鉆孔灌注樁在施工中的質(zhì)量問題及預防措施

鉆孔灌注樁在施工中的質(zhì)量問題及預防措施

李元中鐵一局集團第五工程有限公陜西省寶雞市721000陜西省寶雞市721000鉆孔灌注樁對各種地質(zhì)條件的適應性、施工簡單、易操作且設備投入一般不是很大,因此在地鐵工程中都得到了廣泛的應用；但鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收,所以又是最容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的一種基礎形式,施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響整個工程的質(zhì)量和進度。本文結(jié)合現(xiàn)場實際工程施工，具體介紹鉆孔灌注樁在施工中的一些質(zhì)量問題及預防措施，同時對施工中常見的質(zhì)量問題：如卡管、斷樁、孔位塌陷、鉆孔偏斜、樁底沉渣過多等作了具體的介紹，本文對實際的施工作業(yè)過程中有一定的用處。XX地鐵2號線文華路站位于星洲街和星藝街之間的古墩路下南北設置，其主體結(jié)構(gòu)為地下二層島式結(jié)構(gòu)，雙柱三跨箱型框架結(jié)構(gòu)，共設4個出入口（一個預留）及兩組風亭。車站主體底板墊層埋深約16.61m，總長200.8m。車站采用半鋪蓋順序法施工。鉆孔灌注樁做為主體基坑內(nèi)格構(gòu)柱立柱的基礎，而立柱樁是基坑內(nèi)鋼支撐和整個半蓋挖蓋板的支撐體系，因此鉆孔灌注樁在整個車站中起到關鍵的支撐作用。關鍵詞：鉆孔灌注樁；質(zhì)量控制；方法目前，在XX地鐵工程的格構(gòu)柱立柱基礎均采用鉆孔灌注樁，這是由于它對各種地質(zhì)條件的適應性強并且在施工過程中容易操作所決定的。但是，由于它屬于隱蔽工程，成樁后質(zhì)量檢查比較困難。再加上其施工工藝環(huán)節(jié)多，一環(huán)不慎，便會影響到整個工程的質(zhì)量和進度，甚至給投資者造成巨大的經(jīng)濟損失和不良的社會影響。下面就施工中可能遇到的問題及處理措施進行簡單分析：護筒冒水造成原因及處理措施護筒冒水造成原因：埋設護筒的周圍土夯填不密實；護筒埋設時垂直度沒有達到規(guī)范要求，護筒頂面不平整；護筒本身質(zhì)量太差，造成護筒漏水后，出現(xiàn)護筒周邊冒水；鉆頭起落時碰撞護筒，導致護筒周邊不實而冒水。處理措施：在埋筒時，坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層夯，并按照規(guī)范要求制作和埋設護筒，護筒頂面應高出原地面20~30cm，在護筒的適當高度開孔，使護筒內(nèi)保持1.0?1.5m的水頭高度。鉆頭起落時，應防止碰撞護筒。發(fā)現(xiàn)護筒冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時，則應重新安裝護筒。孔壁塌陷造成原因及處理措施孔壁塌陷造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)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(nèi)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。處理措施：在松散易坍的土層中，適當埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優(yōu)質(zhì)的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，鉆機工作時，泥漿比重控制在1.2?1.4，泥漿粘度控制在22?30秒，且施工中泥漿進行反復循環(huán)。保持護筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，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。成孔后，待灌時間一般不應大于3小時，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時間。鉆孔偏斜造成原因及處理措施3.1鉆孔偏斜造成原因：鉆機安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時鉆機安裝不穩(wěn)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夾有大的孤石或其它硬物等情形。處理措施：先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地；安裝鉆機時要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm。樁位和護筒平面位置偏差控制在5cm。在不均勻地層中鉆孔時，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機。進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，鉆速要打慢檔。另外安裝導正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。成樁后樁身垂直度偏差不大于1/300。樁底沉渣過多造成原因及處理措施造成原因：檢查不夠認真，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。4.2處理措施：成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時間不少于30分鐘。將孔底殘留的沉渣清理干凈，清孔后還須將換漿，將孔內(nèi)含砂量大、泥漿性能差、容易在孔底沉淀的砂漿換成性能好、并能確保在換漿完畢到砼灌這段時間內(nèi)，孔底不產(chǎn)生或少產(chǎn)生沉淀物的泥漿。下放鋼筋籠鋼筋籠吊放時，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，且籠底鋼筋向內(nèi)完成30°,避免碰撞孔壁?？刹捎娩摻罨\冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，則應利用導管進行二次清孔，直至孔口返漿比重應保持在1.03~1.10，且無沉渣。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為30?40mm，應有足夠的混凝土儲備量，使導管一次埋入混凝土面以下1.0m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣，達到清除孔底沉渣的目的。鋼筋籠上浮造成原因1.2.混凝土初凝和終凝時間太短，使孔內(nèi)混凝土過早結(jié)塊，當混凝土面上升至鋼筋籠底時，結(jié)塊的混凝土托起鋼筋籠；3.清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上形成較密實的砂層，并隨孔內(nèi)混凝土逐漸升高，當砂層上升至鋼筋籠底部時托起鋼筋籠；4.混凝土灌注至鋼筋籠底部時，灌注速度太快，造成鋼筋籠上浮。處理措施：鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導管埋深在1.5?2.0m.灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2?3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2?4m，不宜大于5m和小于1m,嚴禁把導管提出混凝土面。當發(fā)生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。首灌混凝土方量不足造成原因：由于計算不準確及導管長度沒有量準，導致樁底能漿現(xiàn)象，

6.2處理措施：準確計算首灌混凝土方量首批砼數(shù)量必須經(jīng)過認真計算，首批砼數(shù)量計算（鉆孔樁所需首批砼數(shù)量應能滿足導管初次埋置深度1.0m以上的需要［5］）可按下式計算（如圖所示）VJ——Zt圖2.10.2.3、首批砼數(shù)量計算示意圖ZtV三(nd2/4)h1+(nD2/4)HeHc=h2+h3式中：V――首批砼所需數(shù)量，m3；d 導管內(nèi)徑，d=0.26m；D——井孔直徑，D；He——首批砼在孔內(nèi)的高度，He=1.4m；h2 導管初次埋置深度，m；取h2=1.0m；h3——導管底端至鉆孔孔底距離，取h3=0.4m；hl 井孔砼面高度達到He時，導管內(nèi)砼柱的高度，hl=YwHw/Ye其中：Hw――孔內(nèi)砼面以上水或泥漿深度，取孔深加上0.3m（岸上）或lm（水中）減去Hc=1.4m。Yw——孔內(nèi)水或泥漿容重，設澆筑時泥漿比重1.1,Yw=11KN/m3；Ye――砼的容重，取24KN/m3；各樁孔的孔深、澆筑時泥漿比重等都不盡一樣,應根據(jù)現(xiàn)場實測計算。首批砼灌注對于水下灌注樁來說至關重要，因而漏斗的大小必須充分考慮首批砼數(shù)量后制作。首批砼灌注時，漏斗下端口須設球栓，以鉆機吊住，砼裝滿漏斗后，鉆機提起球栓，砼立即沉入孔底，排開泥漿及沉渣，迅速埋住導管下口，完成首批砼灌注。灌注水下砼時要緊湊、連續(xù)進行，導管提升過程中，下管口在砼內(nèi)的埋深控制在2?6m。水下砼灌注過程中由專人經(jīng)常測量孔內(nèi)砼高度，及時調(diào)整導管埋深，并填寫水下砼灌注記錄?？變?nèi)砼灌注至孔頂標高后（要求比設計樁頂標高高出lm），必須確認砼表面泥漿已經(jīng)完全排出后方可終止灌注7斷樁7?1造成原因：原因：①混凝土塌落度太小，骨料太大，運輸距離過長，混凝土和易性差，致使導管堵塞，疏通堵管再澆筑混凝土時，中間就會形成夾泥層②計算導管埋深時出錯，或盲目提升導管，使導管脫離混凝土面，再澆筑混凝土時，中間出現(xiàn)夾泥層。③鋼筋籠將導管卡住，強力拔管時，使泥漿進入混凝土中。④灌注時間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管與導管拔不上來，引發(fā)斷樁事故。⑤導管接頭處滲漏，泥漿進入管內(nèi)，混入混凝土中。⑥混凝土供應中斷，不能連續(xù)澆筑，中斷時間長，造成堵管事故。⑦沒有備用的發(fā)電機與拌和機械，造成混凝土接種供應不連續(xù)。7.2處理措施：混凝土凝固后不連續(xù)，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。造成原因：由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體；由于在澆注混凝土時，導管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象；澆注混凝土時，沒有從導管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。防治措施：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(jù)孔內(nèi)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(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量?；炷翝沧⑦^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(guī)程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土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(nèi)灌入要求灌注過程連續(xù)、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(jù)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(jù)導管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。本車站鉆孔灌注樁施工前項目部對分包方鉆機施工隊伍進就進行了嚴格的安全技術交底，重點介紹了鉆孔灌注樁在施工中可能發(fā)生的一系列施工問題，如護筒冒水、孔壁塌陷、鉆孔偏斜、孔底沉渣控制、可能的鋼筋籠上浮以及可能發(fā)生斷樁的技術教育，同時也進行了各項可能的風險分析。要求分包方作業(yè)隊伍嚴重按照規(guī)范及設計圖紙施工，在該施工中樁基的施工質(zhì)量基本上得到了控制。結(jié)論鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量將直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全，所以對鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量控制應注重預防為主，做好事前控制，也就要做好各種風險預測對可能出現(xiàn)的施工問題都須充分考慮，并制定相應的防范措施。成樁后須對全部樁基按頻率進行抽檢，如有缺陷應用相應的措施進行處理，確保每根的施工質(zhì)量都能保證上部的穩(wěn)定與安全。鉆孔灌注樁的施工質(zhì)