王貴松

沖孔灌注樁設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,適用范圍廣,操作方便,它除了能在黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及風(fēng)化巖層施工以外,還能穿透舊基礎(chǔ)、建筑垃圾填土或大孤石等障礙物。因此廣泛地應(yīng)用到基礎(chǔ)工程施工中。但在沖孔灌注樁成孔過(guò)程中,如果操作不當(dāng)往往會(huì)出現(xiàn)垂直度偏差超標(biāo)、縮頸、坍孔、梅花孔等問(wèn)題。本文就以上質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行探討,分析原因,提出預(yù)防措施。

1 垂直度偏差

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,灌注樁的垂直度偏差控制在1%以?xún)?nèi),當(dāng)垂直度偏差超過(guò)1%,將影響樁身的荷載分布,從而影響樁基的質(zhì)量,甚至影響上部建筑物。

1.1 造成垂直度偏差的原因

1)在軟弱的土層上施工時(shí),由于樁機(jī)自身的自重和沖孔過(guò)程中的振動(dòng)造成機(jī)身的傾斜;2)基巖巖面較陡;3)沖擊成孔過(guò)程中遇地下障礙物(探頭石、較大的孤石)或軟硬土層交接處,沖錘受到阻力不均勻,造成鉆頭偏離方向,導(dǎo)致樁孔偏斜。

1.2 采取預(yù)防措施

1)在軟弱的土層上施工時(shí),對(duì)地基進(jìn)行加固處理,必要時(shí)鋪上碎石并進(jìn)行壓實(shí),同時(shí)適當(dāng)?shù)募哟蟪兄卣砟镜拿娣e,在雨季施工時(shí),做好排水措施,避免施工現(xiàn)場(chǎng)積水;2)開(kāi)孔時(shí),低錘慢打,當(dāng)進(jìn)入護(hù)筒下3 m～4 m,待樁孔扶正垂直后,改為正常鉆進(jìn);3)保證沖孔樁機(jī)在整個(gè)作業(yè)過(guò)程的穩(wěn)定性,避免產(chǎn)生傾斜,以致影響成孔的垂直度。在鉆進(jìn)的過(guò)程中,經(jīng)常檢測(cè)吊繩在孔口的居中情況,每進(jìn)尺4 m～5 m檢測(cè)一次,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題查明原因,及時(shí)糾偏;4)發(fā)現(xiàn)探頭石后,應(yīng)回填碎石或?qū)@機(jī)稍移向探頭石一側(cè),用高沖程猛擊探頭石,破碎探頭石后,再正常鉆進(jìn);進(jìn)入軟硬不均地層,控制進(jìn)尺,采取低錘密擊,保持孔底平整,穿過(guò)此層后再正常鉆進(jìn);傾斜基巖時(shí),投入塊石,使表面略平,用低錘密打;5)若發(fā)現(xiàn)孔斜,應(yīng)回填片石或黏土至偏孔上方300 mm～500 mm,待沉實(shí)后,低錘或間斷沖擊進(jìn)行糾偏,如偏孔嚴(yán)重時(shí),應(yīng)全部回填,待沉實(shí)后,重新鉆進(jìn)。

2 縮頸

縮頸是樁身直徑小于設(shè)計(jì)尺寸,造成樁身混凝土的有效面積偏小,從而降低樁基的承載力,或鋼筋籠的保護(hù)層厚度不足,影響使用壽命。

2.1 造成縮頸的原因

1)土層為塑性膨脹土、粉土粉砂層時(shí),軟黏土浸水后土體積膨脹產(chǎn)生縮孔;2)清孔后到灌注混凝土的時(shí)間太長(zhǎng);3)鉆錘磨損,造成錘徑偏小;4)樁間距太小,周邊的樁基施工擠壓造成縮頸。

2.2 防治措施

1)根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告確認(rèn)每根樁在塑性膨脹土、粉土粉砂、軟黏土層所處的深度范圍低錘慢打,控制進(jìn)尺速度,并應(yīng)上下反復(fù)掃孔2次～3次,每鉆進(jìn)4 m～6 m下孔規(guī)檢測(cè);起鉆時(shí)也應(yīng)對(duì)該土層進(jìn)行掃孔,以防雖不影響起鉆,但影響鋼筋籠安放;2)二次清孔完后,立即澆搗,避免停滯時(shí)間過(guò)長(zhǎng);如已下鋼筋籠,但停滯時(shí)間太長(zhǎng),應(yīng)將鋼筋籠提起,上下反復(fù)掃孔,增大孔徑,然后用孔規(guī)檢測(cè),直至滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求為止;3)定期檢查鉆錘磨損情況,及時(shí)修復(fù);4)合理組織施工順序,當(dāng)樁間距小于4D時(shí),進(jìn)行跳孔施工,如無(wú)法滿(mǎn)足要求時(shí),應(yīng)等周邊的樁基澆搗36 h后再進(jìn)行施工。

3 坍孔

坍孔即孔壁坍塌,在成孔時(shí)或鋼筋籠安裝過(guò)程中孔口溢出的泥漿出現(xiàn)大量氣泡,或孔內(nèi)泥漿水平面突然下降;成孔后,發(fā)現(xiàn)孔底的沉渣突然增多。

3.1 原因分析

1)在粉砂土、流砂、淤泥松散土層施工時(shí),由于該類(lèi)土層壁立性較差,特別是在遇有流速較大的地下水時(shí),未采取措施,進(jìn)尺太快,造成坍孔;2)泥漿性能指標(biāo)達(dá)不到施工技術(shù)要求,起不到護(hù)壁作用;地層變化時(shí)未及時(shí)調(diào)整泥漿相對(duì)密度;孔內(nèi)水頭高度不夠,孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位造成坍孔;3)護(hù)筒埋置不規(guī)范,埋置深度不夠,護(hù)筒周邊未用黏土夯實(shí),筒底與土層接觸面有孔隙引起漏漿沖刷孔壁造成下端孔坍塌,提升、下落沖擊錘,掏渣桶和下放鋼筋籠時(shí)碰到孔壁造成孔壁坍塌。

3.2 采取措施

1)施工前認(rèn)真研讀地質(zhì)資料,在粉砂土、流砂、淤泥松散土層施工時(shí),特別是在具有較大承壓水的松散土層施工時(shí),開(kāi)孔前采取預(yù)防措施,并作好物質(zhì)準(zhǔn)備(如黏土塊、片石等),施工時(shí)投入黏土塊和片石,控制進(jìn)尺速度,確保成孔質(zhì)量;2)嚴(yán)格控制好泥漿質(zhì)量,根據(jù)地質(zhì)條件,如自然造漿泥漿質(zhì)量達(dá)不到要求應(yīng)進(jìn)行人工造漿,確保泥漿粘度為18 s～25 s,含砂率小于6%,泥漿比重控制在1.1～1.15之間,在土質(zhì)較差部位可加大至1.2～1.3,現(xiàn)場(chǎng)施工員應(yīng)跟蹤檢查泥漿質(zhì)量;3)護(hù)筒直徑應(yīng)大出樁徑100 mm,護(hù)筒埋置長(zhǎng)度不小于1.0 m,護(hù)筒埋設(shè)時(shí)四周用黏土填封密實(shí),護(hù)筒溢漿口位置應(yīng)對(duì)著排漿溝;鋼筋籠下沉?xí)r應(yīng)采用對(duì)稱(chēng)的兩根吊環(huán),確保鋼筋籠下沉?xí)r的垂直度,防止碰撞孔壁;提升、下落沖擊錘,掏渣桶應(yīng)直上直下,避免碰撞孔壁造成坍孔;4)發(fā)生坍孔時(shí)首先應(yīng)保持孔內(nèi)漿位,并適當(dāng)加大泥漿比重進(jìn)行護(hù)壁;如鋼筋籠已經(jīng)安放至孔內(nèi)應(yīng)將其提起,重新清孔;如坍孔嚴(yán)重,首先應(yīng)探明坍孔位置,用碎石和黏土或黏土泥膏的混合物回填至坍孔部位上部1 m～2 m,等回填物沉淀密實(shí)后,再重新低速鉆進(jìn);5)在灌注混凝土?xí)r,如發(fā)現(xiàn)孔口返水的顏色改變,并有大量的泥砂返出,說(shuō)明已經(jīng)發(fā)生坍孔,應(yīng)停止灌注作業(yè),探測(cè)孔內(nèi)混凝土面的位置,提出導(dǎo)管,換用干凈的泥漿清孔,排出坍落的泥土,護(hù)住孔壁,再用小一級(jí)的鉆頭鉆孔,清孔后再放入導(dǎo)管灌注混凝土。

4 梅花孔

4.1 原因分析

1)鉆頭的轉(zhuǎn)向裝置失靈,沖擊時(shí)鉆頭未轉(zhuǎn)動(dòng);2)泥漿粘度過(guò)高,沖擊轉(zhuǎn)動(dòng)阻力太大,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)困難;3)沖程太小,鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間不充分或轉(zhuǎn)動(dòng)很小;4)當(dāng)樁徑較大時(shí),而使用的沖錘頭翼板少,翼片之間的距離較大,樁孔形成“梅花”狀。

4.2 采取措施

1)經(jīng)常檢查轉(zhuǎn)向裝置的靈活性;2)根據(jù)不同的地層條件,實(shí)時(shí)的調(diào)整泥漿的粘度和相對(duì)密度;3)用低沖程時(shí),每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊,交替沖擊修整孔形;4)當(dāng)樁徑大于1 200 mm時(shí),應(yīng)采用翼板較多的錘頭,若采用四翼錘,下部應(yīng)加寬;5)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)“梅花”狀時(shí),如出現(xiàn)在淤泥層或黏土層的“梅花”截面,可在沖錘下端外側(cè)焊兩圈 Φ 20～Φ 25鋼筋環(huán),其直徑與樁孔設(shè)計(jì)直徑相同,采用小沖程沖搗,直至沖錘能上下順利通過(guò)為止;如在巖層出現(xiàn)“梅花”截面時(shí),采用填石修孔法進(jìn)行修復(fù),往孔內(nèi)填入片石,高于“梅花”截面段1 m左右,沖程加大到3 m左右。修孔完畢后,再用焊兩圈鋼筋環(huán)的錘頭檢查,以沖錘能順利沉到底為宜。

5 結(jié)語(yǔ)

由于地質(zhì)情況的復(fù)雜多樣性,在沖孔灌注樁施工前,除了要對(duì)已知的地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)分析,對(duì)可能影響工程質(zhì)量的地層采取相應(yīng)的預(yù)防措施外,還需加強(qiáng)施工管理人員及作業(yè)人員的質(zhì)量意識(shí),強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量控制與管理,并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件的變化做適時(shí)的調(diào)整與控制,盡可能的杜絕出現(xiàn)問(wèn)題的隱患。

[1] 北京土木建筑學(xué)會(huì).地基與基礎(chǔ)工程施工技術(shù)措施[M].北京:經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社,2005.

[2] 建筑施工手冊(cè)編寫(xiě)組.建筑施工手冊(cè)[M].第4版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

[3] 李進(jìn)峰,程占甫,朱占穩(wěn).巖溶地區(qū)鉆(沖)灌注樁施工中幾個(gè)問(wèn)題的分析及預(yù)防[J].建筑技術(shù),2003(3):80-81.

[4] 李 華.鉆孔灌注樁施工技術(shù)[J].山西建筑,2007,33(10):175-176.