鉆孔樁施工質(zhì)量通病的防治

鉆孔樁施工質(zhì)量通病的防治1工程概況：改建***全長2301.92m。其中圓形薄壁空心高墩31個；設(shè)計鉆孔樁基礎(chǔ)58個,φ1.25m的樁共232根、4816.5m成樁，單根樁長最長31m。2工程地質(zhì)情況樁身主要穿越地質(zhì)為:粉質(zhì)粘土、砂類土、輝綠巖、片巖、壓碎巖、斷層角礫巖等。本橋跨越F1斷層及次一斷層構(gòu)造，斷層帶內(nèi)巖體破碎、強度低，工程地質(zhì)條件較差。3鉆孔樁質(zhì)量通病及處理措施在****鉆孔樁施工過程中，因人為和地質(zhì)因素等原因影響，再次出現(xiàn)了諸多質(zhì)量通病。下面就是本橋沖擊鉆孔施工中遇到的一些問題及應(yīng)對措施：3.1鉆孔過程中出現(xiàn)的相關(guān)問題的處理3.1.1孔位偏斜。多因護(hù)筒埋置中心與樁位中心的偏差；鉆孔樁機安裝支撐不牢；鉆孔樁位地質(zhì)下沉；鉆進(jìn)過程中地質(zhì)軟硬不均或遇突出孤石等原因引起。應(yīng)對措施：（1）在護(hù)筒定位后及時復(fù)核護(hù)筒的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。樁位中心應(yīng)報檢合格后開鉆。（2）開鉆前應(yīng)夯實平整孔位周邊地基，鉆孔樁機兩支撐基礎(chǔ)應(yīng)加設(shè)支撐墊板。（3）認(rèn)真核對地質(zhì)資料，特別是在地質(zhì)情況發(fā)生變化地段應(yīng)用探孔器檢查成孔的垂直度。若因地質(zhì)構(gòu)造不均勻引起的，先分析清楚巖層的走向，而后采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧希ɑ靥畈牧弦话銥槠羽ね?、純堿、鋸末等組成的混合物）將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復(fù)施工?？字行钠钚∮?0cm的，靜置1～2h后可以繼續(xù)鉆孔?？字行钠畲笥?0cm的，應(yīng)根據(jù)情況靜置2h甚至更長的時間待地層沉積穩(wěn)定后恢復(fù)鉆孔施工。穿過傾斜巖層過程中，應(yīng)采用自重較大的復(fù)合式牙輪鉆、沖擊鉆，以慢速鉆孔。3.1.2縮孔。是在飽和性粘土、淤泥質(zhì)黏土，特別是IL＞1.0處于流塑性狀態(tài)的土層中出現(xiàn)的特有現(xiàn)象，其原因是此類地層含水高、塑性大，鉆頭經(jīng)過后鉆孔壁回縮，從而導(dǎo)致鉆孔的直徑小于設(shè)計的樁直徑；或是因為鉆頭磨損嚴(yán)重造成。針對前一種原因，采取塊、卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理；或者采用在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)清理的辦法。另就是要隨時檢查鉆頭直徑，磨損較大的應(yīng)及時補焊。3.1.3卡鉆。鉆孔經(jīng)過巖層分界面時相鄰巖層強度差別較大、操作中未及時根據(jù)地質(zhì)情況調(diào)整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現(xiàn)象。針對發(fā)生“卡鉆”的原因采取相應(yīng)的方法處理：（1）由于“探頭石”引起的卡鉆現(xiàn)象，可以適當(dāng)往下放鉆頭，而后，強力快速往上提，使“探頭石”受力瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。（2）因鉆頭穿過巖層突變處導(dǎo)致的卡鉆，優(yōu)先采用水下爆破的方法進(jìn)行處理。在整體巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采取此方法處理。（3）由于機械故障導(dǎo)致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現(xiàn)象，應(yīng)采取插入高壓水管置換泥漿的方法進(jìn)行處理。3.1.4護(hù)筒脫落。是由于護(hù)筒背后回填質(zhì)量不好受地面水流的浸泡等因素引起的護(hù)筒失去穩(wěn)定、脫落。出現(xiàn)護(hù)筒脫落應(yīng)立即停止鉆孔，將鉆機移開，采取相應(yīng)措施處理。由于地面流水引起的可先排除流水，在原地面上填一層黏土使地面干燥、不滲漏，而后，重新安裝護(hù)筒（作好護(hù)筒背后填筑）恢復(fù)鉆孔施工。3.1.5掉鉆。是由于機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌或打空錘等因素造成鉆頭落入孔底的現(xiàn)象通常稱“掉鉆”，發(fā)生“掉鉆”后，應(yīng)及時采取恰當(dāng)?shù)姆椒▽嵤┐驌?。另施工過程中注意觀察鋼絲繩的工作狀態(tài)，落錘后若鋼絲強顫動厲害則可能是鋼絲繩收放量小了，在打空錘，此時應(yīng)合理放松繩索。防止空打造成繩索斷裂。3.1.6鉆孔壁出現(xiàn)局部坍塌將鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩(wěn)定時，應(yīng)先加大孔內(nèi)泥漿的濃度，采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認(rèn)鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續(xù)坍塌可能時，先在孔內(nèi)安裝長鋼護(hù)筒、攪拌樁圍護(hù)、帷幕法等方法加固鉆孔壁，而后打撈鉆頭。3.2水下混凝土灌注中出現(xiàn)問題的對策3.2.1沉碴厚度超標(biāo)。其原因有第一次清孔泥漿比重過??；下籠時刮壞孔壁使泥土坍落孔底；二次清孔不徹底。控制措施：（1）施工中（清孔前）泥漿的控制指標(biāo)：黏度測定，一般地層：17～20s；松散易坍地層：19～28s含砂率不大于4％；膠體率不小于95％；PH值應(yīng)大于6.5。在鉆孔灌注樁施工和清孔過程中必須嚴(yán)格控制，不能就地取材，而要專門采取泥漿制備，選用高塑性粘土或膨潤土，拌制泥漿必須根據(jù)施工機械、工藝及穿越土層進(jìn)行配合比設(shè)計。每立方泥漿中粘土量可用下式計算：q=v×p1=［（p2－p3）/（p1－p3）］×p1式中：V--每立方米泥漿所需粘土體積，m3p1—粘土密度，t/m3p2—要求的泥漿密度，t/m3，p2=v×p1+（1-v）×p3p3—水的密度，t/m3，p3=1（2）注意鋼筋籠能否順利下放，沉放時不能碰撞孔壁；當(dāng)?shù)醴攀茏钑r，不能加壓強行下放，因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現(xiàn)象，應(yīng)停止吊放并尋找原因，如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的，應(yīng)提出后重新垂直吊放；如果是成孔偏斜而造成的，則按前述方法糾偏，并在重新驗收成孔質(zhì)量后再吊放鋼筋籠。鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。（3）鋼筋籠下放到位后進(jìn)行二次清孔。清孔應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：孔內(nèi)排出或抽出的泥漿手摸無2～3mm顆粒，泥漿比重不大于1.1，含砂率小于2%，黏度17～20s。3.2.2鋼筋籠吊放變形?；\身在加強箍圈內(nèi)設(shè)置同型號鋼筋的十字支撐，同時保證鋼筋籠保護(hù)層合格，焊接時注意規(guī)范中“同一截面規(guī)定”的要求。箍筋應(yīng)與主筋點焊，按規(guī)定設(shè)置加強筋。3.2.3封底失敗。是由于首批混凝土數(shù)量過小、孔底的沉碴厚度大等原因?qū)е率着炷凉嘧⑷肟缀?，未實現(xiàn)水下混凝土封底的現(xiàn)象稱為封底失敗。封底失敗后，應(yīng)立即暫停灌注，及時對孔內(nèi)已灌注的混凝土進(jìn)行清理。（1）首批灌注砼數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度（≥1.0米）和填充導(dǎo)管底部的需要,鉆孔樁所需首批砼數(shù)量可按下式計算：V≥(πd2)/4×h1+(πD2)/4×HCHC=h2+h3式中：V--首批砼所需數(shù)量，m3HC--首批砼在孔內(nèi)的高度，mh2--導(dǎo)管初次埋設(shè)深度，m，h2≥1.0mh1--井孔內(nèi)砼面高度達(dá)到HC時，導(dǎo)管內(nèi)砼柱的高度，m，而h1=γWHW/γC其中：HW--是井孔內(nèi)砼面以上水或泥漿的深度，mγW--井孔內(nèi)水或泥漿的重度，KN/m3γC--砼的容重，KN/m3D--井孔直徑，md--導(dǎo)管內(nèi)徑，m由于孔徑的不均勻，該式計算出的首批混凝土數(shù)量后，需根據(jù)現(xiàn)場孔內(nèi)情況適當(dāng)增大混凝土量。（2）地層穩(wěn)定性較好的，應(yīng)采取導(dǎo)管內(nèi)安裝高壓風(fēng)管進(jìn)行二次清孔的方法將已灌注的混凝土清理干凈。地層穩(wěn)定性差或高壓清孔的方法不能奏效則應(yīng)及時拆除導(dǎo)管、拔除鋼筋籠，將鉆機安裝到位，重新置換泥漿后用沖擊鉆清除已灌注的混凝土，達(dá)到孔底設(shè)計標(biāo)高后，請示監(jiān)理單位檢查合格后進(jìn)行水下混凝土灌注。（3）導(dǎo)管口距孔底要保持400mm左右的距離，旋轉(zhuǎn)時要精確測量,反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后，應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～300mm,使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大,以保證封底成功和底層混凝土質(zhì)量。3.2.4卡管因混凝土和易性差、混凝土中含有大塊骨料或受潮凝固的水泥塊、灌注混凝土沖擊力不足或是導(dǎo)管密封不好、導(dǎo)管內(nèi)擠入高壓空氣等原因?qū)е滤禄炷凉嘧⑦^程中無法繼續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象統(tǒng)稱為“卡管”。（1）由于混凝土自重不足造成的導(dǎo)管堵塞，可以少量（根據(jù)堵管前測量及計算的導(dǎo)管埋深結(jié)果在保證導(dǎo)管最小安全埋深確定）提升導(dǎo)管而后快速下落的方法或加大一次性灌注較大混凝土數(shù)量而后快速提升再迅速下放，以沖擊疏通導(dǎo)管的方法進(jìn)行處理。砼拌和物要有良好的和易性，在運輸和灌注過程中，無離析，泌水，其坍落度為18～20cm；當(dāng)灌注至樁頂標(biāo)高8～10m時，應(yīng)及時調(diào)小至12～16cm，以提高樁身上部砼強度。（2）導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密試驗，合格后方準(zhǔn)使用。進(jìn)行水密實驗的水壓不應(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砼時最大壓力的1.3倍,可按下式計算:P=γChC-γWHW式中：p—導(dǎo)管可能受到的最大內(nèi)壓力,KpaγC—砼拌各物的容重,取24KN/m3hC—導(dǎo)管內(nèi)砼柱最大高度,m,以導(dǎo)管全長或預(yù)計的最大高度計γW—井孔內(nèi)水或泥漿的重度,KN/m3HW—井孔內(nèi)水或泥漿的深度,m另當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不滿含有空氣時，后續(xù)混凝土要徐徐灌入，以免在管內(nèi)形成高壓氣囊，擠壞管節(jié)密封圈，導(dǎo)致漏水、漏漿。（3）采取“二次拋球法”進(jìn)行處理。具體操作方法：當(dāng)砼灌注量超過20m3時。立即更換導(dǎo)管，重新下放導(dǎo)管至距已澆砼面20～40cm（設(shè)已澆砼面深度為H1）再次拋球，認(rèn)真計算出砼充滿整個導(dǎo)管及沒過導(dǎo)管的砼量，當(dāng)砼達(dá)到管底時（設(shè)此時砼面深度為H2）馬上利用重物將導(dǎo)管壓入到起始砼澆注深度（＜H1）并連續(xù)澆注，將砼澆注到要求的標(biāo)高加上（H2-H1）的高度。3.2.5斷樁由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷（下雨、停電、機械故障等）或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷，無法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象通稱為斷樁。在灌注過程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后，應(yīng)立即停止繼續(xù)灌注，提拔導(dǎo)管和鋼筋籠，盡量將損失降低到最小。并采取以下辦法處理：（1）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的三分之一以下時，一般采取沖擊鉆清除已灌注部分，再實施原位恢復(fù)。（2）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的三分之二以上且距離孔口深度不大于10m時，先進(jìn)行鉆孔壁加固，而后進(jìn)行鉆孔樁的接長比較經(jīng)濟(jì)。（3）斷樁截面位置處于設(shè)計樁全長的三分之一與三分之二之間的，應(yīng)對各種處理方法進(jìn)行對比，選擇經(jīng)濟(jì)、可行的處理方法。墩（臺）樁布置有條件變更，樁布置改變造成的損失較小的，應(yīng)積極與設(shè)計單位聯(lián)系爭取變更設(shè)計；樁布置無法改變但可以增加樁的，最好由設(shè)計單位提供增加樁方案，實施增加基樁；不具備以上兩類情況的一般應(yīng)及時采取沖擊鉆處理后原位恢復(fù)。3.2.6鋼筋籠上浮由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中提升導(dǎo)管等原因帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現(xiàn)象統(tǒng)稱鋼筋籠上浮。防浮籠措施：在鋼筋籠下部外側(cè)沿籠體豎向每隔2米設(shè)一層倒鉤，共設(shè)3層，每層4個，呈90°布置，相鄰層錯開布置，倒鉤用φ8鋼筋制成長10cm，與主筋夾角為30°。萬一發(fā)生鋼筋籠上浮，應(yīng)立即暫停灌注，采取以下措施進(jìn)行處理。（1）對于鋼筋籠上浮在1倍直徑以下的可以在采取有效防止上浮的措施后繼續(xù)灌注。懸吊鋼筋焊縫脫落的，應(yīng)及時補焊；懸吊鋼筋彎曲的情況應(yīng)增加鋼管支撐。（2）鋼筋籠上浮比較嚴(yán)重的必須拔出鋼筋籠，比照斷樁進(jìn)行處理。4．1灌注成樁后發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷的處理4.1.1樁全長小于設(shè)計要求這種缺陷可分為兩類：處理樁頭后，混凝土頂面高程小于設(shè)計要求、樁頭質(zhì)量不合格；鉆孔底部沉積的虛碴在清孔時未清理干凈導(dǎo)致樁全長小于設(shè)計、嵌入基巖深度小于設(shè)計。后一種情況本橋未出現(xiàn)。（1）樁頂高程小于設(shè)計要求的原因是混凝土灌注終孔時控制失誤?；娱_挖后進(jìn)行鉆孔樁的接長。在護(hù)筒防護(hù)下開挖接長部分的樁孔。開挖后，將原灌注的混凝土表面清理干凈，頂面人工鑿修平整灌注混凝土至設(shè)計位置。接長部分混凝土的強度應(yīng)比原設(shè)計提高一個等級，新舊混凝土的接合面必須作好混凝土的接茬處理。（2）在拔出最后一節(jié)導(dǎo)管時，速度要慢，防止樁頂沉淀的泥漿擠入導(dǎo)管形成泥心影響樁頭質(zhì)量。一般樁頭混凝土多澆1米，在28天后破樁頭，以保證其質(zhì)量。4.1.2因鉆孔樁底部沉積物未清理干凈造成的樁全長小于設(shè)計現(xiàn)象處理的難度較大。一般可以在征得設(shè)計單位同意的前提下，采取鉆孔樁底部壓漿或者高壓注漿處理。4.1.3樁體混凝土不連續(xù)由于灌注過程中，發(fā)生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導(dǎo)致鉆孔樁混凝土不連續(xù)。對于此類問題，應(yīng)積極與設(shè)計單位協(xié)調(diào)采取合理措施處理。4.1.4對于鉆