鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的處理時(shí)間與探討

1、橋梁鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的處治實(shí)踐與探討摘 要:鉆孔灌注樁在基礎(chǔ)工程中已得到廣泛應(yīng)用。但由于地質(zhì)條件復(fù)雜、所用設(shè)備優(yōu)劣、施工水平差異等原因,鉆孔灌注樁成樁后或鉆孔過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)樁身混凝土離淅松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位位移等問(wèn)題。本文以渭南渭河特大橋鉆孔灌注樁為例并根據(jù)施工中發(fā)生事件闡述了相應(yīng)的處理措施。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 質(zhì)量缺陷 預(yù)防措施一、前言鉆孔樁基礎(chǔ)施工方法簡(jiǎn)便，操作容易掌握，設(shè)備投入一般也不是很大，因而無(wú)論在鐵路、公路、水利、電力等大型工程建設(shè)，還是在各類(lèi)房屋及民用建筑中都得到了廣泛應(yīng)用。鉆孔樁是指在泥漿護(hù)壁條件下，利用機(jī)械鉆進(jìn)形成樁孔，再采用導(dǎo)管法灌注水下混凝土的施工方法。鉆孔、

2、灌注混凝土都在水下進(jìn)行，工程質(zhì)量只能通過(guò)科學(xué)的過(guò)程控制和完工后的儀器檢測(cè)來(lái)確認(rèn)，所以對(duì)作業(yè)人員的操作熟練程度、工藝水平都有較高的要求。如何在灌注水下混凝土過(guò)程中有效地避免斷樁等現(xiàn)象的發(fā)生，杜絕混凝土夾碴、不均勻等質(zhì)量弊病，且在一旦發(fā)生施工質(zhì)量問(wèn)題后又能恰如其分地處理，這一直是我們高度關(guān)注并要思索探討的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)資料表明，在被檢測(cè)的灌注樁中大約有510是有缺陷的，不良地質(zhì)中灌注樁缺陷率更是高達(dá)14.7。為此我們必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免因發(fā)生事故而造成的損失，以保證工程的順利進(jìn)展。二、工程與地質(zhì)概況鄭西鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)途中的渭南渭河特大橋全長(zhǎng)79.6km，為目前世界上已建及

3、在建中最長(zhǎng)的橋梁，號(hào)稱(chēng)“世界第一橋”。該橋基礎(chǔ)采用樁基承臺(tái)，樁基為鉆孔灌注樁，樁徑分125cm、150cm兩類(lèi)，樁長(zhǎng)48m76m不等，計(jì)有4288根。該工程地處渭河沖積平原，為黃土狀亞砂土軟塑或流塑地貌，細(xì)中砂以松散為主，局部中密，屬較差地質(zhì)段落。本次舉例路段尚分布有15m20m深度的飽和粉、細(xì)中砂、粉土等可液化的土層。三、鉆孔灌注樁鉆孔中問(wèn)題及處理方法鉆孔灌注樁在鉆孔過(guò)程中往往因地質(zhì)、操作等因素影響，會(huì)發(fā)生斷樁、樁孔偏位、漏漿塌孔、鉆頭脫落等問(wèn)題。1、斷樁是嚴(yán)重的質(zhì)量事故。對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對(duì)策，預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時(shí)采取補(bǔ)救措

4、施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面：(1)基樁灌注混凝土過(guò)程中，測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過(guò)小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測(cè)儀器不精確時(shí)，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)身錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。(2)基樁灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過(guò)大，以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管，在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。(3)卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁

5、的重要原因之一。原本人工配料（或有時(shí)機(jī)械配料未及時(shí)校核）就隨意性大，如果作業(yè)人員責(zé)任心又較差，就必然會(huì)造成混凝土配合比在操作過(guò)程中誤差增大，并直接導(dǎo)致坍落度波動(dòng)，拌出的混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過(guò)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)又會(huì)使混凝土的初凝時(shí)間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，這都會(huì)導(dǎo)致卡管事故，形成斷樁。所以嚴(yán)格控制混凝土配合比，縮短灌注時(shí)間，是減少和避免斷樁出現(xiàn)的重要措施。(4)坍塌。因工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時(shí)重視不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工者談不上有什么經(jīng)驗(yàn)，在灌注過(guò)程中，井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等造成類(lèi)泥沙性斷樁。這類(lèi)現(xiàn)象

6、在本工程的斷樁中占有相當(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重。而且位置深、難處理，是導(dǎo)致工期無(wú)限延期及經(jīng)濟(jì)上大量浪費(fèi)的重要因素之一。(5)另外，導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，突然性井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作，這對(duì)保證樁基的質(zhì)量很重要。斷樁解決措施：(1)、原位復(fù)樁。鉆孔進(jìn)入巖層分界面時(shí)，因?yàn)橄噜弾r層強(qiáng)度差別較大，操作中又未能根據(jù)地質(zhì)情況及時(shí)調(diào)整鉆頭的行程，這是導(dǎo)致“卡鉆”的主要因素。針對(duì)“卡鉆”發(fā)生的原因，可采取相應(yīng)的在原位重新沖孔、灌注新樁的方法處理。此種方法效果好，處理較為徹底，但是難度大、周期長(zhǎng)、費(fèi)用高。所以應(yīng)該根據(jù)工程的重要性、地質(zhì)條件、缺陷數(shù)量等因

7、素選擇采用。如在DIK427918.99處43墩8樁及DIK428547.90處62墩7樁處，則分別采用了往孔內(nèi)回填片石，經(jīng)沉淀后用沖擊鉆二次成孔，或直接用沖擊鉆對(duì)已澆成的壞樁進(jìn)行沖擊二次成孔、重新澆注的辦法。(2)接樁。如DIK434225.14處17墩1樁，在樁身完整性檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)為不合要求的三類(lèi)樁。從現(xiàn)場(chǎng)記錄得知，該樁在砼灌注前檢測(cè)情況正常，在砼灌注樁底以上51.5m范圍內(nèi)施工順利，但在距離樁頂4.5m處開(kāi)始出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。據(jù)分析，在處理堵管過(guò)程中，由于施工單位現(xiàn)場(chǎng)控制不力，機(jī)械操作人員失誤，故出現(xiàn)因?qū)Ч苈裆畈蛔悖瑢?dǎo)致該部分砼同孔內(nèi)沉渣混雜而造成距樁頂2.4m4.4m范圍內(nèi)的缺陷產(chǎn)生。經(jīng)研究

8、，該缺陷的處理方法是：在距樁頂4.4m范圍內(nèi)將缺陷砼全部清除，并在此基礎(chǔ)上再加深1m做接樁處理。(3)樁芯鑿井法。這種方法說(shuō)起來(lái)容易做起來(lái)難，即邊降水邊采用風(fēng)鎬在缺陷樁中心鑿一直徑為80cm的井，深度至少超過(guò)缺陷部位，然后封閉清洗泥沙，放置鋼筋籠，用挖孔混凝土施工方法澆筑膨脹混凝土。此方法日進(jìn)度0.6m，如果遇到個(gè)別樁水處理不好、降不下去，更是困難重重，導(dǎo)致質(zhì)量、工期和經(jīng)濟(jì)上的重大損失。如K19110共產(chǎn)主義大橋6#-3、3#-4、1#-2等幾根樁及K12087喬廟分離式立交橋3#-1樁均采用此方法，個(gè)別樁處理工期長(zhǎng)達(dá)近6個(gè)月，費(fèi)用達(dá)20萬(wàn)元。2、樁孔漏降塌孔。鉆孔灌注樁鉆孔過(guò)程中，由于地質(zhì)原

9、因，發(fā)生孔壁垮塌，泥漿滲漏是比較常見(jiàn)的情況，須根據(jù)實(shí)際情況確定處理方案。該橋在鉆孔中孔壁垮塌出現(xiàn)較多，主要發(fā)生在離地面03m位置，主要是采取埋設(shè)鋼護(hù)筒，加入外摻料（片石），提高泥漿比重及粘度。在鉆孔過(guò)程中注意補(bǔ)給泥漿，保持一定高度的水頭。在施工過(guò)程或成孔后，要防止物體對(duì)孔壁產(chǎn)生刮碰（如在吊裝鋼筋籠時(shí)注意鋼筋籠刮碰孔壁）。成孔后待灌時(shí)間一般不超過(guò)4h，加快澆灌速度，縮短澆灌時(shí)間。3、孔底沉渣過(guò)多。鉆孔灌注樁在成孔后孔底沉淀泥砂過(guò)厚，或是孔壁土層坍落孔底，導(dǎo)致樁孔深度不足。主要產(chǎn)生原因是：下鋼筋籠時(shí)，碰撞孔壁，泥土坍落孔底，或等待澆筑時(shí)間拖延過(guò)長(zhǎng)，泥漿沉淀過(guò)多。解決措施：終孔后，鉆頭提高孔底10c

10、m左右保持慢速空轉(zhuǎn)，循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘。清孔時(shí)采用優(yōu)質(zhì)泥漿，控制泥漿比重和粘度。鋼筋籠垂直緩放入孔，避免碰撞孔壁。清孔采用二次清孔，沖孔時(shí)間以導(dǎo)管內(nèi)測(cè)量的孔底沉渣達(dá)到規(guī)范要求為止。二次清孔后要立即澆灌混凝土。4、導(dǎo)管拔空。在澆筑混凝土過(guò)程中，導(dǎo)管脫離混凝土面，泥水進(jìn)入導(dǎo)管中，造成樁身夾泥或斷樁。造成導(dǎo)管拔空的主要原因是施工人員操作失誤，過(guò)量上拔導(dǎo)管所致。解決措施：當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管拔空時(shí)，應(yīng)迅速將導(dǎo)管插入到混凝土中，利用小型水泵或小口徑抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中泥水抽出，再繼續(xù)澆灌混凝土；迅速提出導(dǎo)管，重新設(shè)隔水球灌注混凝土，在隔水球沖出導(dǎo)管后，應(yīng)將導(dǎo)管繼續(xù)下降，直到導(dǎo)管不能插入時(shí)再少許提升導(dǎo)管，繼續(xù)

11、澆灌混凝土。5、埋管。在澆灌混凝土過(guò)程中，導(dǎo)管埋在混凝土內(nèi)，沒(méi)有及時(shí)拔出，混凝土硬化后，形成廢樁。造成埋管原：混凝土澆灌速度過(guò)快，施工人員未及時(shí)將導(dǎo)管拔出或起吊設(shè)備不夠；混凝土初凝時(shí)間短，或由于其他原因造成混凝土澆灌時(shí)間中斷，間歇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，重新澆灌時(shí)下部混凝土已初凝乃至硬化，導(dǎo)管拔不出。解決措施：在澆灌混凝土過(guò)程中，應(yīng)勤提勤拆導(dǎo)管；混凝土初凝時(shí)間一定要保證正常澆灌時(shí)間的2倍，夏季施工時(shí)應(yīng)加緩凝劑，保證混凝土的連續(xù)供應(yīng)、澆搗。6、補(bǔ)加新樁法。該方法適用于處理樁身缺陷較深,局部性缺陷嚴(yán)重的或傾斜度不符合設(shè)計(jì)要求的單樁、多樁、群樁,并且場(chǎng)地許可的情況下。補(bǔ)加樁后原設(shè)計(jì)單樁承臺(tái)即成為二樁承臺(tái)、二樁承臺(tái)

12、即成為三樁承臺(tái)。施工方法同新樁,施工時(shí)注意不要損害其它灌注樁。1-1#樁孔鉆孔過(guò)程中，地下水豐富，孔壁垮塌，掩埋鉆頭，采取回填樁孔，在鉆孔過(guò)程中，埋設(shè)鋼護(hù)筒加固孔壁，打撈鉆頭，最終鉆頭無(wú)取回。通過(guò)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理研究后，取消該樁孔，重新加樁，也就是補(bǔ)加新樁法。302、重新成樁法：對(duì)于樁身存在嚴(yán)重缺陷或缺陷部位深度較大者,或者樁身嚴(yán)重位移、傾斜,同時(shí)由于客觀條件不能采取其它方法處理的,為不留下隱患,可采用沖除廢樁重新成樁的方法。沖除廢樁可采用沖擊鉆,鉆頭直徑比要廢除的樁徑大510 cm ,以防止廢樁鋼筋籠卡住鉆頭。沖擊錘質(zhì)量不小于5000kg ,宜使用6 翅錘頭,沖擊時(shí)應(yīng)先采用2m 左右的沖程,

13、以起到?jīng)_擊破碎和向外擠壓的作用。38墩4樁在砼灌注至14m出現(xiàn)砼堵塞導(dǎo)管，在提升導(dǎo)管時(shí)，導(dǎo)管漏氣，出現(xiàn)斷樁。由于樁孔深度較深，并且樁孔鄰近河道，滲水較大，無(wú)采用其他方法處理，最終選用重新成樁法。沖除前,先用強(qiáng)度大于30Mpa片石回填樁孔，填滿(mǎn)樁孔，用沖擊錘夯實(shí)片石，再將沖擊式鉆機(jī)就位并開(kāi)始沖樁,為增大沖擊能力和加快沖擊速度,沖擊過(guò)程中宜采用低密度的泥漿,并不斷地進(jìn)行泥漿沉淀循環(huán)和掏渣換漿工作。泥漿相對(duì)密度以1.2 為宜,含沙率宜小于8 %。如發(fā)現(xiàn)泥漿稠度太小,可在沖樁前及沖樁過(guò)程中適當(dāng)拋加粘土塊用以護(hù)壁防止塌孔。五、鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制措施鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，對(duì)

14、鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：1、質(zhì)量控制應(yīng)以預(yù)防為主，即在施工前做好充分準(zhǔn)備，制定相應(yīng)的防范措施，并責(zé)任落實(shí)到人。2、嚴(yán)把隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)關(guān)。由于“一流隊(duì)伍投標(biāo)、二流隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)、三流隊(duì)伍干活”的現(xiàn)象在建筑市場(chǎng)上仍然存在，所以必須從嚴(yán)把關(guān)，確保一流的人才、先進(jìn)的工藝、過(guò)硬的設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，這樣才能為優(yōu)良工程的建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。3、嚴(yán)把檢測(cè)關(guān)。橋梁鉆孔灌注樁無(wú)破損檢測(cè)是判斷施工質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要技術(shù)手段。我們的做法是：對(duì)承擔(dān)本工程樁基無(wú)破損檢測(cè)任務(wù)的單位和個(gè)人予以資格審查；對(duì)樁體逐根作超聲波檢測(cè)；對(duì)處理后的缺陷樁做二次聲測(cè)，若聲測(cè)仍有缺陷，則該樁再輔以承載試驗(yàn)（大應(yīng)變），以確保成樁質(zhì)量及工程的安全性。結(jié)束語(yǔ)鉆孔灌注樁在施工過(guò)程中，發(fā)生斷樁、短樁或其他質(zhì)量缺陷也是正常的，但處理一定要認(rèn)真，盡量將事故消滅在萌芽狀態(tài)。若發(fā)生了這類(lèi)事故， 要對(duì)樁底的斷層位置、地質(zhì)、鉆孔成孔狀況及當(dāng)時(shí)原始記錄加以認(rèn)真分析，處理后必須要再進(jìn)行驗(yàn)證為防止發(fā)生斷樁、夾泥、堵管等現(xiàn)象，在施工過(guò)程中， 要控制好灌注工藝和操作， 抽動(dòng)導(dǎo)管使混凝土面上升的力度要適中， 保證有程序的拔管和連續(xù)灌注，升降的幅度不能過(guò)大，如大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導(dǎo)致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現(xiàn)象尤