鉆孔灌注樁基礎(chǔ)主要質(zhì)量問題分析及處理辦法

　　鄒海微

　　鉆孔灌注樁基礎(chǔ)是一種能適應(yīng)各種地質(zhì)條件的基礎(chǔ)形式，施工工藝已較為成熟。該基礎(chǔ)為直接在所設(shè)計的樁位上開孔，井孔內(nèi)注滿壓力水，然后在孔內(nèi)加放鋼筋籠后，通過導(dǎo)管灌注混凝土而成。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)屬隱蔽工程，且影響其質(zhì)量的因素較多，如不抓住重點進行有效防控，就有可能發(fā)生質(zhì)量問題，甚至質(zhì)量事故，對社會和施工企業(yè)本身都造成重大影響。本文對輸電線路鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的主要質(zhì)量問題進行剖析，并提出主要的防范及處理辦法。

　　1 鉆孔過程中常見施工質(zhì)量問題及其防治

　　1.1 鋼筋籠上浮問題

　　1.1.1 原因分析 ①如導(dǎo)管在混凝土中埋入過深或鋼筋籠放置初始位置過高，深埋的導(dǎo)管下口流出混凝土，推動導(dǎo)管外上部混凝土整體上升。此時下半節(jié)鋼筋籠的主筋、箍筋與混凝土已半粘著，并由于坍落度的損失而粘著力較大，由于上升產(chǎn)生的頂托力之和大于鋼筋籠的自重，因此推動鋼筋籠與混凝土一起上浮;②如在混凝土灌至鋼筋籠下時提升導(dǎo)管，灌注混凝土自導(dǎo)管流出后的較大沖擊力，推動了鋼筋籠的上浮;③如混凝土灌注到鋼筋籠底板附近，混凝土的灌注卻因斷水?dāng)嚯姍C、械故障等原因中斷，30分鐘或者更長時間后才能重新灌注，此時樁孔內(nèi)頂部混凝土產(chǎn)生坍落度的損失或局部初凝，致使混凝土流動性變差，當(dāng)重新灌注時，混凝土托動鋼筋籠整體上移，嚴(yán)重時可能斷樁;④鋼筋籠在制作、運輸、堆放、起吊等過程中不符合規(guī)范要求，存在鋼筋骨架內(nèi)徑與導(dǎo)管外壁間距過小，主筋搭接焊接頭未焊平，粗骨料粒徑太大等問題，在提升導(dǎo)管過程中法蘭盤容易掛帶了筋籠形成上浮。

　　1.1.2 防范及處理辦法 ①要準(zhǔn)確定位鋼筋籠的初始位置并與孔口固定。導(dǎo)管下放時應(yīng)確保導(dǎo)管在孔位的中心之上。混凝土接近籠時，將導(dǎo)管埋深控制在1.5～2.0m，同時注意導(dǎo)管的出口與鋼筋骨架的底端不得平齊灌注混凝土，并隨時掌握導(dǎo)管的埋深及混凝土灌注的標(biāo)高，控制導(dǎo)管底口與鋼筋骨架底端高差不小于1m，如混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時及時將導(dǎo)管提高于鋼筋籠底端;②保持和改善混凝土的流動性是灌注混凝土施工的基本原則，同時改進灌注工藝及把握好初凝時間也是施工控制的重要環(huán)節(jié)。配制混凝土要按配合比嚴(yán)格控制，灌注要保持快速連續(xù)進行狀態(tài)，縮短灌注時間。也可以摻入適量緩凝劑，防止進入鋼筋籠時混凝土的流動性變小;③做好混凝土灌注前的各項施工準(zhǔn)備，檢查及保證水電供給，檢查機具、工器具能正常使用且準(zhǔn)備齊全等，并安排輪流值班，做好好各種應(yīng)急預(yù)案。開始灌注后，就必須保證灌注混凝土的連續(xù)性，最大限度避免中途停工;④防范因鋼筋籠不符合施工要求，要在灌注樁的上部分增加鋼筋件并設(shè)固定裝置防止鋼筋籠上浮，或者制作鋼筋籠時有意讓底部向外傾斜10～15mm，把一根箍筋焊接在鋼筋籠最下面的主筋的端頭上。在加工鋼筋籠骨架時要嚴(yán)格控制質(zhì)量，在運輸時要做好保護盡可能防止變形。導(dǎo)管埋入時要控制好導(dǎo)管外壁與鋼筋籠內(nèi)筋之間的空隙，大于骨料最大粒徑的2倍;⑤澆灌過程中，如出現(xiàn)鋼筋籠隨導(dǎo)管拔出而上浮的情況時，立即控制混凝土澆灌速度及澆灌量，單向旋轉(zhuǎn)或反復(fù)上下?lián)u動導(dǎo)管，及時處理好導(dǎo)管與鋼筋籠的掛帶問題;⑥如因?qū)Ч苈袢脒^深導(dǎo)致鋼筋籠上浮的情況時，立即停止灌注。如檢查出埋深超過9m，立即拆除多出部份導(dǎo)管把導(dǎo)管的埋深控制在3.0～8.0m以內(nèi)，改善混凝土的和易性，在適當(dāng)提高坍落度后方可重新灌注;⑦如無法控制鋼筋籠上浮，立即停止?jié)补嗷炷�土，在拔出�?dǎo)管后回填粘土入孔內(nèi)，問題樁作廢樁處理，通知監(jiān)理和設(shè)計后確定重新補樁。

　　1.2 斷樁問題

　　1.2.1 原因分析 ①使坍落度不符合要求，當(dāng)坍落度過大時，會出現(xiàn)離析現(xiàn)象，粗骨料相互擠壓則會阻塞導(dǎo)管;當(dāng)坍落度過小或灌注時間過長時，混凝土下落阻力則會加大而阻塞導(dǎo)管。兩者均可導(dǎo)致卡管，終造成斷樁;②澆注混凝土?xí)r，沒有采用“回頂法”從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而是從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，誘發(fā)混凝土離析而造成凝固后不密實堅硬，少數(shù)孔段出現(xiàn)蜂窩、疏松、孔洞，甚至斷樁;③如灌注時間過長，混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力勢必增大，同時導(dǎo)管提升和起拔過多，若仍采用提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時極易造成連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏眩�產(chǎn)生斷樁;④如在清孔過程中未對孔內(nèi)泥漿含砂率控制不嚴(yán)，監(jiān)管不力，則會在灌注混凝土過程中造成混凝土上沉渣過厚，推動該部份沉渣難以被導(dǎo)管內(nèi)混凝土壓力推動，迫使混凝土澆注中斷，易形成斷樁。

　　1.2.2 防范及處理辦法 ①灌注時嚴(yán)格科學(xué)地控制混凝土配合比、坍落度和粗骨料粒徑。如更換水泥標(biāo)號、品種或生產(chǎn)廠家，務(wù)必事先做好配合比試驗，按科學(xué)配合比控制混凝土質(zhì)量;②必須從導(dǎo)管內(nèi)灌注混凝土，灌注過程必須連續(xù)、快速、有節(jié)奏，灌注混凝土要準(zhǔn)備足量，且綁扎水泥隔水塞的鐵絲要根據(jù)首次混凝土的灌入量而定量，嚴(yán)格控制防止斷裂;③選用導(dǎo)管必須要有足夠的抗拉強度，能承受其自重加上盛滿混凝土的重量，同時內(nèi)徑最好在30cm以上的并保持一致，誤差應(yīng)小于±2mm，內(nèi)壁無阻光滑。導(dǎo)管在組拼后須用球塞和檢查錘做通過試驗。導(dǎo)管最下一節(jié)長度一般為4米左右，且底端不得帶法蘭盤，否則在混凝土內(nèi)會很難拔起。為了便于丈量長度，每節(jié)導(dǎo)管長度應(yīng)統(tǒng)一，并作記錄和標(biāo)記;④清孔過程中要及時對孔內(nèi)泥漿的相對密度進行調(diào)整，以保證清孔后泥漿的相對密度要達(dá)到設(shè)計要求。清孔后分別從孔的口部、中部、底部提取泥漿，以檢測泥漿的各項指標(biāo)是否達(dá)標(biāo);⑤成孔后必須使用沖洗液認(rèn)真清孔，清孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，只有當(dāng)孔底沉渣值小于規(guī)范要求時，方可進行混凝土灌注。

　　1.3 孔壁坍陷問題

　　1.3.1 原因分析 ①施工工藝控制不當(dāng)，對地質(zhì)條件關(guān)注不夠，未根據(jù)土質(zhì)實際情況采用合適的泥漿和成孔工藝，導(dǎo)致泥漿護壁質(zhì)量差;②護筒埋設(shè)過淺，護筒的接縫和回填土不夠密實出現(xiàn)漏水漏漿情況，造成孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水或孔內(nèi)液面高度不夠，孔壁靜水壓力降低;③對清孔的沖洗液和孔底沉渣控制不嚴(yán)，導(dǎo)致泥漿粘度和密度降低，孔壁靜水壓力衰減，孔壁牢固度降低;④在松散砂土中鉆進過快，或在某一處空轉(zhuǎn)時間過長，或用給水管直接沖刷孔壁;⑤待灌時間過長沒有及時灌注混凝土，或灌注時間過長;⑥吊裝鋼筋籠時，碰撞和損傷孔壁。

　　1.3.2 防范及處理辦法 ①認(rèn)真分析地層結(jié)構(gòu)，成孔選擇合適的方法和機具，如土質(zhì)為松散砂黏土或流沙，應(yīng)提高泥漿的比重和粘度，選用密度、膠體率、黏度相對較大的質(zhì)量高的泥漿;②選擇足夠強度和尺寸的護筒，遇松散易坍的土層應(yīng)適當(dāng)埋深護筒，并用粘土密實填封護筒四周;③成孔后必須使用沖洗液認(rèn)真清孔，清孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，清孔后分別從孔的口部、中部、底部提取泥漿，以檢測泥漿的各項指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，只有當(dāng)孔底沉渣值小于規(guī)范要求且孔壁牢固時，方可進行混凝土灌注;④加強鉆孔的現(xiàn)場管理，鉆進速度和空轉(zhuǎn)時間要控制適宜，采用適當(dāng)?shù)姆椒ū３炙�頭的穩(wěn)定;⑤成孔后待灌時間一般控制在3小時以內(nèi)，并派熟練地技術(shù)人員控制好混凝土的灌注時間;⑥搬運和吊裝鋼筋籠時，應(yīng)防止變形，安放要對準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間;⑦發(fā)生孔壁坍陷，應(yīng)暫停施工判明坍陷部位并認(rèn)真分析原因。當(dāng)坍陷的水量較小時，在坍陷部位上1～2m處回填粘質(zhì)土混合物和砂后可繼續(xù)鉆孔，并嚴(yán)密監(jiān)控坍陷數(shù)量變化。當(dāng)坍陷無法控制時，立刻拆除護筒和鉆機，待回填鉆孔并重新埋設(shè)護筒妥善后再鉆;⑧當(dāng)鋼筋籠吊裝或清孔造成塌孔時，立即停止施工并將鋼筋籠吊出，添加泥漿護壁將坍陷物清理干凈，不再繼續(xù)坍陷后重新安裝鋼筋籠和清孔。

　　1.4 護筒冒水問題。

　　1.4.1 原因分析 ①在埋設(shè)護筒時，護筒周圍的原狀土壓實度不夠;②埋設(shè)時護筒內(nèi)外的水位差過大;③鉆頭起落時不慎碰撞和刮損護筒。

　　1.4.2 防范及處理辦法 ①在埋設(shè)護筒之前，根據(jù)地質(zhì)條件，選用最佳含水量的粘土將坑底與四周土壁分層夯實;②開孔時選好護筒適當(dāng)?shù)母叨龋�護筒水頭高度應(yīng)保持在1.0～1.5m;③應(yīng)派經(jīng)驗嫻熟的技術(shù)人員進行鉆頭起落監(jiān)控，盡可能避免碰撞和刮損護筒;④如發(fā)現(xiàn)護筒冒水現(xiàn)象，不可繼續(xù)施工，須立即停止鉆孔，以含水量佳的粘土將坑壁四周加實加固;⑤如出現(xiàn)護筒嚴(yán)重移位或下沉情況，則停止安裝并重新安裝護筒。

　　1.5 縮頸問題

　　1.5.1 原因分析 塑性土膨脹，使孔徑小于設(shè)計尺寸。

　　1.5.2 防范及處理辦法 ①選用密度、膠體率、黏度相對較大的質(zhì)量高的泥漿，盡可能降低失水量;②將合適數(shù)量的合金刀片焊接于導(dǎo)正器外側(cè)，起鉆或鉆進時可發(fā)揮掃孔作用;③成孔時加大泵量，提高成孔的速度，這樣孔壁在成孔一段時間內(nèi)會形成泥皮，孔壁則不會滲水和引起膨脹;④采用上下反復(fù)掃孔的辦法擴大孔徑消除縮頸。

　　1.6 鉆孔樁身偏斜問題

　　1.6.1 原因分析 ①存在技術(shù)性失誤，鉆孔機械定位不準(zhǔn)確，或施工人員放樣有偏差;②鉆孔時在土層遇到孤石或障礙物，或在巖石傾斜處和軟硬土層交界處，鉆頭因受阻不均偏移導(dǎo)致樁孔傾斜;③鉆桿連接不當(dāng)或彎曲，導(dǎo)致鉆頭鉆桿兩點中線處于不同軸線;④鉆架就位后未進行調(diào)平或場地本身不平整，導(dǎo)致鉆機、底座、鉆盤不平而產(chǎn)生偏斜;⑤開挖基坑時一次性挖土深度過大，由此產(chǎn)生土側(cè)壓力導(dǎo)致樁位錯動，樁位偏差超出規(guī)范允許范圍。

　　1.6.2 防范及處理辦法 ①加強技術(shù)管理，減少人為的技術(shù)性失誤，放樣和機械定位須根據(jù)技術(shù)參數(shù)反復(fù)校核;②鉆入斜狀巖層、土質(zhì)不均勻地層、孤石或碰到明顯阻礙地層時，須調(diào)慢鉆速，不能一味快進。在地質(zhì)不均勻地層中鉆孔時，宜使用鉆桿剛度大、自重大的鉆機;③鉆孔前須平整場地，并夯實硬化，枕木應(yīng)均勻著地盡量找平。鉆機安裝時鉆架上吊滑輪與轉(zhuǎn)盤中心在同一軸線，鉆桿位置偏差控制在不大于20cm，此外安裝導(dǎo)正裝置也是防止偏斜的有效方法。④在松散易坍地層鉆孔時，應(yīng)盡可能加固地層，鉆速不宜過快，注意觀察鉆桿角度和樁位偏差;⑤應(yīng)對一般的偏斜情況，可用鉆頭上下反復(fù)掃鉆數(shù)次削去硬土，如效果不佳，回填粘土至高出偏孔處0.5m以上重新鉆入;⑥如偏差較大，應(yīng)通知監(jiān)理及設(shè)計人員鑒核，樁箱及樁筏基礎(chǔ)必要時在基礎(chǔ)底板內(nèi)增設(shè)暗梁，單樁基礎(chǔ)通常重新補樁。

　　1.7 樁底沉渣量過多問題

　　1.7.1 原因分析 ①未對準(zhǔn)孔位，吊放鋼筋籠時碰撞孔壁泥土坍落樁底;②泥漿注入量不足或泥漿比重過小難以把沉渣托浮;③未進行二次清孔，或清孔不干凈，或清孔后待灌時間過長泥漿沉積。

　　1.7.2 防范及處理辦法 ①吊放鋼筋籠，樁中心與鋼筋籠中心要保持一致，吊裝速度不宜過快，應(yīng)控制好不碰撞孔壁。建議使用鋼筋籠冷壓接頭工藝，加快鋼筋對接速度，減少空孔時間從而減少沉渣。鋼筋籠置畢，檢查沉渣量是否在規(guī)范要求控制之內(nèi)，否則利用導(dǎo)管二次清孔，直到符合規(guī)范要求;②泥漿的質(zhì)量要選好并控制好泥漿的粘度和比重，不能用清水替代。混凝土灌注時，導(dǎo)管底部至孔底距離最好控制在30～40mm，混凝土儲備量充足，導(dǎo)管一次最好埋入混凝土面下超過1.0m，以利用混凝土的巨大沖擊力清除孔底沉渣;③成孔后鉆頭在孔底10～20cm上保持慢速空轉(zhuǎn)，循環(huán)清孔要超過30分鐘。

　　1.8 卡管問題

　　1.8.1 原因分析 ①混凝土中粗骨料粒徑過大;②初灌時隔水栓堵管;③混凝土流動性、和易性差造成離析;④灌注混凝土不連續(xù)，在導(dǎo)管中停留時間過長;⑤導(dǎo)管進水造成混凝土離析。

　　1.8.2 防范及處理辦法 ①控制粗骨料的最大粒徑必須小于鋼筋籠主筋和導(dǎo)管直徑最小凈距的1/4并小于40mm;②隔水栓直徑要與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時兼顧良好的隔水性能以保證順利排出。③灌注混凝土?xí)r必須加強對混凝土坍落度和混凝土攪拌時間的控制。坍落度宜控制在16～22cm，保證良好的和易性;④必要時可摻入適量緩凝劑，以改善混凝土的流動性、和易性和緩凝;⑤導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa，以保證導(dǎo)管連接部位的密封性。在灌注過程中，為了避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞，混凝土要緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管。

　　2 結(jié)束語

　　經(jīng)總結(jié)國內(nèi)輸電線路鉆孔灌注樁的部分施工質(zhì)量事故案例得出，人為因素是導(dǎo)致事故發(fā)生的根本原因，因此重點抓好施工管理，加強現(xiàn)場監(jiān)督，強化施工人員質(zhì)量意識教育，規(guī)范施工工序流程，做好事前、事中、事后質(zhì)量控制，就能避免極大部分的工程質(zhì)量事故發(fā)生。