朱德平
(廣州市安達水利工程建設監(jiān)理有限公司,廣東 廣州 510000)
混凝土鉆孔灌注樁是采用機械鉆孔的一種成樁方法,是一項質量要求高、施工工序多、并須在一段時間內(nèi)連續(xù)完成的地下隱蔽工程?;炷零@孔灌注樁因施工是在地下進行的,施工過程無法觀察,成樁后采用無損檢測法可以檢測出質量問題。發(fā)生質量問題后,加固處理難度大,且費用較高。因此,必須對鉆孔過程中及地下混凝土灌注過程中經(jīng)常出現(xiàn)的施工質量問題進行防治。以確保樁基工程施工能保質、保量完成。
混凝土孔灌注樁施工中常見的質量問題主要有:偏孔、孔壁坍塌、卡鉆埋鉆、樁底沉渣量過多、斷樁等。
偏孔是造孔過程中經(jīng)常會出現(xiàn)的現(xiàn)象。造成偏孔的主要原因為:
①鉆機安裝不穩(wěn),天輪與孔中心不在一條直線上;②鉆進中遇到大卵石或軟硬不均的地層;③鉆桿的直徑和壁厚過小;④鉆機運送過程中振動過大;⑤鉆壓、轉速過大,給進過快;⑥鉆具配重不夠;⑦鉆頭上部沒有導正裝置。
混凝土灌注樁施工過程中由于土壤的持力層發(fā)生變化等原因,將會出現(xiàn)因漏水、漏漿等導致孔壁坍塌的質量問題。鉆進過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然漏失,則表示有孔壁坍陷跡象。其問題原因主要為:
①護筒埋設不當,導致變形或形狀不合適;②孔內(nèi)的靜水壓力不足,或護筒外部填土不密實,有外部水滲入孔內(nèi);③沖洗液選擇不當,不分地層一律采用清水鉆進,或泥漿性能達不到要求;④在松散的地層中鉆進速度太快,在孔壁中來不及形成泥膜;⑤大量漏漿,漿面急劇下降;⑥造孔機械在護筒底部造孔時觸動了孔周圍的土壤,或沉放鋼筋時,碰撞了孔壁,破壞了泥膜及孔壁,造成塌孔。
在造孔過程中,有時會遇到卡鉆和埋鉆的現(xiàn)象,主要原因為:
①鉆速過快,從而導致孔形不好;②鉆頭上部沒有擴孔裝置;③排漿泵的泵量過小或中途停泵,造成鉆渣不能及時排出;④在鉆進基巖層時孔壁掉塊。
清孔是混凝土灌注樁施工中保證成樁質量的重要環(huán)節(jié),通過清孔應盡可能地使樁孔中的沉渣全部清除,使混凝土與巖基結合完好,提高樁基的承載力。如在施工中發(fā)生樁底沉渣過多,其主要原因有:
①由于施工中違反操作規(guī)定,清孔不干凈或未進行二次清孔;②當使用的泥漿比重過小或泥漿注入量不足時,樁底的沉渣浮起困難,造成樁底沉渣堆積;③在鋼筋籠吊放過程中,如果鋼筋籠的軸向位置未對準孔位,將會發(fā)生碰撞孔壁的問題,導致孔壁的泥土會坍落在樁底;④清孔后,待灌時間過長,致使泥漿沉積。
斷樁是混凝土凝固后不連續(xù),中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成樁的間斷,其造成原因如下:
①施工中若發(fā)生導管底端距孔底過高,則混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充。
②有時受地下水活動的影響或導管密封不良,沖洗液浸入混凝土,水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體。
③在澆注混凝土時,由于導管提升和起拔過多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。
針對以上混凝土灌注樁施工中出現(xiàn)的各種質量問題和原因,提出了具體的預防措施和處理方法,具體如下:
針對形成偏孔的原因,其預防措施主要為:
①在施工前應平整場地,對松軟的地基應進行換土或加固;②調整鉆機的垂直度,對準鉆孔中心;③在易偏孔的孔段采取導向措施;④根據(jù)地層合理選擇鉆進參數(shù),不宜用過高的轉速;⑤根據(jù)地層和孔徑合理選擇鉆桿規(guī)格和鉆具配重。在實際施工中,當發(fā)生偏孔時,應根據(jù)偏孔的不同程度分別采取掃、鏟、填的方法。掃就是用翼片較多的鉆頭輕壓慢鉆,從偏斜處上方往下掃孔,反復多次使鉆孔修直;鏟孔是用帶有加重管和導正管的工具,從偏移部分鏟掉,一般沖程為2m,鏟出臺階后再用擴孔鉆頭擴大已鏟過的孔段,鏟擴交替,直到孔底;當糾正困難時,直接回填孔斜部位,搗實后再用筒狀鉆頭減壓鉆進。
針對孔壁塌孔的形成原因,其預防措施主要為:
①按要求埋設護筒,開孔時避免鉆頭撞擊護筒,并應適當提高護筒內(nèi)的液柱靜水壓力;②根據(jù)地層條件合理選擇沖洗液,并保證所選沖洗液的性能;③針對松散地層,適當控制鉆進速度;④防止漏漿、虧漿,并注意及時補漿。如在施工中已造成不同程度的孔壁坍塌現(xiàn)象,應及時采取合理有效的方法進行處理,不讓問題進一步擴大和嚴重,具體措施為:①及時補漿、及時堵漏;②當塌孔不嚴重時,可采取增大泥漿比重、黏度和提高泥漿面的措施;③對于上部坍塌時應加長護筒,并在四周填好黏土;下部坍塌時,應及時向孔內(nèi)填入黏土,將已塌部分全部填實,適當停置3~5天,待地層呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后,再于鉆孔下部重新開孔。④在鋼筋籠的沉放過程中,多采用邊沉樁邊射水攪拌的施工方式,然后用空氣升液法、砂泵等設備抽出攪混的泥漿,同時,要注意避免射水壓力過大,破壞鉆孔的完整。
針對卡鉆和埋鉆問題,應采取的有效預防措施為:
①適當控制鉆速,保持良好的孔形;②宜采用有擴孔裝置的鉆頭;③采用適當?shù)呐艥{泵量,保持孔底清潔,防止供漿中斷;④在鉆進基巖層時,盡量避免掉塊。當造成卡鉆和埋鉆后,應采取措施進行及時處理,以防影響施工質量和進度,具體為:如在沖積層中卡鉆時,先使鉆具降至原來位置,然后邊轉邊提,直至鉆具提出。如在基巖層中卡鉆,應先判明卡鉆的原因和程度,對于輕微的卡鉆可用千斤頂、絞車等提出鉆具;較嚴重的卡鉆可用錘擊振動的方法解除卡鉆問題。
針對因不同原因造成的樁底沉渣過量,分別采用不同的治理方法,具體為:
①施工中應保證灌注樁成孔后,鉆頭提高孔底10~20cm,保持慢速空轉,維持循環(huán)清孔時間不少于30min,然后將錘式抓斗慢慢放入孔底,抓出孔底的沉渣;②工程中需采用性能較好的泥漿,控制泥漿的比重和黏度,不能用清水進行置換,③因此,鋼筋籠吊放時,務使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁。④開始灌注混凝土時,導管底部至孔底的距離宜為30~40mm,應有足夠的混凝土儲備量,使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達到清除孔底沉渣的目的。
針對因不同原因造成的斷樁,分別采用不同的治理方法,具體為:
①樁孔鉆成后,必須認真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔時間應根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前,應認真進行孔徑測量,準確算出全孔及首次混凝土灌注量;②在地下水活動較大的地段,事先要用套管或水泥進行處理,止水成功后方可灌注混凝土。混凝土灌注過程中,要確保導管的密封性,導管的拆卸長度應根據(jù)導管內(nèi)外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多;③施工中應明確規(guī)定,混凝土澆注過程中,一旦開始澆筑,一定要連續(xù)完成整根樁的澆注作業(yè),以確保在混凝土初凝時間內(nèi)連續(xù)澆注。另在灌注混凝土過程中應避免停電、停水,并隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深。提升導管要準確可靠,嚴格遵守操作規(guī)程,避免埋下質量問題的隱患。
綜觀上述,混凝土鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)的質量問題,造成的原因有人、環(huán)境、機械等因素的影響。為此,應提高技術知識以及管理水平,設計等,還應及時采取有效的技術措施處理相關問題,同時加強施工機械的維護,保證混凝土灌注樁質量達到設計要求。
[1]劉思明.鉆孔灌注樁灌注水下混凝土常見事故及預防[J].化工礦產(chǎn)地質,2006,(01).
[2]徐潤澤.鉆孔灌注樁施工中常見事故的預防與處理[J].吉林水利,2005,(07).