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論鉆孔灌注樁的施工方法及預防措施
⑴ 坍孔 其主要表現(xiàn)是孔內(nèi)水位突然下降又回升，孔口冒細密水泡，出渣量顯著增加而不見進尺，鉆機負荷增加等。坍孔多由泥漿性能不符合要求、孔內(nèi)水頭未能保證、鉆頭碰撞孔壁等原因造成。坍孔不嚴重時，可采取改善泥漿性能、加高水頭、深埋護筒等措施，繼續(xù)鉆進；坍孔嚴重時，應立即將鉆孔全部用砂類土或礫石回填，或采用粘質(zhì)土摻入5%～8%的水泥砂漿，等待數(shù)日并采取有效的改善措施后方可重鉆。
⑵ 鉆孔偏斜、彎曲 常由地質(zhì)松軟不均、巖面傾斜、鉆架位移、安裝未平或遇探頭石等原因造成。一般可在偏斜處吊住鉆錘反復掃孔，使鉆孔正直。偏斜嚴重時，應回填粘質(zhì)土到偏斜處頂面，待沉積密實后重新鉆孔。
⑶ 擴孔與縮孔 擴孔多由于孔壁坍塌或鉆錐擺動過大造成，應針對原因采取防治措施�？s孔常因地層中含遇水膨脹的軟塑土或泥質(zhì)頁巖造成或因鉆錐磨損過甚，前者應采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁，鉆孔過程中應及時焊補鉆錐并控制好泥漿的相對密度。縮孔已發(fā)生時，可用直徑滿足要求的鉆錐上下反復掃孔，擴大孔徑。
⑷ 梅花孔或十字孔 一般是由于沖擊鉆錐的自動轉(zhuǎn)向裝置失靈、泥漿相對密度和粘度太大、沖程太小等原因造成。應針對上述原因采取改善措施。已發(fā)生的梅花孔，應采用片石或卵石土摻粘質(zhì)土混合回填孔內(nèi)，重新沖擊。
⑸ 糊鉆、埋鉆 沖擊鉆糊鉆時應減小沖程，降低泥漿相對密度和粘度，并在粘土層回填部分砂類土和礫類土。遇到坍方或其它原因造成埋鉆時，應使用空氣吸泥機吸埋鉆的泥砂，提出鉆錐。
⑹ 卡鉆 一般發(fā)生在沖擊鉆孔時，多因先形成了梅花孔或鉆錐磨損未及時焊補、鉆孔直徑變小，而新鉆錐又過大、沖錐傾倒、遇到探頭石等�？ㄣ@后不宜強提，可用小錐沖擊或用沖、吸的方法將鉆錐周圍的鉆渣松動后再提出。
2分頁）、灌孔故障及處理方法
⑴ 初灌導管進水 首批混凝土下落后，導管進水，應將已灌注的砼用吸泥機全部吸出，再針對進水原因，改正操作工藝或增加首批砼儲量，重新灌注。
⑵ 中期導管進水 多在提升導管且底口超出已灌砼表面時發(fā)生。遇到這種事故時，可用吸泥機或潛水泥漿泵伸入導管內(nèi)將進入導管的泥漿全部吸出，然后在無水導管中繼續(xù)灌注。 ⑶ 導管堵塞 多因隔水硬球栓或硬柱塞不符合要求被卡住面產(chǎn)生�？捎瞄L桿沖搗，或用附著于導管外側(cè)的振動器振動導管，或提升導管迅速下落振沖。
⑷ 灌注坍孔 大的坍孔表征與鉆孔期間近似，可用測深儀或測錘探測，如探頭達不到混凝土面高程時即可證實發(fā)生坍孔。
產(chǎn)生原因是：
① 護筒底腳漏水；② 地下水壓超過原承壓力；③ 孔內(nèi)泥漿相對密度、粘度過低；④ 孔口周圍堆放重物或機械振動。 如坍塌數(shù)量不大，采取措施后可用吸泥機吸出混凝土表面坍塌的泥土，如不繼續(xù)坍孔，可恢復正常灌注。 如坍孔仍不停止，且有擴大之勢，應將導管和鋼筋骨架拔出，將孔內(nèi)用粘土或摻入5%～8%的水泥填滿，待數(shù)日后孔位周圍地層已穩(wěn)定時，再重新鉆孔。
⑸ 鋼筋骨架上升 除去一般被勾掛上升的原因外，主要是由于混凝土拌和物沖出導管底口后向上的頂托力造成的�？蓪摻罟羌茼敹撕腹淘谧o筒上。
⑹ 灌短樁頭 灌注結(jié)束后，樁頭高程低于設計高程，屬樁頭灌短事故。多由灌注過程中，孔壁斷續(xù)發(fā)生小坍方，施工人員未發(fā)覺，未處理，探測錘達不到混凝土表面造成。故在灌注將近結(jié)束時，應核對混凝土的灌入數(shù)量，以確定所測混凝土的灌注高度是否正確。
⑺ 混凝土嚴重離析 多由導管漏水引起水浸、地下水滲流等造成。灌注的混凝土拌和物符合規(guī)定要求外，灌注前應嚴格檢驗導管的水密性，灌注中應注意防止在導管內(nèi)形成高壓氣囊，在承壓地下水地區(qū)應測驗地下水的壓力高度和滲流速度，當其速度超過12m/min時，應注意在此地區(qū)進行鉆孔灌注的施工措施。
⑻ 埋管 一般由于導管埋置過深引起。灌注過程中應嚴格按照規(guī)范要求，控制導管埋深在2-6米，并在灌注過程中經(jīng)常抖動導管。
⑼ 夾層斷樁 多因首批混凝土隔離層上升、（或第二、三批）已近初凝，流動性降低，在導管埋深較小時，續(xù)灌混凝土拌和物頂破隔離層上升，將原灌混凝土表面的沉淀土覆蓋在混凝土拌和物下面造成，此類事故在灌注過程中不易發(fā)覺，大多在樁身質(zhì)量檢驗時才發(fā)現(xiàn)。灌注的首批混凝土拌和物的初凝時間不得早于灌注樁全部混凝土灌注完成的時間，當樁身混凝土數(shù)量較大，灌注需用時間較長時，或夏季高溫灌注施工，應通過試驗在首批混凝土中摻入緩凝劑。
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（10）混凝土灌注不能連續(xù) 當混凝土灌注因塞車、汽車泵故障等造成混凝土灌注間斷超過40分鐘的應上下左右抖動導管，減緩混凝土的初凝，整個混凝土灌注過程要在首盤混凝土初凝前灌注完成。
鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量事故及防范措施2017-03-19 14:33 | #2樓
一、前言
鉆孔灌注樁是民用和工業(yè)建筑廣泛應用的一種基礎形式，具有適應性強、施工操作簡單、設備投入不大等優(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工程安全的重要措施[1-10]。本文根據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設計和施工經(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)量問題以及相應的防范措施，旨在為類似工程提供借鑒。
二、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：
①護筒的長度不夠，護筒變形或形狀不合適；
②保持的水頭壓力不夠；
③地下水位有較高的承壓力；
④在礫石層等處有滲流水或者沒水，孔中出現(xiàn)跑水現(xiàn)象；
⑤泥漿的容重及濃度不足；
⑥成孔速度太快，在孔壁中來不及形成泥膜；
⑦用造孔機械在護筒底部造孔時觸動了孔周圍的土壤；
⑧沉放鋼筋時，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，應采取的相應處理措施為：
施工現(xiàn)場在埋設灌注樁的護筒時，坑地與四周應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，施工易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。成孔速度應根據(jù)地質(zhì)情況并參照相應規(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，深入理解設計意圖是確保成功施工的關(guān)鍵因素，塌孔的樁孔應及時回填，當?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后，應適當?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。
三、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，應采用優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泵量，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д魍鈧�(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，可采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。
四、鋼筋籠上浮
用全套管法成孔后，在澆筑混凝土時，有時鋼筋籠會發(fā)生上浮，其原因及相應對策如下：
①套管底部內(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，使其反復升降幾次，以敲掉殘余在管內(nèi)壁上的土砂，確�？椎姿�。
②當鋼筋籠的外徑及套管內(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。
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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。
④由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，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，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導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，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。
⑤鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導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，控制導管埋深在1.5-2.0m。
⑥除此之外，在澆筑混凝土之前，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。
五、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：
①樁底的沉渣過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。
③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)生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土會坍落在樁底；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。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，則應利用導管進行二次清孔，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，在導管上備有承接管，它無需特殊設備，在任何施工方法中均可采用。
④清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。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。
六、導管進水
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)導管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時，應立即提起到導管進行檢查，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，都應該盡可能的將導管底部深深的埋在混凝土中，當發(fā)現(xiàn)導管上提明顯過量時，應迅速將導管插到混凝土中，利用小型水泵或小口徑的抽水設備，將導管中的水抽到之后，再繼續(xù)澆筑混凝土。
七、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：
①施工中若發(fā)生導管底端距孔底過遠，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有時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，應根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。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。
施工中應明確規(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。
④施工中還會發(fā)生澆注混凝土時，沒有從導管內(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。灌注混凝土應從導管內(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。
八、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。
九、結(jié)語
本文根據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設計和施工經(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、導管進水、斷樁、鉆孔內(nèi)有害氣體，并提出了相應的防范和處理措施，可以為類似工程提供借鑒。
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