史根強(qiáng)

（甘肅省交通工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，甘肅蘭州730030）

0 引言

鉆孔灌注樁施工相對(duì)于工程建設(shè)中時(shí)常使用到的其他預(yù)制樁柱而言，具備較高的施工難度。尤其是在建設(shè)工程處于地質(zhì)不良的土地層面時(shí)，要在所處區(qū)域進(jìn)行鉆孔、打樁等操作，會(huì)變得更為困難。大多數(shù)的不良地層都存在硬度不均勻、組成元素復(fù)雜多樣、穩(wěn)定性不足等問題，比如硬度不高的黏土地層、較為疏松的砂質(zhì)粉土層、土層較厚且硬度較高的硬質(zhì)粉土層等。針對(duì)不同的不良地層情況，在開展鉆孔灌注樁施工的過程中，自然也會(huì)面臨不同的問題，因此要充分分析施工的具體情況，找出問題產(chǎn)生的原因，并對(duì)癥下藥，制定出合理的對(duì)策。

1 鉆孔灌注樁在不良地層中的施工問題

1.1 鉆孔時(shí)卡鉆

最常出現(xiàn)的一大重點(diǎn)施工問題就是卡鉆現(xiàn)象。大多數(shù)不良地層都具備較為明顯的地質(zhì)缺陷，在鉆孔的過程中無法更加順暢地突破巖石層。尤其是進(jìn)入砂質(zhì)的粉土層時(shí)，隨著鉆孔操作的持續(xù)推進(jìn)，鉆孔的振動(dòng)頻率和力度都在逐漸增大，也就可能導(dǎo)致周邊巖石層中的松軟土塊或砂質(zhì)石頭滑落，這些掉落下來的泥土或者石頭很容易將孔洞卡住，進(jìn)而導(dǎo)致鉆孔的鉆器被堵在孔洞當(dāng)中[1]。而且，很多地質(zhì)結(jié)構(gòu)層的石層都比較厚，厚度越高的土質(zhì)層，深度開挖工作越困難，因此，產(chǎn)生卡鉆問題的概率也就越高。

1.2 鉆孔處塌陷

在鉆孔的過程中，也極易產(chǎn)生鉆孔處塌陷的施工問題（見圖1）。鉆孔處塌陷現(xiàn)象也稱為塌孔，在對(duì)地基層面進(jìn)行鉆孔的過程中，或在清理孔洞內(nèi)部雜質(zhì)與泥土砂石時(shí)，孔洞出現(xiàn)塌陷。還有一種是在鉆孔步驟結(jié)束之后的灌注過程中，孔洞出現(xiàn)塌陷。工程施工人員一般會(huì)通過鉆孔內(nèi)水位的變化情況，判斷其是否會(huì)出現(xiàn)塌陷。如果鉆孔處內(nèi)部的水位突然下降，就需要詳細(xì)檢查其表層的水泡是不是以細(xì)密的方式出現(xiàn)。如果孔口位置產(chǎn)生了細(xì)密的水泡，通常表示該鉆孔處出現(xiàn)了坍塌。如果是鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)塌陷，通常是在地質(zhì)結(jié)構(gòu)層的結(jié)合面及黏聚力較低的砂質(zhì)粉土層產(chǎn)生的[2]。而在清理孔洞時(shí)，往往會(huì)因?yàn)槟酀{比重逐漸減小，使得孔壁內(nèi)部所承載的力度減弱，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部的砂石結(jié)合力下降，松軟的粉土層就更容易坍塌了。

圖1 鉆孔處塌陷示意圖

1.3 鉆孔偏斜或縮頸

在完成樁柱打孔工作后，有可能出現(xiàn)鉆孔偏斜的情況。原因主要是采用的鉆孔機(jī)器的緊密程度和穩(wěn)定性不夠強(qiáng)，在鉆孔打洞的過程中鉆機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，由此出現(xiàn)鉆孔部分偏移的情況。除此之外，也可能是負(fù)責(zé)鉆孔的鉆桿發(fā)生彎曲形變，進(jìn)而導(dǎo)致其形成的樁柱孔洞產(chǎn)生了一定的偏移，或地質(zhì)環(huán)境因素所致，當(dāng)?shù)孛娴耐临|(zhì)過于松軟或存在硬度不均勻的現(xiàn)象，都有可能導(dǎo)致成形的樁孔出現(xiàn)小范圍的移動(dòng)。還有可能在工程施工過程中，由于人為施工操作不當(dāng)，使得內(nèi)部的樁柱孔洞受到了一定程度的影響[3]。

鉆孔位置也可能出現(xiàn)縮頸的情況（見圖2）。縮頸是指最終形成的樁柱孔洞的直徑小于最早設(shè)計(jì)好的孔洞直徑，其往往是因?yàn)閮?nèi)部孔洞結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性土膨脹現(xiàn)象之后，孔徑會(huì)在一定范圍內(nèi)縮小或擴(kuò)大。

圖2 鉆孔縮頸示意圖

1.4 樁底沉渣量超標(biāo)

在進(jìn)行鉆孔灌注樁施工的過程中，最終形成的鉆孔底部容易出現(xiàn)沉渣量過多的問題。沉渣堆積在底部會(huì)對(duì)整個(gè)灌注樁施工流程造成負(fù)面影響，甚至可能導(dǎo)致施工過程中出現(xiàn)較大的質(zhì)量隱患。產(chǎn)生樁底沉渣超標(biāo)的主要原因是清理孔洞的過程中沒有及時(shí)將掉落的沉渣清理干凈，或者沒有按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)多次進(jìn)行清孔工作，鉆孔過程中落石或泥漿形成的雜質(zhì)擊落在樁柱孔洞底層，最終導(dǎo)致沉渣量超標(biāo)[4]。為了保護(hù)巖壁，鉆孔過程中會(huì)灌入泥漿，這樣可以使一部分實(shí)體顆粒附著在孔壁上。但是很多樁基工程在對(duì)泥漿進(jìn)行配比的過程中，各項(xiàng)細(xì)則落實(shí)得不夠到位，泥漿的標(biāo)準(zhǔn)比重過小，或者注入的泥漿含量不夠高，進(jìn)而難以確保向下沉積的實(shí)體顆粒向上浮起。而且在施工的過程中，護(hù)壁也經(jīng)常因?yàn)樵獾綑C(jī)械碰撞而引發(fā)泥土掉落的現(xiàn)象。碰撞掉落的石塊或泥漿土塊通常會(huì)直接掉落在樁孔底部，很多施工人員沒有及時(shí)將清渣工作落實(shí)到位，從而形成循環(huán)清孔的操作方式，加重了超標(biāo)現(xiàn)象。

1.5 樁柱斷開

在執(zhí)行鉆孔的步驟后，還需要進(jìn)行混凝土灌注工作。灌注過程中出現(xiàn)的問題通常較少，主要有卡管和鋼筋籠上浮兩種。此外，也有一項(xiàng)重點(diǎn)問題是出現(xiàn)在灌注完成后，那就是形成樁柱后也有可能出現(xiàn)樁柱斷開的情況。斷樁現(xiàn)象發(fā)生的原因比較復(fù)雜，既可能是在灌注的過程中混凝土凝固的速度不恰當(dāng)或凝固的銜接點(diǎn)不夠連續(xù)，也可能是中間摻雜的填充物使得整體結(jié)構(gòu)變得疏松。當(dāng)導(dǎo)管底部距離樁孔底部比較遠(yuǎn)時(shí)，混凝土?xí)粷{液稀釋，導(dǎo)致混凝土不能完全凝固[5]。除此之外，地下水的活動(dòng)也會(huì)促使整個(gè)裝置的導(dǎo)管密封性不足，當(dāng)水分進(jìn)入樁身之后，也可能使混凝土結(jié)構(gòu)受到影響。

2 鉆孔灌注樁施工問題的解決對(duì)策

2.1 解決卡鉆問題

工程技術(shù)人員在開展鉆孔灌注樁施工之前就應(yīng)當(dāng)詳細(xì)分析該區(qū)域地質(zhì)具有哪些土質(zhì)情況不同的土層，結(jié)合各土層的具體標(biāo)準(zhǔn)和特性，挑選出最適合的鉆孔工具。一旦發(fā)生卡鉆現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)采取正確的措施進(jìn)行處理，控制鉆孔區(qū)域內(nèi)部泥漿的比重，防止孔洞內(nèi)部出現(xiàn)過多的沉渣，盡可能保證泥漿的含量更高。通過鉆孔工具的封繩，使得具備沖擊力的鐵錐自然下落，下落一段距離之后再通過反沖卡鉆部位的方式，形成強(qiáng)有力的沖擊，盡可能處理卡鉆問題。如果反沖錐法沒有解決問題，也可以采用套錐法，即利用空心的圓筒套牢錐齒向下沖孔[6]。如仍然沒有辦法提取鉆機(jī)，可以適當(dāng)增加外力，既有助于將發(fā)生卡頓的鉆頭更快地沖擊出孔洞，也有利于提高解決卡鉆問題的效率。但應(yīng)注意孔口的牢固，以防孔口坍塌。

2.2 防止塌孔問題

為了有效防止鉆孔過程中出現(xiàn)塌孔問題，可以提前采取相應(yīng)的保護(hù)措施，對(duì)工程項(xiàng)目做好防護(hù)。首先，可以采取埋設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒裝置的辦法，在埋入此種裝置前，需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘測(cè)，結(jié)合生成的第一次勘測(cè)報(bào)告，找準(zhǔn)土層的具體厚度等重要數(shù)據(jù)，結(jié)合土層深度選擇相應(yīng)長(zhǎng)度的護(hù)筒。在埋設(shè)長(zhǎng)型護(hù)筒之前，要確保護(hù)筒的底部可以穿過所需要填埋的土層，使土層和其他不同的地質(zhì)層位可以緊密連接在一起，通過貼合黏土的形式夯實(shí)連接的部位，使其能形成緊密的整體，防止在鉆孔的過程中護(hù)筒向下移動(dòng)。在鉆孔施工時(shí)也要嚴(yán)格控制好位置，防止孔位出現(xiàn)偏離。其次，可以采取提高泥漿性能的方式，適當(dāng)增加泥漿的密度和黏度等重要指標(biāo)，可以有效改善泥漿質(zhì)量不佳的問題，使生成的護(hù)壁能達(dá)到更加良好的效果[7]。在調(diào)制泥漿的過程中要結(jié)合砂質(zhì)粉土層的力學(xué)性能，綜合考慮其膨脹性、自我修復(fù)能力、連續(xù)性、穩(wěn)定性等，確保泥漿和工程實(shí)體之間可以形成良好的受力整體，保證在鉆孔過程中泥漿能夠有效發(fā)揮出其效果，進(jìn)而防止出現(xiàn)塌孔。

2.3 解決偏移問題，防止縮頸

要有效解決鉆孔的偏移問題，首先應(yīng)當(dāng)分析該工程項(xiàng)目當(dāng)中樁柱打孔區(qū)域所處位置的土層地質(zhì)情況及土層結(jié)構(gòu)。一般來說，如果土層呈現(xiàn)斜狀分布，應(yīng)著重注意其周邊的硬質(zhì)物體，確保整體的施工場(chǎng)地處于相同的狀態(tài)，為后續(xù)樁基施工提供更加良好的施工環(huán)境，并且結(jié)合實(shí)際的工程需求及地質(zhì)情況選擇最合適的鉆孔機(jī)器。其次，可以提前為鉆孔機(jī)器鋪墊上軌道枕木，確保鉆孔機(jī)器在運(yùn)行的過程中有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，進(jìn)而提高鉆孔設(shè)備的精度，促使打孔的位置和深度都能夠符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。在安裝鉆孔機(jī)器時(shí)，也應(yīng)當(dāng)將其調(diào)到與滑輪同方向的軸線上，與此同時(shí)，確保重要設(shè)備鉆桿的具體位置，將位置偏差控制在允許的范圍內(nèi)。再次，采取重量更大、強(qiáng)度更高的鉆孔機(jī)器，使其均勻地進(jìn)入地層內(nèi)部，慢速并且精準(zhǔn)控制其發(fā)力位置。為了防止縮頸情況，應(yīng)在施工之前采取相應(yīng)的防治措施，比如采用優(yōu)質(zhì)的泥漿，將其充分應(yīng)用在整個(gè)施工過程中，從而降低整個(gè)鉆孔工程中的失水量，在形成孔洞后，要加快施工速度，確保其內(nèi)部不會(huì)滲水或膨脹。最后，可以反復(fù)地進(jìn)行掃孔工作，適當(dāng)擴(kuò)大孔徑。

2.4 精細(xì)化操作，減少沉渣量

在大多數(shù)工程施工中，出現(xiàn)樁底沉渣量過高問題的原因主要是清孔工作做得不到位或工程實(shí)體受到泥漿影響。在鉆孔灌注樁施工過程中，各項(xiàng)細(xì)節(jié)都是相當(dāng)重要的，如果沒有采取更加精細(xì)化的操作方法，很有可能使出現(xiàn)的弊端逐漸被擴(kuò)大。想要盡可能地減少沉入底部的沉渣量，就更應(yīng)該落實(shí)精細(xì)化操作。結(jié)合工程實(shí)際情況安排清孔的次數(shù)，嚴(yán)格落實(shí)清孔的各項(xiàng)操作，檢驗(yàn)清孔的效果，確保檢驗(yàn)合格之后才能夠進(jìn)行下一道施工工序。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)清孔操作人員進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，確保操作步驟符合規(guī)范要求。此外，也要綜合考慮泥漿因素給沉渣率造成的影響。因?yàn)樵谑┕み^程中，自然狀態(tài)下配置形成的泥漿容易出現(xiàn)許多粗顆?；蛘吖腆w雜質(zhì)，這也會(huì)使得泥漿的黏結(jié)度降低，進(jìn)而增加沉渣掉落底部的概率。所以，要結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù)及工程的實(shí)際變動(dòng)情況，調(diào)制出比例恰當(dāng)?shù)哪酀{，經(jīng)過多次試驗(yàn)后再將泥漿應(yīng)用到灌注樁的施工過程當(dāng)中。

2.5 重視灌注環(huán)節(jié)，確保樁柱質(zhì)量

在進(jìn)行鉆孔灌注樁的整體施工過程中，每一個(gè)步驟都至關(guān)重要。灌注流程里常常會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)小的問題，雖然都有對(duì)應(yīng)的防治措施，但如果沒有提前做好準(zhǔn)備工作及檢測(cè)工作，就難以落實(shí)各項(xiàng)預(yù)防措施。因此，工程技術(shù)人員要重視灌注的整個(gè)環(huán)節(jié)，控制好混凝土的配合比以及攪拌和灌注的時(shí)間，嚴(yán)格控制外加劑的含量和種類，確保導(dǎo)管內(nèi)部的密封性，保證機(jī)械能夠良好運(yùn)轉(zhuǎn)。在放置鋼筋籠的時(shí)候，要密切關(guān)注設(shè)備的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，確保其定位的準(zhǔn)確性，并對(duì)各項(xiàng)標(biāo)高位置進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)。為了降低斷樁的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)當(dāng)在鉆好樁孔之后就使用特定濃度的清洗液進(jìn)行清孔，與此同時(shí)也要注意，不能讓清洗液滲入樁柱混凝土內(nèi)部，要嚴(yán)格控制好清孔的時(shí)間。清孔結(jié)束后就要及時(shí)向樁孔內(nèi)灌入混凝土，避免其因工程中的雜質(zhì)堆積導(dǎo)致沉渣量過高。在灌注的過程中，保證各項(xiàng)操作及各種設(shè)施的嚴(yán)密性，從整體角度確保樁柱的質(zhì)量符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建設(shè)工程處于地質(zhì)不良的土層時(shí)，對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行鉆孔、打樁等工作會(huì)變得十分困難。鉆孔灌注樁在不良地層中的施工問題復(fù)雜繁多，重點(diǎn)問題有鉆孔時(shí)卡鉆、鉆孔處塌陷、鉆孔偏斜或縮頸、樁底沉渣量超標(biāo)、樁柱斷開。鉆孔灌注樁施工問題的解決對(duì)策有控制鉆孔區(qū)域內(nèi)部泥漿的比重，防止孔洞內(nèi)部出現(xiàn)過多的沉渣，可以提前采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免塌陷現(xiàn)象，比如可以采取埋設(shè)長(zhǎng)護(hù)筒裝置的辦法。結(jié)合工程的實(shí)際需求以及地質(zhì)情況選擇最合適的鉆孔機(jī)器，還可以提前為鉆孔機(jī)器鋪墊上軌道枕木。要想減少沉渣量，就應(yīng)該更加注重落實(shí)精細(xì)化操作的原則，嚴(yán)格落實(shí)清孔的各項(xiàng)操作。工程技術(shù)人員要重視灌注的整個(gè)環(huán)節(jié)，控制好混凝土的配合比以及攪拌和灌注的時(shí)間。