劉繼偉

(安徽安慶公路局宿松分局)

1 引 言

鉆孔灌注樁位地下隱蔽工程,它可以降低造價,能直接探測地層變化。由于其成樁工序多,技術(shù)含量高,影響因素多,故在成樁過程中容易出現(xiàn)一些問題。比較常見的有坍孔、孔斜、縮頸、導(dǎo)管進水、卡管、浮籠、埋管、斷樁等。若在施工中出現(xiàn)這些問題,會導(dǎo)致工期延長,甚至返工,造成經(jīng)濟損失。如何防治鉆孔灌注樁施工工程中出現(xiàn)的問題,避免造成損失,是許多施工技術(shù)人員一直關(guān)注的問題。除在施工過程中做到分工明確,密切配合,操作規(guī)范外,還應(yīng)對各個問題的成因做出分析,制定有針對性的防治措施。

2 常見問題及成因

2.1 坍孔

鉆孔施工時,出現(xiàn)孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細密的水泡,出渣量顯著增加而不見進尺,鉆機負荷顯著增加等現(xiàn)象時,即說明鉆孔內(nèi)可能產(chǎn)生坍塌。這種現(xiàn)象在粉性土和砂性土等松散地基鉆孔時較容易出現(xiàn)。使用泥漿護壁時泥漿的比重不夠,護壁效果不好;護筒變形或埋深太淺,導(dǎo)致漏水;孔內(nèi)水位高度不夠,無足夠的水頭壓力;進尺速度太快等原因,均可以導(dǎo)致坍孔。

2.2 孔斜

鉆孔偏斜可導(dǎo)致灌注樁中心線不垂直,嚴重影響設(shè)計荷載。埋設(shè)護筒時出現(xiàn)傾斜;鉆機底座未安置水平或安置不穩(wěn)定以及鉆臺發(fā)生不均勻沉陷;鉆進中遇到較大孤石或探頭石,土層軟硬不勻,致使鉆頭受力不均;鉆桿彎曲,接頭不正等原因均可導(dǎo)致鉆孔發(fā)生偏斜。

2.3 縮頸

成孔后孔徑小于設(shè)計孔徑即為縮頸。鉆錐在沖擊時轉(zhuǎn)動不夠靈活,泥漿過于粘稠而影響鉆錐轉(zhuǎn)動,鉆錐嚴重磨耗,焊補或更換不及時;地層中有軟塑土,遇水膨脹后使孔徑縮小;泥漿失水量大,形成厚泥皮,在泥頁巖地層造成地層軟化膨脹等原因可形成縮徑。

2.4 導(dǎo)管進水

首批混凝土數(shù)量不夠,不能埋沒導(dǎo)管底部,導(dǎo)致泥水進入管內(nèi);導(dǎo)管連接不嚴或橡膠墊被高壓氣流沖開,造成漏水;導(dǎo)管提升過猛,管底離開混凝土面,導(dǎo)致導(dǎo)管底部涌入泥水。這些原因可以導(dǎo)致導(dǎo)管進水。

2.5 卡管

初灌時,隔水栓堵管;混凝土離析,粗細骨料集中;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導(dǎo)管中停留時間過長初凝等因素可導(dǎo)致卡管。

2.6 浮籠

浮籠是指鋼筋架被混凝土頂起,導(dǎo)致浮籠的因素也有很多。鋼筋骨架不牢固,空口未用電焊固定;提升導(dǎo)管時不慎掛住鋼筋籠;當混凝土灌至鋼筋籠下,若此時提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有 1m左右時,由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠的上浮;初凝時間短、坍落度損失大的混凝土上升至鋼筋籠底端時鋼筋難以插入混凝土面造成上浮;表層混凝土開始發(fā)生初凝結(jié)硬,也會攜帶鋼筋籠上浮。

2.7 埋管

當導(dǎo)管埋入混凝土過深或管內(nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土間摩阻力過大,造成導(dǎo)管無法拔出,即為埋管。

2.8 斷樁和夾層

斷樁是嚴重的質(zhì)量事故,是指樁身混凝土在某一部位出現(xiàn)不連續(xù)或某一部位嚴重變質(zhì),致使整根樁承載力大幅度下降,甚至不能使用需報廢。

灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管底部距離鉆孔底部過遠,沖洗液浸入混凝土使混凝土被稀釋,導(dǎo)致混凝土水灰比增大,無法凝固,稀釋后的混凝土夾在樁體與持力層之間;地下水活動的影響或?qū)Ч芊忾]不密實同樣可以導(dǎo)致沖洗液浸入使混凝土水灰比增大,形成不凝體;由于測深不準或計算有誤將導(dǎo)管提升過高,使導(dǎo)管底部脫離混凝土層,或因停電、待料等原因?qū)е禄炷敛荒苓B續(xù)灌注,出現(xiàn)夾層;灌注混凝土?xí)r,沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而是采用直接從孔口倒入的辦法,造生混凝土離析,凝固后強度達不到要求,個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞。以上原因均可導(dǎo)致斷樁、夾層現(xiàn)象的發(fā)生。

3 防治措施

3.1 坍孔的防治

泥漿護壁時選用比重適合的泥漿,比重過小或過大都會影響鉆進進度,粘性土層可以選用比重為 1.3左右的泥漿,在砂卵石層可選用比重 1.4～1.6的泥漿;在鉆孔前先檢查護筒,看有沒有變形和漏洞,鉆進中根據(jù)地基土質(zhì)情況控制好護筒埋深;保證孔內(nèi)水頭壓力大于支護應(yīng)力,對于較好的土層,可用 1～1.5m高的水頭,對于粉土、砂土等易坍塌的土層,可根據(jù)實際情況選用 1.5～2m高的水頭,有時甚至要選用 3m高的水頭;嚴格控制進尺速度和沖程速度?？蓪μ赚F(xiàn)象進行有效的預(yù)防。當發(fā)生空口坍塌時,應(yīng)立即拆除護筒,回填鉆孔,重新埋設(shè)護筒;當發(fā)生孔內(nèi)坍塌時,應(yīng)判明坍塌位置,用粘土重新回填,待沉淀密實后再鉆進,加強泥漿護壁。

3.2 孔斜的防治

埋設(shè)護筒時應(yīng)使用GA-1型灌注樁孔徑檢測系統(tǒng)及孔斜儀等儀器嚴格測量垂直度、筒徑及高度;樁架安裝完成后,要及時檢查調(diào)整,保證樁架垂直平穩(wěn);遇有孤石、探頭石可用鉆機鉆透,采用沖孔機時可低速把石頭打碎,在有傾斜度的軟、硬地層鉆進時,應(yīng)控制進尺,低速鉆進;鉆進過程中要檢查好鉆孔和接頭,及時撤換變形的鉆桿。如鉆孔出現(xiàn)偏斜時,可提起鉆頭,上下反復(fù)鉆幾次,以便削去硬土,如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填黏土至偏孔處 0.5m以上,重新鉆進。

3.3 縮頸的防治

檢查鉆錐,及時修補或更換;嚴格控制泥漿的質(zhì)量,以減少失水量,加快成孔的速度,在成孔一段時間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴大孔徑,確?？讖礁饕販蚀_無誤。

3.4 導(dǎo)管進水的防治

嚴格按要求備置首批混凝土;使用合格導(dǎo)管,應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼狀、試壓,試水壓力為 0.6～1.0MPa,以避免導(dǎo)管進水;在灌注過程中,隨時測量孔內(nèi)混凝土標高,控制和保證導(dǎo)管埋設(shè)深度,避免導(dǎo)管提升過高可以預(yù)防導(dǎo)管進水。若導(dǎo)管已進水,應(yīng)及時將灌入孔底的混凝土清除,換新導(dǎo)管,重新灌注。

3.5 卡管的防治

選擇具有良好的隔水性能的直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑相匹配的隔水栓,保證順利排出;在灌注混凝土?xí)r,應(yīng)嚴格控制混凝土攪拌時間和混凝土坍落度,要求水下混凝土必須具備良好的和易性,采用經(jīng)實驗通過的配合比,坍落度宜為 18～22cm;粗骨料的最大粒徑應(yīng)不大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小徑距的 1/4,且應(yīng)小于 40mm;在施工過程中,必須確保機械的運轉(zhuǎn)正常,避免發(fā)生機械事故。通過這些措施可以有效預(yù)防卡管。若已經(jīng)發(fā)生卡管,可以用長桿沖搗管內(nèi)混凝土,如沖搗無效或混凝土已初凝,應(yīng)按斷樁處理。

3.6 浮籠的防治

認真細致地下好鋼筋籠,并將其牢固地綁扎或點焊于孔口;導(dǎo)管應(yīng)順井孔中央放置,并在灌注混凝土前進行升降試驗;當灌注的混凝土頂面距離鋼筋底部 1m左右時,降低混凝土的灌注速度。當混凝土拌和物上升到籠底 4m以上時,提升導(dǎo)管,使其底口高于籠底 2m以上,按正常速度灌注。當發(fā)生鋼筋籠上浮時,應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準確計算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標高,提升導(dǎo)管后再進行澆注,上浮現(xiàn)象即可消失。

3.7 埋管的防治

經(jīng)常測量混凝土面標高,避免導(dǎo)管埋深過大,下導(dǎo)管時導(dǎo)管出漿口到鉆孔底要留出 40cm預(yù)留距離,確?；炷猎诳椎撞宦裆顚?dǎo)管,導(dǎo)管提升要及時。如發(fā)生埋管,可用機具試拔,若無效果,可加力拔斷后,按斷樁處理。

3.8 斷樁、夾層的防治

成孔后,必須使用沖洗液認真清孔,沖孔的時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過相關(guān)規(guī)范的要求。灌注混凝土前,必須對孔徑進行精確測量,以準確算出全孔及首次灌注需要的混凝土量;在混凝土灌注的過程中,對混凝土的標高和導(dǎo)管的埋深要做到隨時控制,提升導(dǎo)管時要準確可靠,嚴禁出現(xiàn)超拔或提升不到位的現(xiàn)象,操作中要嚴格遵守操作規(guī)程;嚴格控制混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求;在地下水活動較大的地段,應(yīng)事先用套管或水泥進行相應(yīng)處理,以止住地下水,待止水成功后才能灌注混凝土;灌注前應(yīng)檢查導(dǎo)管密封性,確保導(dǎo)管的封閉良好,導(dǎo)管的起拔高度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定;在灌注混凝土的過程中應(yīng)盡量避免停電、停水和待料的現(xiàn)象發(fā)生,混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,灌注過程應(yīng)連續(xù)、快速。

4 結(jié)束語

鉆孔灌注樁是工程中常用的基礎(chǔ)形式,其成樁質(zhì)量對工程安全有著至關(guān)重要的作用,鉆孔灌注樁在施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響整個工程的質(zhì)量和進度。由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進行的,很難控制施工質(zhì)量,這就要求施工技術(shù)人員在施工前認真熟悉設(shè)計圖紙及有關(guān)施工、驗收規(guī)范,核查地質(zhì)情況,分析在施工過程可能發(fā)生的質(zhì)量問題,制定相應(yīng)的施工方案和防治措施,確保灌注樁的施工質(zhì)量,以保證整個建筑的安全。

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