羅 晶

(山西西山金城建筑有限公司，山西太原 030053)

隨著我國交通事業(yè)和建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，高層及超高層建筑、大型橋梁和立交橋等重型建(構(gòu))筑物不斷增長。鉆孔灌注樁以其施工進(jìn)度快、樁基礎(chǔ)適應(yīng)力強(qiáng)、樁基承載力高的優(yōu)點在此類工程中得到廣泛的應(yīng)用，其設(shè)計和施工水平也得到了快速的提升[1]。但由于鉆孔灌注樁在施工過程中主要的工序?qū)儆陔[蔽作業(yè)，質(zhì)量控制點以及成樁質(zhì)量的影響因素較多，任何一個施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能對最后的成樁質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響，因此鉆孔灌注樁在施工過程中的質(zhì)量控制難度較大。本文根據(jù)對鉆孔灌注樁的理論研究，結(jié)合多年的施工經(jīng)驗，重點闡述了鉆孔灌注樁在施工過程中常見質(zhì)量問題及處理措施。

1 鉆孔灌注樁常見質(zhì)量問題及分類

鉆孔灌注樁在施工過程中往往由于人為(技術(shù)人員的疏忽或者意識上的不重視)或者自然條件(遇到堅硬巖石層、淤泥層卵石層)的因素導(dǎo)致鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量不合格，甚至返工，加上發(fā)生質(zhì)量問題后技術(shù)人員處理方法不妥當(dāng)引發(fā)質(zhì)量問題的不斷擴(kuò)大化，加大了質(zhì)量問題的處理難度。因此，非常有必要對鉆孔灌注樁在施工過程中遇到的常見質(zhì)量問題進(jìn)行分析和歸類，制定相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，降低或杜絕其質(zhì)量事故的發(fā)生。鉆孔灌注樁在施工過程中常見的質(zhì)量問題分類匯總見表1[2]。

表1 鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量問題分類匯總

2 鉆孔灌注樁各類質(zhì)量問題的危害

表1中各類質(zhì)量問題都會對鉆孔灌注樁在使用過程中產(chǎn)生一定的危害和影響，具體危害和影響見表2。

表2 各類質(zhì)量問題對鉆孔灌注樁的危害和影響

3 鉆孔灌注樁各類質(zhì)量問題的原因分析

3.1 勘測類

1)鉆孔垂直度偏差或孔位偏移。鉆孔垂直度偏差或孔位偏移主要由以下三方面引起:

a.安裝鉆孔機(jī)械的場地高低不平，導(dǎo)致鉆機(jī)基礎(chǔ)不穩(wěn)或鉆機(jī)零部件松動;鉆桿本身垂直變形或扭曲;b.鉆機(jī)在鉆孔過程中遇到堅硬巖石或弧形巖石未處理，或是鉆孔過程中受到的地層阻力不均勻;c.場地基礎(chǔ)承載力有限，鉆孔過程中在外加應(yīng)力的作用下，鉆機(jī)地基下陷導(dǎo)致鉆機(jī)產(chǎn)生位移。

2)孔徑偏差、孔口高程誤差?？讖狡钜话闶怯捎阢@頭使用時間過長，鉆頭磨損嚴(yán)重導(dǎo)致鉆頭實際直徑偏小;或是由于實際操作人員的疏忽，錯用了鉆頭規(guī)格。

引起孔口高程誤差的原因主要有兩種:a.施工場地廢料、廢渣堆積導(dǎo)致地面標(biāo)高發(fā)生變化;b.由于勘察結(jié)束后場地進(jìn)行了二次回填，復(fù)核計算孔口高程時發(fā)生錯誤。

3)沉渣清除不達(dá)標(biāo)。在現(xiàn)場施工過程中，沉渣厚度不達(dá)標(biāo)往往是由于泥漿的比重和清孔時間達(dá)不到要求，在清孔階段泥漿比重變小而沒有采取一定的措施，使得泥漿的攜渣能力下降，孔底泥漿不能清除干凈。與此同時，技術(shù)人員因害怕塌孔事故的發(fā)生，常常在沉渣未能清除達(dá)標(biāo)前就開始灌注混凝土。

3.2 鉆孔類

鉆孔灌注樁在施工過程中導(dǎo)致鉆孔類的質(zhì)量問題原因較多，但主要導(dǎo)致因素有四方面:

1)鉆機(jī)在鉆至砂層、淤泥層等松軟地層環(huán)境中時進(jìn)尺速度過快、原地空轉(zhuǎn)時間太長或是鉆速太高，導(dǎo)致該區(qū)域地層受力不均而發(fā)生塌孔;

2)采用泥漿護(hù)壁時，所用的泥漿比重較小，粘性較差，或是使用過程中泥漿性能發(fā)生變化，粘度失調(diào);施工中因各種原因停鉆時間太長，導(dǎo)致泥漿發(fā)生離析，泥漿上下壓力不等而使孔壁坍塌;

3)由于外界物體的碰撞而發(fā)生孔壁坍塌。例如，在鋼筋籠或鉆頭上提、下落過程中與孔壁發(fā)生碰撞和摩擦;

4)待鉆孔地層環(huán)境穩(wěn)定性太差，鉆孔后孔壁四周物體受力平衡被破壞，施工過程中卻沒有針對弱地質(zhì)層加強(qiáng)孔壁穩(wěn)定的措施導(dǎo)致孔壁塌陷。

3.3 灌注類

3.3.1 斷樁、夾渣、樁身空洞、水囊和氣泡

斷樁[3]:由于停水、停電、設(shè)備損壞等原因造成混凝土灌注長時間停止，混凝土凝結(jié)不連續(xù)或者由于首次注漿量太少，無法有效將成渣上翻至混凝土上面，形成沉渣夾層而導(dǎo)致斷樁。

夾渣:灌注混凝土?xí)r注漿導(dǎo)管一次提升量過大，超過了混凝土面高度，導(dǎo)致鉆孔中的泥渣、浮漿與灌注的混凝土混合而導(dǎo)致夾渣現(xiàn)象的發(fā)生。

樁身空洞、水囊和氣泡:樁身空洞、水囊和氣泡主要是由于采用注漿導(dǎo)管顛管時不連續(xù)或顛管次數(shù)不夠?qū)е禄炷琳駬v不充分引起樁身有空洞、水囊和氣泡。

3.3.2 導(dǎo)管堵塞

造成導(dǎo)管堵塞的原因較多，首次灌注混凝土?xí)r導(dǎo)管距離孔底距離太小;混凝土級配或水灰比不正確，長時間的停頓導(dǎo)致混凝土離析或凝結(jié);混凝土中夾雜較大石塊等等，都可能會造成注漿導(dǎo)管的堵塞。

3.4 鋼筋類

鋼筋類的質(zhì)量問題主要有鋼筋籠上浮和鋼筋籠變形，原因如下:

1)清孔不充分，鉆孔內(nèi)懸浮砂石在上升的混凝土面上形成較為密實的砂石層，隨著混凝土灌注面的升高，砂石層在鋼筋籠底部頂起鋼筋籠;

2)選擇的混凝土不合適，初凝和終凝時間過短，導(dǎo)致混凝土在鉆孔內(nèi)過早凝結(jié)，混凝土面上升至鋼筋籠底時已經(jīng)發(fā)生初凝或終凝，混凝土固結(jié)塊頂著鋼筋籠上升;

3)混凝土注漿速度過快，當(dāng)混凝土面上升至鋼筋籠底部時，產(chǎn)生了較大的突涌力，導(dǎo)致鋼筋籠上浮;

4)鋼筋籠箍筋剛度不夠、鉆孔傾斜、吊裝過程中受力點不當(dāng)、鋼筋籠下孔受阻后強(qiáng)行壓入等都容易造成鋼筋籠的變形。

4 鉆孔灌注樁各類質(zhì)量問題的處理措施

4.1 勘測類質(zhì)量問題防治措施

1)垂直度誤差和鉆孔偏移的防治措施:在鉆機(jī)進(jìn)入工地前，平整場地并保證場地有一定的地耐力以防治鉆機(jī)的樁基發(fā)生沉降或偏移;鉆機(jī)在安裝時應(yīng)檢查鉆桿的連接情況和垂直度;在復(fù)雜地層鉆進(jìn)時，應(yīng)適當(dāng)降低鉆速，發(fā)現(xiàn)偏孔及時調(diào)整。

2)孔徑偏差、孔口高程誤差防治措施:安裝鉆頭前，技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)真檢查鉆頭規(guī)格并嚴(yán)格履行鉆頭規(guī)格確認(rèn)手續(xù);鉆孔前，技術(shù)人員應(yīng)核準(zhǔn)原始水準(zhǔn)點和鉆孔孔口高程，做到每個樁位都復(fù)測一遍高程。

3)沉渣清除不達(dá)標(biāo)防治措施:在注入泥漿時應(yīng)嚴(yán)格控制泥漿的注入比，泥漿過稀或過稠都會對鉆孔的質(zhì)量產(chǎn)生影響。泥漿過稀時會影響泥漿護(hù)壁和攜渣的效果，泥漿過稠時會影響鉆頭的鉆進(jìn)速度。一般情況下，注入泥漿的比重應(yīng)控制在1.1 g/cm3，排出泥漿的比重則控制在1.3 g/cm3為佳。但對于一些特殊的軟弱地層，則泥漿的比重應(yīng)適當(dāng)加大。

4.2 鉆孔類質(zhì)量問題防治措施

鉆孔類質(zhì)量問題主要是孔壁塌陷和孔口坍塌，其防治措施有:

1)在鉆孔施工前，應(yīng)認(rèn)真核實鉆孔區(qū)域的地層結(jié)構(gòu)，由此選擇與此相合適的高質(zhì)量泥漿;2)護(hù)筒的選擇上要盡量選擇長度足夠的護(hù)筒，控制好混凝土的灌注時間，既不要在清渣達(dá)標(biāo)前，也不要在清渣結(jié)束后停留太長時間再灌注混凝土;3)鋼筋籠在安放過程中要防止其變形，吊點好設(shè)置得當(dāng)，防止鋼筋籠對孔壁產(chǎn)生碰撞;4)萬一發(fā)生孔壁塌陷或孔口坍塌，應(yīng)立即停止施工。

4.3 灌注類質(zhì)量問題防治措施

灌注類的質(zhì)量問題的防治措施有:

1)在灌注混凝土前，應(yīng)充分了解施工當(dāng)天施工現(xiàn)場的停水、停電公告，提前做好混凝土供應(yīng)計劃并準(zhǔn)備各種突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案;2)初次混凝土量應(yīng)計算準(zhǔn)確，初灌后要保證混凝土面高于導(dǎo)管口1.5 m以上，導(dǎo)管在灌注過程中與混凝土面同步提升，每次提升高度不宜大于1.0 m，嚴(yán)禁一次大幅提升，避免泥漿等混入混凝土中;3)灌注混凝土?xí)r應(yīng)邊灌注邊充分振搗，嚴(yán)格控制振搗導(dǎo)管的提升量，避免漏振或振搗不充分產(chǎn)生氣泡等;4)混凝土灌注前要檢查混凝土的坍落度、和易性和級配比，加強(qiáng)導(dǎo)管密封性和連接性能的檢查，盡量減少或避免混凝土灌注過程中的停滯時間，從而避免導(dǎo)管堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4 鋼筋類質(zhì)量問題防治措施

鋼筋類的質(zhì)量問題的防治措施有:

1)為了減小摩擦阻力，鋼筋籠的下端0.5 m～0.8 m段應(yīng)做成錐形，混凝土在灌注至鋼筋籠底部附近時應(yīng)減緩混凝土灌注速度，既不要大幅提升導(dǎo)管，也不要突然增加灌注量，以免突然注入的大量混凝土對鋼筋籠底部產(chǎn)生突涌力而抬升鋼筋籠;2)嚴(yán)格按照圖紙要求的鋼筋大小、間距和長度制作鋼筋籠，鋼筋籠在吊起后要檢查其是否變形。吊入鉆孔時鋼筋籠應(yīng)保持垂直，不能左右搖晃，遇到不明阻力時要先排除阻力再平穩(wěn)放入鋼筋籠，不得強(qiáng)行放入。

5 結(jié)語

導(dǎo)致鉆孔灌注樁發(fā)生質(zhì)量問題的原因有很多，并且在勘測、鉆孔、投放鋼筋籠、灌注混凝土等各個環(huán)節(jié)中都有可能發(fā)生。因此在開展鉆孔灌注樁施工前，充分做好各個質(zhì)量問題的分析并準(zhǔn)備各項應(yīng)急預(yù)案，對減少鉆孔灌注樁的發(fā)生質(zhì)量問題和避免質(zhì)量問題的擴(kuò)大具有積極的意義。

[1] 祝 愷.淺談鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，6(12):238.

[2] 劉 敏.鉆孔灌注樁基礎(chǔ)主要質(zhì)量問題分析及處理方法[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013(22):50-51.

[3] 劉 勇.鉆孔灌注樁斷樁成因及預(yù)防研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2011(3):31-33.

[4] 婁 津.談鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量控制要點及防治[J].山西建筑，2012，38(1):80-81.