淺析鉆孔灌注樁施工質(zhì)量事故及預(yù)防措施

　　關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁,水下混凝土灌注,主要原因,預(yù)防措施

　　目前鉆孔灌注樁在地基處理中應(yīng)用十分廣泛，但因?qū)匐[蔽工程，成樁后質(zhì)量檢查比較困難，且由于軟土的特殊性質(zhì)，經(jīng)常會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。根據(jù)本人的監(jiān)理實(shí)踐，對其中一些主要的質(zhì)量事故進(jìn)行剖析，總結(jié)出了一些規(guī)律和預(yù)防措施，為今后的施工起到一些幫助，達(dá)到提高施工水平的目的。

　　1 地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件方面

　　1.1 可能存在的問題

　　地質(zhì)勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺，土工試驗(yàn)數(shù)量不足、土工取樣和土工試驗(yàn)不規(guī)范，樁周摩阻力和樁端承載力不足等問題。設(shè)計(jì)文件主要存在對地質(zhì)勘探資料沒有認(rèn)真研究、樁型選擇不當(dāng)、地面標(biāo)高不清等問題。

　　1.2 預(yù)防措施

　　在樁基開始施工前，對地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件進(jìn)行認(rèn)真研究。對樁基持力層厚度變化較大的場地，應(yīng)適當(dāng)加密地質(zhì)勘探孔;必要時進(jìn)行補(bǔ)充勘探，防止樁端落在較薄的持力層上而發(fā)生持力層剪切破壞。場地有較厚的回填層和軟土層時，設(shè)計(jì)者應(yīng)認(rèn)真校核樁基是否在負(fù)摩擦現(xiàn)象。

　　2 孔口高程及鉆孔深度誤差

　　2.1 孔口高程的誤差及預(yù)防措施

　　孔口高程的誤差主要有兩方面：一是由于地質(zhì)勘探完成后場地再次回填，計(jì)算孔口高程時疏忽而引起的誤差;二是由于施工場地在施工過程中廢渣的堆積，地面不斷升高，孔口高程發(fā)生變化造成的誤差。對策是認(rèn)真校核原始水準(zhǔn)點(diǎn)和各孔口的絕對高程，每根樁開孔前復(fù)測一次樁位孔口高程。

　　2.2 鉆孔深度的誤差及預(yù)防措施

　　有些工程在場地回填平整前就進(jìn)行工程地質(zhì)勘探，地面高度較低，當(dāng)工程地質(zhì)勘探采用相對高程。施工應(yīng)把高程換算一致，避免出現(xiàn)鉆孔深度的誤差。另外，孔深測量應(yīng)采用丈量鉆桿的方法，取鉆頭的2/3長度處作為孔底終孔界面，不宜采用測繩測定孔深。對于端承樁鉆孔的終孔標(biāo)高應(yīng)以樁端進(jìn)入持力層深度為準(zhǔn),不宜以固定孔深的方式終孔。因此，鉆孔到達(dá)樁端持力層后應(yīng)及時取樣鑒定，確定鉆孔是否進(jìn)入樁端持力層。

　　3 鉆孔孔徑誤差

　　孔徑誤差主要是由于作業(yè)人員疏忽錯用其他規(guī)格的鉆頭，或因鉆頭陳舊，磨損后直徑偏小所致。對于直徑800～1200mm的樁，鉆頭直徑比設(shè)計(jì)樁徑小30～50mm是合理的。每根樁孔開孔時，應(yīng)驗(yàn)證鉆頭規(guī)格，實(shí)行簽證手續(xù)。

　　4 鉆孔垂直度誤差

　　4.1 主要原因

　　鉆孔垂直度誤差是場地平整度和密實(shí)度差、地面軟弱或軟硬不均勻，在支架上鉆孔時，支架的承載力不足，鉆機(jī)安裝不平整或鉆進(jìn)過程發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致鉆桿不垂直，從而導(dǎo)致鉆孔偏斜，另外鉆機(jī)部件如鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成偏離鉆進(jìn)方向。鉆進(jìn)中遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時，鉆壓過高使鉆頭受力不均，造成偏離鉆進(jìn)方向。

　　4.2 預(yù)防措施

　　首先要壓實(shí)、平整施工場地，軌道及枕木宜均勻著地，支架的承載力應(yīng)滿足要求;安裝鉆機(jī)時應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆機(jī)的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程中應(yīng)定時檢查主動鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差立即調(diào)整;定期檢查鉆頭、鉆桿、鉆桿接頭，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換;在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鉆進(jìn)，應(yīng)低速低鉆壓鉆進(jìn)。發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜，應(yīng)及時回填黏土，沖平后再低速鉆壓鉆進(jìn);在復(fù)雜地層鉆進(jìn)，必要時在鉆桿上加設(shè)扶正器。

　　5 塌孔與縮徑問題

　　5.1 塌孔與縮徑產(chǎn)生的原因

　　主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)速度過快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置時間過長沒有灌注混凝土等原因所造成。

　　5.2 預(yù)防措施

　　鉆(沖)孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時，成孔速度應(yīng)控制在2m/h以內(nèi)，泥漿性能主要控制其密度為1.3～1.4g/cm3、黏度為20～30s、含砂率≤6%，若孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上要求時，可采用加黏土粉、燒堿、木質(zhì)素的方法，改善泥漿的性能，通過對泥漿的除砂處理，可控制泥漿的密度和含砂率。沒有特殊原因，鋼筋骨架安裝后應(yīng)立即灌注混凝土。

　　6 樁端持力層判別錯誤

　　持力層判別是鉆孔樁成敗的關(guān)鍵，現(xiàn)場施工必須給予足夠的重視。對于非巖石類持力層，判斷比較容易，可根據(jù)地質(zhì)資料，結(jié)合現(xiàn)場取樣進(jìn)行綜合判定。

　　對于樁端持力層為強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖的樁，判定巖層界面難度較大，可采用以地質(zhì)資料的深度為基礎(chǔ)，結(jié)合鉆機(jī)的受力、主動鉆桿的抖動情況和孔口撈樣進(jìn)行綜合判定，必要時進(jìn)行原位取芯驗(yàn)證。

　　7 孔底沉渣過厚或灌注混凝土前孔內(nèi)泥漿含砂量過大

　　孔底沉渣過厚除清孔泥漿質(zhì)量差，清孔無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求外，還有測量方法不當(dāng)造成誤判。要準(zhǔn)確測量孔底沉渣厚度，首先需準(zhǔn)確測量樁的終孔深度，應(yīng)采用丈量鉆桿長度的方法測定，取孔內(nèi)鉆桿長度+鉆頭長度，鉆頭長度取到鉆尖的2/3處。

　　在含粗砂、礫砂和卵石的地層鉆孔，有條件時應(yīng)優(yōu)先采用泵吸反循環(huán)清孔。當(dāng)采用正循環(huán)清孔時，前階段應(yīng)采用高黏度濃漿清孔，并加大泥漿泵的流量，使砂石粒能順利地浮出孔口�？椎壮猎�厚度符合設(shè)計(jì)要求后，應(yīng)把孔內(nèi)泥漿密度降至1.1～1.2g/cm3。清孔整個過程應(yīng)專人負(fù)責(zé)孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度，及時對孔內(nèi)泥漿含砂率和孔底沉查厚度的變化進(jìn)行分析，若出現(xiàn)清孔前期孔口泥漿含砂量過低，撈不到粗砂粒，或后期把孔內(nèi)泥漿密度降低后，孔底沉渣厚度增大較多，則說明前期清孔時泥漿的黏度和稠度偏小，砂粒懸浮在孔內(nèi)泥漿里，沒有真正達(dá)到清孔的目的，施工時應(yīng)特別注意這種情況。

　　8 水下混凝土灌注和樁身混凝土質(zhì)量問題

　　混凝土質(zhì)量關(guān)系到混凝土灌注過程是否順利和樁身混凝土質(zhì)量兩大方面。要配制出高質(zhì)量的混凝土，首先要設(shè)計(jì)好配合比和做好現(xiàn)場試配工作，采用高強(qiáng)度水泥時，應(yīng)注意混凝土的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的關(guān)系，必要時添加緩凝劑。施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格控制好配合比(特別是水灰比)和攪拌時間。掌握好混凝土的和易性及其坍落度，防止混凝土在灌注過程中發(fā)生離析和堵管。

　　8.1 初灌時埋管深度達(dá)不到規(guī)范要求

　　規(guī)范規(guī)定，灌注導(dǎo)管底端至孔底的距離應(yīng)為0.3～0.5m，初灌時導(dǎo)管首次埋深應(yīng)不小于1.0m。對此在初灌前要認(rèn)真計(jì)算初灌量，在計(jì)算混凝土的初灌量時，除計(jì)算樁長所需的混凝土量外，還應(yīng)計(jì)算導(dǎo)管內(nèi)積存的混凝土量。

　　首批灌注混凝土所需數(shù)量可按下式計(jì)算：

　　V≥h1πd2/4+πD2(H1+H2)/4

　　式中 V——灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3);

　　D——樁孔直徑(m);

　　H1——樁孔底到導(dǎo)管底端間距，一般為0.4m;

　　H2——導(dǎo)管初次埋入混凝土的深度，不小于1.0m;

　　d——導(dǎo)管內(nèi)徑(m);

　　h1——樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m);h1=Hwγw/γc;

　　Hw——樁孔內(nèi)水或泥漿的深度(m);

　　γw——樁孔內(nèi)水或泥漿的重度(kN/m3);

　　γc——混凝土板和物的重度(kN/m3);

　　8.2 灌注混凝土?xí)r堵管

　　灌注混凝土?xí)r發(fā)生堵管主要由灌注導(dǎo)管破漏、灌注導(dǎo)管底距孔底深度太小、完成二次清孔后灌注混凝土的準(zhǔn)備時間太長、隔水栓不規(guī)范、混凝土配制質(zhì)量差、灌注過程中灌注導(dǎo)管埋深過大等原因引起。

　　對此要求灌注導(dǎo)管在安裝前應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查，可采用肉眼觀察和敲打聽聲相結(jié)合的方法進(jìn)行檢查，檢查項(xiàng)目主要有灌注導(dǎo)管是否存在孔洞和裂縫、接頭是否密封、厚度是否合格。另外灌注導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁用氣壓。進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力ρ的1.3倍，可參考下式進(jìn)行計(jì)算：

　　Ρ=γchc-γwHw

　　式中 γc——混凝土拌合物的重力密度(kN/m3);

　　hc——導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱最大高度(m)，以導(dǎo)管全長或預(yù)計(jì)的最大高度計(jì);

　　γw——樁孔內(nèi)水或泥漿的重度(kN/m3);

　　Hw——樁孔內(nèi)水或泥漿的深度(m);

　　9 混凝土灌注過程因故中斷

　　混凝土灌注過程中斷的原因較多，在采取搶救措施后仍無法恢復(fù)正常灌注的情況下，可采用如下方法進(jìn)行處理：

　　1、若剛開灌不久，孔內(nèi)混凝土較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋骨架，重新鉆孔至原孔底，安裝鋼筋骨架和清孔后再開始灌注混凝土。

　　2、迅速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存混凝土和檢查導(dǎo)管后，重新安裝導(dǎo)管和隔水栓，然后按初灌的方法灌注混凝土，待隔水栓完全排出導(dǎo)管后，立即將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)，此后便可按正常的灌注方法繼續(xù)灌注混凝土。此法的處理過程必須在混凝土的初凝時間內(nèi)完成。

　　3、混凝土灌注過程因故中斷后拔除鋼筋骨架，待已灌混凝土強(qiáng)度達(dá)到C15后，先用同級鉆頭重新鉆孔，并鉆除原灌混凝土的浮漿，再用Ф500鉆頭在樁中心鉆進(jìn)300~500mm深，這樣就完成了接口的處理工作，然后便可按新樁的灌注程序灌注混凝土。

　　10 結(jié)語

　　鉆孔灌注樁在樁基工程中使用廣泛，具有很大優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)較復(fù)雜的地質(zhì)條件，但由于施工環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，其施工質(zhì)量受干擾因素多，如不認(rèn)真對待及時處理，將造成嚴(yán)重質(zhì)量事故，對此要求我們在施工前要認(rèn)真熟悉相關(guān)的設(shè)計(jì)文件及施工、驗(yàn)收規(guī)范，核查地質(zhì)和有關(guān)資料，做到科學(xué)組織、精心施工、嚴(yán)格管理，也只有如此才能保證施工質(zhì)量。

　　參考文獻(xiàn)：

　　「1」 GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范

　　「2」 GB50202-2002, 建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范

　　「3」 建設(shè)部.建筑樁基技術(shù)規(guī)程(JGJ94—94)

　　「4」 王伯惠、上官興.中國鉆孔灌注樁新發(fā)展[M].北京：人民交通出版社，1999