鉆孔灌注樁施工質(zhì)量防治

1、1 前言鉆孔灌注樁具有低噪音、 小震動、無擠土，對周圍環(huán)境及鄰近建筑物影響小， 能穿越各種復(fù)雜地層和形成較大的單樁承載力， 適應(yīng)各種地質(zhì)條件和不同規(guī)模建 筑物等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁、房屋、水工建筑物等工程中得到廣泛應(yīng)用，已成為一種重 要的樁型。 隨著社會經(jīng)濟(jì)開展的需要， 鉆孔灌注樁的樁長和樁徑不斷加大， 單樁 承載力也越來越高，同時，也使單柱單樁的設(shè)計(jì)成為可能。對于長樁、大樁，其 施工難度大，易發(fā)生質(zhì)量事故。而單柱單樁的設(shè)計(jì)，對樁的質(zhì)量要求高，發(fā)生質(zhì) 量事故后，加固處理難度大，且費(fèi)用較高。因此，有必要對鉆孔灌注樁的常見質(zhì) 量事故加以分析， 找出質(zhì)量事故發(fā)生的原因， 研究相應(yīng)對策， 盡可能防止質(zhì)量事 故

2、發(fā)生。2 地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件存在的問題地質(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)量缺乏、 土工取 樣和土工試驗(yàn)不標(biāo)準(zhǔn)、 樁周摩阻力和樁端阻力不準(zhǔn)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)真消化、樁型選擇不當(dāng)、峻工地面標(biāo)高不清等問題。因此， 在樁根底開始施工前， 應(yīng)針對這些問題對地質(zhì)勘探資料和設(shè)計(jì)文件進(jìn)行認(rèn)真審查。 另外，對樁根底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)生樁端沖切破壞。 場地有較厚的 回填層和軟土層時，設(shè)計(jì)者應(yīng)認(rèn)真校核樁基是否存在負(fù)摩擦現(xiàn)象。3 孔口高程及鉆孔深度的誤差 3.1 孔口高程的誤

3、差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。 其對策是認(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。3.2 鉆孔深度的誤差有些工程在場地回填平整前就進(jìn)行工程地質(zhì)勘探， 地面高程較低， 當(dāng)工程地 質(zhì)勘探采用相對高程時， 施工應(yīng)把高程換算一致， 防止出現(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。 鉆孔的終孔標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)以樁端進(jìn)入持力層深度為準(zhǔn)， 不宜以

4、 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。4 孔徑誤差孔徑誤差主要是由于工人疏忽用錯其他規(guī)格的鉆頭， 或因鉆頭陳舊， 磨損后 直徑偏小所致。對于樁徑8001200mm勺樁，鉆頭直徑比設(shè)計(jì)樁徑小 3050mm 是合理的。每根樁開孔時，合同雙方的技術(shù)人員應(yīng)驗(yàn)證鉆頭規(guī)格， 實(shí)行簽證手續(xù)。5 鉆孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求造成鉆孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的主要原因如下：1、場地平整度和密實(shí)度差，鉆機(jī)安裝不平整或鉆進(jìn)過程發(fā)生不均勻沉降， 導(dǎo)致鉆孔偏斜。 2、鉆桿彎曲、鉆桿接頭間隙太大，造成鉆孔偏斜。 3、鉆頭翼板磨損不一，鉆頭受力不均，造成鉆頭偏離方向。

5、4、鉆進(jìn)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 鉆頭偏離方向?？刂沏@孔垂直度的主要技術(shù)措施為： 1、壓實(shí)、平整施工場地。 2、安裝鉆機(jī)時應(yīng)嚴(yán)格檢查鉆進(jìn)的平整度和主動鉆桿的垂直度，鉆進(jìn)過程應(yīng) 定時檢查主動鉆桿的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差應(yīng)立即調(diào)整。3、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。 4、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)及時回填粘土，沖平后再低速低鉆壓鉆進(jìn)。5、在復(fù)雜地層鉆進(jìn)，必要時在鉆桿上加設(shè)扶整器。6 鉆孔塌孔與縮徑鉆沖 孔灌注樁的塌孔與縮徑從外表上看是兩個相反面， 實(shí)際上產(chǎn)生的原 因卻根本相同。主要是地層復(fù)雜、鉆進(jìn)進(jìn)尺過

6、快、護(hù)壁泥漿性能差、成孔后放置 時間過長沒有灌注砼等原因所造成。鉆沖3、粘度為2030s、含砂率w 6%,假設(shè)孔內(nèi)自然造漿不能滿足以上 要求時，可采用加粘土粉、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, 鋼筋籠安裝后應(yīng)立即 灌注砼。7 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, 判斷比擬容易, 可根據(jù)地質(zhì)資料的深度, 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)資料的深度為根底, 結(jié)合鉆機(jī)的受力、 主動鉆桿的抖

7、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。8 孔底沉渣過厚或開灌前孔內(nèi)泥漿含砂量過大孔底沉渣過厚除清孔泥漿質(zhì)量差, 清孔無法到達(dá)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, 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 度取至鉆尖的 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。 3。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渣厚度的變化進(jìn)行分析，假設(shè)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

8、， 孔底沉渣厚度增大較多。 那么說明 前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小， 砂粒懸浮在孔內(nèi)泥漿里， 沒有真正到達(dá)清孔 的目的，施工時應(yīng)特別注意這種情況。9 水下砼灌注和樁身砼質(zhì)量問題砼配制質(zhì)量關(guān)系到砼灌注過程是否順利和樁身砼質(zhì)量兩大方面， 有足夠的理 由要求我們對它高度重視。 要配制出高質(zhì)量的砼， 首先要設(shè)計(jì)好配合比和做好現(xiàn) 場試配工作，采用高標(biāo)號水泥時， 應(yīng)注意砼的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的 關(guān)系，必要時添加砼緩凝劑。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。掌握好砼的和易性及砼的坍落度， 防止砼在灌注過程發(fā)生離析和堵管。9.1 初灌時埋管深度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值我國JGJ 94-94標(biāo)準(zhǔn)

9、規(guī)定，灌注導(dǎo)管底端至孔底的距離應(yīng)為 300500mm 初灌時導(dǎo)管埋深應(yīng)?800mm在計(jì)算砼的初灌量時，個別施工單位只計(jì)算了1.3m樁長所需的砼量， 漏算導(dǎo)管內(nèi)積存的砼量， 初灌量缺乏造成埋管深度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn) 值。另一方面，施工單位準(zhǔn)備的導(dǎo)管長度規(guī)格太少，安裝導(dǎo)管時配管困難，有時 導(dǎo)管低至孔底的距離偏大，而導(dǎo)管安裝人員沒有及時把實(shí)際距離通知砼灌注班， 形成初灌量缺乏導(dǎo)致埋管深度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值。初灌砼量 V 應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)樁徑、導(dǎo)管管徑、導(dǎo)管安裝長度、孔內(nèi)泥漿密度進(jìn)行計(jì)算， 且V?Vo+V。V0為1.3m樁長的砼量，V°2/4單位：m； 1.2 樁的理論充盈系數(shù)；D設(shè)計(jì) 樁徑 m。Vi為初灌時導(dǎo)

10、管內(nèi)積存的砼量，Vi = (h nd 2/4) /2.4 (單位：用);h導(dǎo)管安 裝長度m ; d 導(dǎo)管直徑m ；P孔內(nèi)泥漿密度t /m 3; 0.55 導(dǎo)管內(nèi) 壁的摩阻力系數(shù)； 2.4砼的密度 t /m 3。9.2 灌注砼時堵管灌注砼時發(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 二次清孔后灌注砼的準(zhǔn)備時間太長、 隔水栓不標(biāo)準(zhǔn)、 砼配制質(zhì)量差、 灌注過程灌 注導(dǎo)管埋深過大等原因引起。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， 檢查工程主要有灌注導(dǎo)管是否存在小孔洞和裂縫、 灌注導(dǎo)管的接 頭是否密封、 灌注導(dǎo)管的厚度是否合格。 必要時采

11、用試拼裝壓水的方法檢查導(dǎo)管 是否破漏。灌注導(dǎo)管底部至孔底的距離應(yīng)為300500mm在灌漿設(shè)備的初灌量足夠的條件下， 應(yīng)盡可能取大值。 隔水栓應(yīng)認(rèn)真細(xì)致制作， 其直徑和園度應(yīng)符合 使用要求，其長度應(yīng)w 200mm完成第二次清孔后， 應(yīng)立即開始灌注砼， 假設(shè)因故推遲灌注砼， 應(yīng)重新進(jìn)行清孔。否那么， 可能造成孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚， 并導(dǎo)致隔水 栓無法排出導(dǎo)管外而發(fā)生堵管事故。9.3 灌注砼過程鋼筋籠上浮引起灌注砼過程鋼筋籠上浮的原因主要有如下三方面： 1、砼初凝和終凝時間太短， 使孔內(nèi)砼過早結(jié)塊， 當(dāng)砼面上升至鋼筋籠底時， 砼結(jié)塊托起鋼筋籠。2、清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，砼灌

12、注過程中砂粒回沉在砼面上，形 成較密實(shí)的砂層， 并隨孔內(nèi)砼逐漸升高， 當(dāng)砂層上升至鋼筋籠底部時便托起鋼筋 籠。3、砼灌注至鋼筋籠底部時，灌注速度太快，造成鋼筋籠上浮。 假設(shè)發(fā)生鋼筋籠上浮，應(yīng)立即查明原因，采取相應(yīng)措施，防止事故重復(fù)出現(xiàn)。9.4 樁身砼強(qiáng)度低或砼離析發(fā)生樁身砼強(qiáng)度低或砼離析的主要原因是施工現(xiàn)場砼配合比控制不嚴(yán)、 攪拌時間不夠和水泥質(zhì)量差。 嚴(yán)格把好進(jìn)庫水泥的質(zhì)量關(guān)， 控制好施工現(xiàn)場砼配 合比，掌握好攪拌時間和砼的和易性， 是防止樁身砼離析和強(qiáng)度偏低的有效措施。9.5 樁身砼夾渣或斷樁引起樁身砼夾泥或斷樁的原因主要有如下四方面： 1、初灌砼量不夠，造成初灌后埋管深度太小或?qū)Ч芨揪?/p>

13、沒有入砼內(nèi)。 2、砼灌注過程拔管長度控制不準(zhǔn)，導(dǎo)管拔出砼面。 3、砼初凝和終凝時間太短，或灌注時間太長，使砼上部結(jié)塊，造成樁身砼 夾渣。4、清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，砼灌注過程中砂?；爻猎陧琶嫔?，形 成沉積砂層， 阻礙砼的正常上升， 當(dāng)砼沖破沉積砂層時， 局部砂粒及浮渣被包入 砼內(nèi)。嚴(yán)重時可能造成堵管事故，導(dǎo)致砼灌注中斷。導(dǎo)管的埋管深度宜控制在26米之間，假設(shè)灌注順利，孔口泥漿返出正常， 那么可適當(dāng)增大埋管深度， 以提高灌注速度， 縮短單樁的砼灌注時間。 砼灌注過程 拔管應(yīng)有專人負(fù)責(zé)指揮， 并分別采用理論灌入量計(jì)算孔內(nèi)砼面和重錘實(shí)測孔內(nèi)砼 面，取兩者的低值來控制拔管長度，確保導(dǎo)管的埋管深度

14、?2米。單樁砼灌注時間宜控制在 1.5 倍砼初凝時間內(nèi)。9.6 樁頂砼不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求樁頂砼不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求， 其主要原因是超灌高度不夠、 砼浮漿 太多、孔內(nèi)砼面測定不準(zhǔn)。對于樁徑w 1000mm勺樁，超灌高度不小于樁長的 4%。對于樁徑1000mm 的樁，超灌高度不小于樁長的 5。對于大體積砼的樁，樁頂 10米內(nèi)的砼應(yīng)適 當(dāng)調(diào)整配合比，增大碎石含量，減少樁頂浮漿。在灌注最后階段，孔內(nèi)砼面測定 應(yīng)采用硬桿筒式取樣法測定。10 砼灌注過程因故中斷的處理方法砼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、假設(shè)剛開灌不久，孔內(nèi)砼較少，可拔起導(dǎo)管和吊起鋼筋籠，重新鉆孔至 原孔底，安裝鋼筋籠和清孔后再開始灌注砼。 2、迅速拔出導(dǎo)管，清理導(dǎo)管內(nèi)積存砼和檢查導(dǎo)管后，重新安裝導(dǎo)管和隔水 栓，然后按初灌的方法灌注砼， 待隔水栓完全排出導(dǎo)管后， 立即將導(dǎo)管插入原砼 內(nèi)，此后便可按正常的灌注方法繼續(xù)灌注砼。 此法的處理過程必須在砼的初凝時 間內(nèi)完成。3、砼灌注過程因故中斷后拔除鋼筋籠，待已灌砼強(qiáng)度到達(dá)C15后，先用同級鉆頭重新鉆孔，并鉆除原灌砼的浮漿，再