鉆孔灌注樁施工要點
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鉆孔灌注樁是民用和工業(yè)建筑廣泛應(yīng)用的一種基礎(chǔ)形式，具有適應(yīng)性強、施工操作簡單、設(shè)備投入不大等優(yōu)點。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進行，其施工過程無法直接觀察，成樁后也不能進行直接開挖驗收，它又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的一種基礎(chǔ)形式。分析鉆孔灌注樁在施工過程中可能發(fā)生的事故，進行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，確?；A(chǔ)工程安全的重要措施。本文根據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設(shè)計和施工經(jīng)驗，簡要分析鉆孔灌注樁施工過程中可能存在的幾種質(zhì)量問題以及相應(yīng)的防范措施，旨在為類似工程提供借鑒。
　　
　　一、無套管施工法中孔壁坍塌及對策
　　無套管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(dǎo)致的孔壁坍塌的質(zhì)量事故。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。根據(jù)對此類問題的分析，發(fā)現(xiàn)造成施工事故的原因主要在于：
　?、僮o筒的長度不夠，護筒變形或形狀不合適；
　?、诒３值乃^壓力不夠；
　?、鄣叵滤挥休^高的承壓力；
　?、茉诘[石層等處有滲流水或者沒水，孔中出現(xiàn)跑水現(xiàn)象；
　?、菽酀{的容重及濃度不足；
　?、蕹煽姿俣忍?，在孔壁中來不及形成泥膜；
　?、哂迷炜讬C械在護筒底部造孔時觸動了孔周圍的土壤；
　?、喑练配摻顣r，碰撞了孔壁，破壞了泥膜及孔壁；
　　⑨造孔機械的機械力過大，致使護筒與土層之間的粘著力減弱；
　　針對這種問題，應(yīng)采取的相應(yīng)處理措施為：
　　施工現(xiàn)場在埋設(shè)灌注樁的護筒時，坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實，必須注意保持護筒安裝垂直，在護筒的適當高度開孔，使護筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。
　　當發(fā)現(xiàn)地基有地下水時，應(yīng)密切注意是否夾有不透水層。當下層的承壓地下水的水頭比下層的地下水位高時，必須能保持足夠的泥水壓力，在施工前的地質(zhì)情況勘測中，一定要求給出地下水的壓力、出水量、水流方向等要素條件。
　　泥漿的比重以1.02~1.08左右為宜。另外，在成孔時，如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時，應(yīng)考慮是否改成其他施工方法。
　　當中斷成孔作業(yè)時，要著重監(jiān)視漏水、跑漿的情況。
　　在反循環(huán)鉆孔法的成孔施工中，鉆孔速度不宜過快，如果孔壁未形成有效泥漿膜，施工中將易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。成孔速度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況并參照相應(yīng)規(guī)范選取，對于淤泥質(zhì)等非常軟弱的地質(zhì)，如果成孔速度過快，造孔的樁孔將很不規(guī)則，對于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會產(chǎn)生樁的徑向擺動，而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象，在現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，孔中水的向下流速超過12m/min，在負壓的作用下，孔壁非常容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。
　　為避免此類問題的發(fā)生，在施工中，要求施工人員要嚴格按施工規(guī)范進行施工，深入理解設(shè)計意圖是確保成功施工的關(guān)鍵因素，塌孔的樁孔應(yīng)及時回填，當?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后，應(yīng)適當?shù)耐Ｖ?~5天后再度施工為宜。
　　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(shè)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。
　　
　　二、縮頸
　　縮頸是鉆孔灌注樁最常見的質(zhì)量問題，主要由于樁周土體在樁體澆注過程中產(chǎn)生的膨脹造成。針對這種情況，應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，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?；蛟趯?dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。另外，可采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴大孔徑。

三、鋼筋籠上浮
　　用全套管法成孔后，在澆筑混凝土?xí)r，有時鋼筋籠會發(fā)生上浮，其原因及相應(yīng)對策如下：
　?、偬坠艿撞績?nèi)壁黏附砂漿或土粒，由于管的變形，使內(nèi)壁產(chǎn)生凹凸不平，在拔出套管時，將鋼筋籠帶上來。此時，應(yīng)注意在成孔前，必須首先檢查最下部的套管內(nèi)壁，當堆積大量粘著物時，一定要及時清理。如確認有變形，必須進行修補，待成孔結(jié)束時，可用張大錘式抓斗，使其反復(fù)升降幾次，以敲掉殘余在管內(nèi)壁上的土砂，確保孔底水平。
　?、诋斾摻罨\的外徑及套管內(nèi)壁之間的間隙太小，有時套管內(nèi)壁與箍筋之間夾有粗骨料時，會發(fā)生鋼筋上浮現(xiàn)象，出現(xiàn)這種問題處理的方法是，使箍筋與套管內(nèi)壁之間的間隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
　　③鋼筋籠自身彎曲，鋼筋籠之間的接點不好、彎曲，箍筋變形脫落，套管傾斜等，使得鋼筋與套管內(nèi)壁的接觸過于緊密時，也將造成鋼筋籠上浮。在處理此類問題時，應(yīng)注意提高鋼筋籠加工、組裝的精度，防止鋼筋籠在運輸工程中的碰撞等因素引起的變形。在沉放籠時要確認鋼筋籠的軸向準確度等，不得使鋼筋籠自由墜落到樁孔中，不得敲打鋼筋籠的頂部，在貫入套管時，必須注意汽錘制度。
　?、苡捎诨炷凉嘧⑦^鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。當此類現(xiàn)象發(fā)生時，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。
　?、蒌摻罨\放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升。
　　鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。
　?、蕹酥猓跐仓炷林?，一定要將套管稍稍往上提一點，以確認鋼筋籠是否存在上浮現(xiàn)象。
　　
　　四、樁底沉渣量過多
　　清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過清孔應(yīng)盡可能的使樁孔中的沉渣全部清除，使混凝土與巖基結(jié)合完好，提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣的主要原因及處理的措施如下：
　?、贅兜椎某猎^多主要由于施工中違犯操作規(guī)定，清孔不干凈或未進行二次清孔造成的；施工中應(yīng)保證灌注樁成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時間不少于30分鐘，然后將錘式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。
　　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，沉渣將堆積在樁底，影響樁與地基的結(jié)合。工程中需采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不能用清水進行置換。
　?、垆摻罨\吊放過程中，如果鋼筋籠的軸向位置未對準孔位，將會發(fā)生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土?xí)湓跇兜?；因此，鋼筋籠吊放時，務(wù)使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。在鋼筋籠的加工工藝上，可選用冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，則應(yīng)利用導(dǎo)管進行二次清孔，使用方法是用空氣升液排渣法或空吸泵反循環(huán)法。這種方法是用已有的空吸泵、空壓機，在導(dǎo)管上備有承接管，它無需特殊設(shè)備，在任何施工方法中均可采用。
　?、芮蹇缀螅鄷r間過長，致使泥漿沉積。開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30-40mm，應(yīng)有足夠的混凝土儲備量，使導(dǎo)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。
　　
　　五、導(dǎo)管進水
　　在澆注混凝土過程中，有時會發(fā)生由于過量上提導(dǎo)管，使接頭部分產(chǎn)生漏水等情況，將造成混凝土離析、流動等質(zhì)量事故，在樁身上留下致命的質(zhì)量隱患。因此要嚴格施工管理，不得發(fā)生泥漿水進入導(dǎo)管的質(zhì)量事故。一旦生發(fā)上述事故，可采取如下的處理措施：
　　澆筑混凝土之前，若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時，應(yīng)立即提起到導(dǎo)管進行檢查，對漏水部位進行嚴格的防水處理后，再重新放入樁孔中，建筑混凝土。
　　在任何情況下，都應(yīng)該盡可能的將導(dǎo)管底部深深的埋在混凝土中，當發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管上提明顯過量時，應(yīng)迅速將導(dǎo)管插到混凝土中，利用小型水泵或小口徑的抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中的水抽到之后，再繼續(xù)澆筑混凝土。

　六、斷樁
　　由于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間斷樁。造成原因及防治措施如下：
　?、偈┕ぶ腥舭l(fā)生導(dǎo)管底端距孔底過遠，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。
　　為避免質(zhì)量事故的發(fā)生，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(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前，應(yīng)認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。
　?、谟袝r受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?，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。
　　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。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。
　?、墼跐沧⒒炷?xí)r，由于導(dǎo)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。
　　施工中應(yīng)明確規(guī)定，混凝土澆注過程中，一旦開始澆筑工序，一定要連續(xù)完成改作業(yè)，確保在混凝土初凝時間內(nèi)連續(xù)澆注，在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。并隨時控制混凝土面的標高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準確可靠，嚴格遵守操作規(guī)程。
　?、苁┕ぶ羞€會發(fā)生澆注混凝土?xí)r，沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。
　　因此，施工要求中要嚴格確定混凝土的配合比，使混凝土有良好的和易性和流動性，坍落度損失亦滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準備灌注的混凝土要足量，避免埋下質(zhì)量事故的隱患。
　　
　　七、鉆孔內(nèi)的有害氣體
　　由于地質(zhì)構(gòu)造或其他特殊原因，在灌注樁的成孔過程中，發(fā)現(xiàn)樁孔中產(chǎn)生沼氣、天然氣、硫化氫等有害氣體，全套管施工中，當需要在孔口附近進行焊接鋼筋骨架時，焊接的電火花會點燃樁孔內(nèi)可燃性氣體而發(fā)生爆炸的質(zhì)量事故。
　　為避免上述事故的發(fā)生，在進行焊接作業(yè)前，首先利用有害氣體探測器或火繩等檢查樁孔中是否存在有害氣體，一般情況下，樁孔中的可燃氣體，應(yīng)用注水法排除孔中的有害氣體；當氣體量較少時，也可以利用火繩等將有害氣體燃燒掉。
　　
　　八、結(jié)語
　　本文根據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設(shè)計和施工經(jīng)驗，分析了影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的幾種因素，包括孔壁坍塌、縮頸、鋼筋籠上浮、樁底沉渣、導(dǎo)管進水、斷樁、鉆孔內(nèi)有害氣體，并提出了相應(yīng)的防范和處理措施，可以為類似工程提供借鑒。(

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