鉆孔灌注樁質量通病的成因及預防論文

　　摘要：由于鉆孔灌注樁的施工環節較多，技術要求高，工藝較復雜，需要在一個較短的時問內快速完成水下灌注混凝土隱蔽工程的灌注，無法直觀的對質量進行控制，人為因素的影響較大，若稍有疏忽，很容易出現一些質量病害，甚至造成病樁、斷樁等重大質量事故，危及樁基工程的安全。以下從分析樁基病害的成因入手，介紹一些控制樁身質量病害的技術方法。

　　關鍵詞：灌注樁；成因；預防

　　1 鉆孔灌注樁常見的質量通病

　　鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時候，以樁頂位置所受的壓力最大，下部承受的壓力相對較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實際受力狀況相反，往往是上部混凝土的強度低，中下段混凝土的強度高，若不嚴格控制，容易出現樁上段強度達不到質量要求的情況。除此之外，還容易出現縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質量缺陷，造成樁基承載力的下降，影響到工程結構的安全。

　　2 影響成樁質量的原因分析

　　2.1 影響柱身上部強度的原因分析

　　(1)按照施工規范的規定，鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥，但在實際施工過程中，很難將淤泥徹底清除，于是在澆灌第一斗混凝土進行封底施工時，孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的，先灌入的混凝土頂升于孔的上面，這樣就容易出現樁上段強度較低的現象。

　　(2)澆灌混凝土時，若導管插入混凝土之內過深，澆注速度又較快，則容易在孔體深部沉積較多的骨料，加上振搗過程所造成的混凝土的離析，也容易導致樁體上部強度較低的質量問題。

　　(3)埋設護筒的周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞引起質量問題。

　　(4)孔壁坍陷的主要原因是土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

　　(5)鉆機安裝就位穩定性差，作業時鉆機安裝不穩或鉆桿彎曲所致。地面軟弱或軟硬不均勻，土層呈斜狀分布或土層中央有大的孤石或其它硬物等情形，以至造成成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。

　　(6)清孔不干凈或未進行二次清孔；泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起，鋼筋籠吊放過程中，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底，清孔后．待灌時間過長，致使泥漿沉積，以至造成樁底沉渣量過多。

　　2.2 影響其他樁身質量的原因分析

　　(1)混凝土澆注施工中，若導管插入混凝土內過淺(<1．5m)，則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的，而是攤鋪式的，這時，泥漿、泥塊就容易混入混凝土中，進而影響到樁身的質量。除此之外，若設計的樁身直徑過小，則混凝土上翻時就會受到孔壁的限制，從而使樁體產生空洞、蜂窩缺陷。

　　(2)鉆孔灌注樁的承載力主要表現為樁周摩阻力，而樁周摩阻力與孔壁形狀和護壁質量密切相關。在施工過程中，孔壁的形狀是由鉆頭旋轉速度、鉆桿下降速度和土質等因素決定的，泥漿性能(包括容重、黏度膠體率、砂率等指標)愈好、高程越高，越能保護好護壁，其樁周摩阻力愈大，但施工難度加大，費用也相應提高。

　　(3)在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中，施工環節多，時間長，會在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質量。靜置的時間越長，淤積的淤泥越多。

　　(4)混凝土在水下澆灌的過程中，其流動性、初凝時間、黏聚性能會變得更差，若稍有疏忽，很容易產生空洞、蜂窩、離析、夾泥甚至斷樁的質量缺陷。

　　3 成樁質量的控制

　　3.1 樁上段強度的保證措施 為保證樁上段強度達到要求，應從下述幾方面采取相應的質量保證措施：

　　(1)依據樁徑和樁底的濃度，正確確定出第一斗混凝土的體積，一般可取1.5～2.0m3，也可以按樁身的設計體積的10％加以控制。

　　(2)成樁質量與樁身的澆注高度有關，一般控制成樁高度高出設計樁頂標高0.5～1.0m．待鑿去高出部分的混凝土后，剩余部分不應有浮漿和夾泥，混凝土標號應符合設計要求，否則要返工重澆。

　　(3)導管插入混凝土內的長度應適宜，一股為2～6m，長樁可相應有所增加。

　　3.2 樁身質量的保證措施

　　(1)工程施工前，應先做2個以上的試驗鉆孔．通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩定性和孔底沉淤等指標，用以核對所選設備、工藝方法是否符合技術要求。檢測時，孔壁的穩定時間應<12h，檢測數目<2個。對一些重要工程，可視情況相應增加測徑數量。

　　(2)護壁用的泥漿應滿足護壁要求，液面需高于地下水位0.5 m以上，有條件時，以高于地下水位2 m以上更好。若護壁的泥漿膠體率低、砂率大，則不僅護壁性能差，而且因其容重較大，勢必產生沉淀速度過快的問題。一般來講，當在黏土或亞黏土中成孔時，可注入清水以原土造漿護壁，控制排碴泥漿的相對密度在1.1～1.2之間；當在砂性土質或較厚的夾砂層中成孔時， 應控制泥漿的相對密度在1.1～1.3之間；在砂夾卵石或容易坍孔的土層中成孔時，應控制泥漿的相對密度在1.3～1.5之間。施工過程中，應經常測定泥漿的相對密度、黏度、含砂率和膠體率等指標，使澆注前孔底500mm以內泥漿的相對密度<1.25，含砂率>8％，黏度<28 Pa.s．對一些直徑<1m的小直徑樁，即使在泥漿停止循環期間，也要使孔內保持合理的泥漿液面。

　　(3)在混凝土灌注前的一段時間里，須保證孔壁的穩定性，不能有縮頸或孔壁塌落現象發生。為保證孔底沉渣厚度達到規范的技術要求(端承樁≤50mm、摩擦端承樁及端承摩擦樁≤100mm、摩擦樁《300mm)，以免影響樁的承載力．鉆孔到設計持力層以后，要對泥漿進行循環稀釋來降低相對密度，以清除泥漿中懸浮的砂予、石渣。除此之外，還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣，要求嚴格時，在安放鋼筋籠后、下放導管之前仍要進行吸渣處理。

　　(4)吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔，不得有變形損壞。吊放后，先將鋼筋籠在垂直位置上固定好，然后進行第二次清孔，檢測孔底的淤泥厚度，符合規定后，干0.5h之內開始混凝士的灌注施工。

　　(5)使用的隔水撿直徑應與導管內徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時，應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過實驗室確定，坍落度宜為18—22cm，粗骨料的最大粒徑不得大干導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1／4，且應小于40ram．為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應確保導管連接部位的密封性，導管使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0MPa，以避免導管進水。在混凝土澆筑過程中．混凝土應緩緩倒入漏斗的導管，避免在導管內形成高壓氣塞。在施工過程中，應時刻監控機械設備，確保機械運轉正常，避免機械事故的發生。

　　(6)成孔后，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時間應根據孔內沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出壘孔及首次混凝土灌注量�；炷�土澆注過程中，應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，并嚴格遵守操作規程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝士應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。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。灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續、快速，準備灌注的混凝土要足量．在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應根據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導管內外混凝土的上升高度而定，切匆起拔過多。

　　4 結語

　　鉆孔灌注樁有許多優點，但由于施工環節多，工藝復雜，成樁質量有可能受到多種因素的干擾和制約，嚴重時會導致樁身承載力的明顯降低。甚至造成病樁、斷樁等重大質量事故。為了確保成樁質量和樁基工程的安全．必須對鉆孔灌注樁的施工全過程進行嚴格的質量控制和檢測，發現問題及時采取措施予以補救。

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