌注和樁身砼質量問題

砼配制質量關系到砼灌注過程是否順利和樁身砼質量兩大方面。要配制出高質量的砼，首先要設計好配合比和做好現場試配工作，采用高標號水泥時，應注意砼的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的關系，必要時添加砼緩凝劑。施工現場應嚴格控制好配合比（特別是水灰比）和攪拌時間。

1、初灌時埋管深度達不到規范值

我國規范規定，灌注導管底端至孔底的距離應為300～500mm，初灌時導管埋深應≥800mm。在計算砼的初灌量時，個別施工單位只計算了1.3m樁長所需的砼量，漏算導管內積存的砼量，初灌量不足造成埋管深度達不到規范值。另一方面，施工單位準備的導管長度規格太少，安裝導管時配管困難，有時導管低至孔底的距離偏大，而導管安裝人員沒有及時把實際距離通知砼灌注班，形成初灌量不足導致埋管深度達不到規范值。

2、灌注砼過程鋼筋籠上浮

引起灌注砼過程鋼筋籠上浮的原因主要有如下三方面：

（1）、砼初凝和終凝時間太短，使孔內砼過早結塊，當砼面上升至鋼筋籠底時，砼結塊托起鋼筋籠。

（2）、清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多，砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上，形成較密實的砂層，并隨孔內砼逐漸升高，當砂層上升至鋼筋籠底部時便托起鋼筋籠。

3、樁身砼加渣或斷樁

引起樁身砼夾泥或斷樁的原因主要有如下四方面：

（1）、初灌砼量不夠，造成初灌后埋管深度太小或導管根本就沒有入砼內。

（2）、砼灌注過程拔管長度控制不準，導管拔出砼面。

（3）、砼初凝和終凝時間太短，或灌注時間太長，使砼上部結塊，造成樁身砼夾渣。

（4）、清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多，砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上，形成沉積砂層，阻礙砼的正常上升，當砼沖破沉積砂層時，部分砂粒及浮渣被包入砼內。

導管的埋管深度宜控制在2～6米之間，若灌注順利，孔口泥漿返出正常，則可適當增大埋管深度，以提高灌注速度，縮短單樁的砼灌注時間。砼灌注過程拔管應有專人負責指揮，并分別采用理論灌入量計算孔內砼面和重錘實測孔內砼面，取兩者的低值來控制拔管長度，確保導管的埋管深度≥2米。單樁砼灌注時間宜控制在1.5倍砼初凝時間內。

4、樁頂砼不密實或強度達不到設計要求

樁頂砼不密實或強度達不到設計要求，其主要原因是超灌高度不夠、砼浮漿太多、孔內砼面測定不準。

對于樁徑≤1000mm的樁，超灌高度不小于樁長的4%。對于樁徑>1000mm的樁，超灌高度不小于樁長的5%。在灌注最后階段，孔內砼面測定應采用硬桿筒式取樣法測定。

九、結語

引起鉆孔灌注樁質量事故的原因較多，各個環節都可能會出現重大質量事故。因此，在樁基工程開工前應做好各項準備工作，實行會審和技術交底制度，做好現場試樁工作。施工過程抓好泥漿和砼質量，詳細做好各項施工記錄，牢牢把好鉆孔、清孔和砼灌注等關鍵工序的質量關，是防止質量事故發生的行之有效的措施。