鉆孔樁施工中常見(jiàn)問(wèn)題的預(yù)防及處理

■張占國(guó)，王志強(qiáng) ■中交第四公路工程局有限公司，天津 301700

鉆孔樁是在泥漿護(hù)壁條件下，利用機(jī)械鉆進(jìn)形成樁孔，采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔樁基礎(chǔ)無(wú)論在公路、鐵路、水利水電、市政等大型建設(shè)，還是在各類房屋及民用建筑中都應(yīng)用廣泛。鉆孔、灌注混凝土都是在水下進(jìn)行，工程質(zhì)量只能通過(guò)科學(xué)的過(guò)程控制和完工后的儀器檢測(cè)來(lái)確認(rèn)。如何預(yù)防和避免在鉆孔過(guò)程中和水下混凝土灌注過(guò)程中發(fā)生不符合規(guī)范要求的現(xiàn)象，對(duì)施工過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題如何合理的處理以保證工程的質(zhì)量和進(jìn)度是需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)等實(shí)際情況具體分析解決。根據(jù)廣南項(xiàng)目的地質(zhì)特性和近年來(lái)在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為在鉆孔樁施工過(guò)程中主要有以下幾類問(wèn)題。

1 鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)的相關(guān)問(wèn)題及處理

1.1 孔位偏斜

原因分析:樁架不穩(wěn)、鉆桿導(dǎo)架不垂直;土層軟硬不勻，致使鉆頭受力不均;鉆孔中遇有較大孤石、探頭石。預(yù)防及處理措施:(1)對(duì)于沖擊鉆及回旋鉆，由于樁架不穩(wěn)、鉆桿導(dǎo)架不垂直引起的偏斜孔，應(yīng)先移開(kāi)鉆機(jī)，檢查、糾正樁架，使之垂直安置穩(wěn)固，并對(duì)導(dǎo)架進(jìn)行水平與垂直校正和對(duì)鉆孔設(shè)備加以檢修;加固施工范圍內(nèi)的地基或加大鉆機(jī)的支撐面積。對(duì)于旋挖鉆機(jī)在鉆機(jī)過(guò)程中應(yīng)時(shí)刻注意對(duì)中及垂直度儀表顯示，及時(shí)糾偏。(2)由于土層軟硬不勻，致使鉆頭受力不均而引起的偏斜孔，應(yīng)先分析清楚巖層的走向，采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧?回填材料一般為片石或砼塊等)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。(3)如有較大孤石、探頭石，沖擊鉆施工時(shí)應(yīng)低速將石打碎。傾斜基巖時(shí)，可用混凝土填平，待其凝固后再鉆。偏斜過(guò)大時(shí)，填入片石或砼塊等重新鉆進(jìn)，控制鉆速。對(duì)于用回旋鉆及旋挖鉆施工時(shí)可用混凝土填平，待其凝固后再鉆。也可以換用小一號(hào)的帶合金刀片鉆頭將大孤石鉆穿后，繼續(xù)用原鉆頭鉆進(jìn)。

1.2 護(hù)筒失穩(wěn)或下沉

原因分析:由于護(hù)筒背后回填土質(zhì)量不好受地面水流的浸泡等因素引起的護(hù)筒失去穩(wěn)定、下沉。預(yù)防及處理措施:

出現(xiàn)護(hù)筒下沉應(yīng)立即停止鉆孔，將鉆機(jī)移開(kāi)，將地面流水牽引出一定范圍，在原地面上填一層黏土使地面干燥、不滲漏，而后重新安裝護(hù)筒(作好護(hù)筒背后填筑)，鉆機(jī)重新定位恢復(fù)鉆孔施工。

1.3 擴(kuò)孔及縮孔

(1)擴(kuò)孔原因分析:是因孔壁坍塌或鉆機(jī)擺過(guò)大所致。預(yù)防及處理措施:對(duì)于容易發(fā)生孔壁坍塌(特別是特殊地層地質(zhì)處如細(xì)砂及粉細(xì)砂)的孔樁，應(yīng)加大泥漿的粘度，控制鉆機(jī)的速度。在鉆進(jìn)中注意鉆機(jī)的穩(wěn)定，需經(jīng)常加固鉆機(jī)的撐件，控制其擺動(dòng)幅度。

(2)縮孔原因分析:是因在飽和性粘土、細(xì)砂、粉細(xì)砂、淤泥質(zhì)黏土特別是IL ＞1.0 處于流塑性狀態(tài)的土層中含水高、塑性大，鉆頭經(jīng)過(guò)后鉆孔壁回縮，地層中有軟塑土，遇水膨脹后使孔徑縮小。預(yù)防及處理措施:在軟塑地層采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁;加大泥漿的粘度，降低鉆機(jī)的鉆速。已發(fā)生縮孔時(shí)，宜在該處用鉆錐上下反復(fù)掃孔以擴(kuò)大孔徑，或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清理的辦法。

1.4 進(jìn)尺緩慢或難以鉆進(jìn)

原因分析:由于未有效控制行程、泥漿比重、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況選型鉆機(jī)，在施工中會(huì)出現(xiàn)進(jìn)尺緩慢或難以鉆進(jìn)。預(yù)防和處理辦法:應(yīng)根據(jù)不同的地層地質(zhì)變化鉆機(jī)的行程，加大泥漿循環(huán)清碴的力度，在確保孔壁安全的情況下減少泥漿的比重。對(duì)于個(gè)別巖石強(qiáng)度高而原先采用空心鉆、進(jìn)尺緩慢、機(jī)械損耗嚴(yán)重的應(yīng)立即回填后更換十字實(shí)心鉆。

2 水下混凝土灌注中出現(xiàn)問(wèn)題及處理

2.1 沉碴厚度超標(biāo)

原因分析:清孔用泥漿含砂率、膠體率、比重、粘度全部或部分超出規(guī)范要求時(shí)沉碴厚度將超標(biāo)。預(yù)防及處理措施:控制鉆進(jìn)中及清孔后泥漿比重、粘度、含沙率、膠體率等滿足規(guī)范要求，并進(jìn)行二次清孔。在灌注首封砼前必須先對(duì)孔內(nèi)沉碴進(jìn)行測(cè)量，如果沉碴厚度超出規(guī)范要求，應(yīng)重新清孔直至沉碴厚度符合要求時(shí)方可開(kāi)始灌注。

2.2 導(dǎo)管進(jìn)水(俗稱砼洗澡)

原因分析:首封砼量不足，或雖然砼儲(chǔ)量已夠，但導(dǎo)管底口距孔底的間距太大，砼下落后導(dǎo)管無(wú)埋深，以至泥漿水從導(dǎo)管底口進(jìn)入導(dǎo)管;導(dǎo)管提升過(guò)猛過(guò)高，或測(cè)繩測(cè)深出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)管底口超出原砼面，底口涌入泥水;導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開(kāi)或焊縫破裂，水從接頭或焊縫流入。預(yù)防措施:在砼灌注前應(yīng)根據(jù)灌注孔樁直徑、導(dǎo)管直徑及長(zhǎng)度，計(jì)算首封砼的最少方量，加工不小于首封方量要求的料斗;每套新進(jìn)場(chǎng)導(dǎo)管，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，合格后方可使用，每節(jié)導(dǎo)管在安裝時(shí)應(yīng)加橡皮圈防水;在砼灌注過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)控制導(dǎo)管的埋深，應(yīng)采用測(cè)繩砼提升面結(jié)合孔內(nèi)已灌注砼方量反算砼提升面二者雙控的辦法提拔導(dǎo)管，當(dāng)二者基本一致時(shí)方可提拔導(dǎo)管，出入較大的要查明原因確保導(dǎo)管具有一定的埋深后再提拔導(dǎo)管。處理措施:(1)若是上述第一種原因引起的，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的砼拌和物通過(guò)泥砂泵吸出或者用空氣吸泥機(jī)吸出，不得已時(shí)需將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除，然后重新下放鋼筋骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首封砼，重新灌注。(2)若是上述第二種原因引起的，在確認(rèn)導(dǎo)管已拔出砼面后，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，及時(shí)拔出鋼筋籠。對(duì)于砼已經(jīng)初凝鋼筋籠無(wú)法拔出的，可采用潛水員潛水，將砼面以上的鋼筋水下切割提出，重新就位鉆機(jī)沖擊。出現(xiàn)這種情況應(yīng)及時(shí)果斷，爭(zhēng)取在砼達(dá)到很高的強(qiáng)度前處理完畢，將減少處理的費(fèi)用和時(shí)間。

2.3 鋼筋籠上浮

原因分析:由于砼流動(dòng)性能差、初凝時(shí)間短、灌注砼速度過(guò)快、設(shè)計(jì)為半孔鋼筋籠等容易產(chǎn)生在灌注過(guò)程中鋼筋籠上浮。預(yù)防及處理措施:控制砼的流動(dòng)性;延長(zhǎng)初凝時(shí)間;適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量，可以減少砼向上的頂托力;鋼筋籠上端焊固在護(hù)筒上，可以承受部分頂托力;在孔底設(shè)置直徑不小于主筋的1～2 道加強(qiáng)環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠底部;灌注時(shí)特別是半孔鋼筋籠時(shí)控制灌注速度。

2.4 斷樁

原因分析:由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷(下雨、停電、機(jī)械故障、砼供應(yīng)不及時(shí)等)或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷，無(wú)法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象通稱為斷樁。在灌注過(guò)程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后，應(yīng)立即停止砼的灌注，盡快提拔導(dǎo)管和鋼筋籠，盡量將損失降到最小。

3 成樁后的質(zhì)量缺陷處理

(1)混凝土灌注終孔收方時(shí)控制失誤而導(dǎo)致未灌注至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上或由于砼裹漿導(dǎo)致設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高及以下砼松散，而需將樁頂松散砼鑿除后樁長(zhǎng)小于設(shè)計(jì)要求:基坑開(kāi)挖后進(jìn)行鉆孔樁的接長(zhǎng)。接長(zhǎng)施工前，先清理干凈樁頂浮碴和松散混凝土，后鑿除至全斷面露出新鮮骨料為準(zhǔn)，將頂面鑿修平整。灌注接樁前應(yīng)將混凝土表面雜物及積水清理干凈，采用高一等級(jí)標(biāo)號(hào)的砼灌注至設(shè)計(jì)位置。由于樁頂處受力很大，在樁基灌注砼收方時(shí)盡量確保超設(shè)計(jì)灌注一定高度的砼，以免在樁頂處需接樁處理。

(2)由于灌注過(guò)程中，發(fā)生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導(dǎo)致鉆孔樁混凝土不連續(xù)。對(duì)于此類問(wèn)題，當(dāng)樁基直徑較大(大于等于3.0m)，可采用樁底部壓漿或者高壓注漿方法處理。鉆孔時(shí)必須確保進(jìn)出孔通視。

(3)對(duì)于夾層嚴(yán)重的，經(jīng)技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析比較后，采取補(bǔ)救處理難度大、費(fèi)用高的應(yīng)重新就位鉆機(jī)沖擊，以免留下質(zhì)量隱患和延誤工期。

4 結(jié)束語(yǔ)

縱前所述，由于鉆孔樁都是在水下進(jìn)行，施工中不確定因素和影響很多，出現(xiàn)問(wèn)題較地面上施工頻繁，難度也較大，無(wú)論采取何種處理辦法都將對(duì)工程的質(zhì)量、進(jìn)度和施工單位的效益產(chǎn)生影響。所以，關(guān)鍵是過(guò)程控制，即在鉆孔樁施工過(guò)程中必須做到每道工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作，責(zé)任明確。對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要弄清楚原因并及時(shí)處理到位，對(duì)有可能出現(xiàn)的問(wèn)題要有全面的預(yù)防措施和方案，盡量減少在鉆孔樁施工過(guò)程中事故的發(fā)生。