鉆孔灌注樁施工質(zhì)量缺陷及處理

1、鉆孔灌注樁施工質(zhì)量缺陷及處理摘要:鉆孔灌注樁在基礎(chǔ)工程中已得到廣泛應(yīng)用。但由于地質(zhì)條件復(fù)雜、所用設(shè)備優(yōu)劣、施工水平差異等原因，鉆孔灌注樁成樁后或鉆孔過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)樁身混凝土離淅松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位位移等問(wèn)題。文章根據(jù)施工中發(fā)生事件闡述了相應(yīng)的處理措施。隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但灌注樁屬于隱蔽工程，大部分是在水下進(jìn)行的，影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，質(zhì)量檢查也比較困難，因此對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求，稍有不慎或措施不嚴(yán)就會(huì)在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，斷樁就是經(jīng)常發(fā)生且難以處

2、理的病害之一。本文提出了橋梁鉆孔灌注樁施工過(guò)程幾種缺陷樁的形成與處治措施，并詳細(xì)介紹了鉆孔灌注樁斷樁處理過(guò)程中的取芯、清淤、壓漿、驗(yàn)證等具體做法。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷預(yù)防措施前言在橋梁結(jié)構(gòu)中，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式，以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多，對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素必須詳細(xì)考慮。如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不當(dāng)，就會(huì)在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期，并對(duì)整個(gè)工

3、程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。下面是渝湘高速公路秀山互通主線橋鉆孔灌注樁施工中質(zhì)量缺陷處理方法，供同行們參考。一、鉆孔灌注樁施工缺陷樁的形成原因1、斷樁斷樁是嚴(yán)重的質(zhì)量事故。對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對(duì)策，預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時(shí)采取補(bǔ)救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面：(1)灌注混凝土過(guò)程中，測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過(guò)小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測(cè)儀器不精確時(shí)，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)身錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證提升導(dǎo)管不出

4、現(xiàn)失誤。(2)在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過(guò)大，以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管，在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。(3)卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁的重要原因之一。由于人工配料(有的機(jī)械配料不及時(shí)校核)隨意性大，責(zé)任心差，造成混凝土配合比在執(zhí)行過(guò)程中的誤差大，使坍落度波動(dòng)大，拌出混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過(guò)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使混凝土的初凝時(shí)間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，都會(huì)導(dǎo)致卡管事故，造成斷樁。所以嚴(yán)格控制

5、混凝土配合比，縮短灌注時(shí)間，是減少和避免此類斷樁的重要措施。(4)坍塌。因工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時(shí)重視不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工者談不上有什么經(jīng)驗(yàn)，在灌注過(guò)程中，井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等造成類泥沙性斷樁。這類現(xiàn)象在本工程的斷樁中占有相當(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重。而且位置深、難處理，是導(dǎo)致工期無(wú)限延期及經(jīng)濟(jì)上大量浪費(fèi)的重要因素之一。(5)另外，導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作，這對(duì)保證樁基的質(zhì)量很重要。2、縮頸在鉆孔過(guò)程中，由于鉆錐磨損或焊補(bǔ)不及時(shí)，再或地層中遇到膨脹的軟土、粘土、泥巖等，容易產(chǎn)生

6、縮孔現(xiàn)象。在澆筑混凝土過(guò)程中，導(dǎo)管脫離混凝土面，泥水進(jìn)入導(dǎo)管中，造成樁身夾泥或斷樁。造成導(dǎo)管拔空的主要原因是施工人員操作失誤，過(guò)量上拔導(dǎo)管所致。解決措施：當(dāng)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管拔空時(shí)，應(yīng)迅速將導(dǎo)管插入到混凝土中，利用小型水泵或小口徑抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中泥水抽出，再繼續(xù)澆灌混凝土；迅速提出導(dǎo)管，重新設(shè)隔水球灌注混凝土，在隔水球沖出導(dǎo)管后，應(yīng)將導(dǎo)管繼續(xù)下降，直到導(dǎo)管不能插入時(shí)再少許提升導(dǎo)管，繼續(xù)澆灌混凝土。3、灌注時(shí)發(fā)生井壁坍落成孔后灌注水下混凝土?xí)r發(fā)生坍孔現(xiàn)象，若坍塌不止,應(yīng)將導(dǎo)管拔出，以粘土回填重新成孔；輕微坍落在施工中不易被察覺(jué)，聲測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際情況還可以采用壓漿、旋噴等工藝處理樁芯

7、局部夾泥砂或空洞等缺陷，不再贅述。二、鉆孔灌注樁主要質(zhì)量缺陷的常用處理方法鉆孔樁灌注樁成樁后質(zhì)量缺陷主要有壓漿補(bǔ)強(qiáng)法、樁身搭接法、重新成樁法和補(bǔ)加新樁法等1、接樁法。處理淺層處鉆孔灌注樁存在的斷樁以及重大缺陷等問(wèn)題時(shí)，通常使用接樁法。接樁法操作方法：(1)將缺陷處與柱端間的混凝土全部鑿除，并將缺陷位置松散的混凝土鑿除，斷樁處的泥土要清理潔凈。(2)鑿毛缺陷位置的混凝土表面并沖洗干凈。（3）重新支灌注樁模板并綁扎鋼筋（若樁的直徑和接柱的直徑一樣則可以直接澆注混凝土至柱頂標(biāo)高）。（4）重新灌注的混凝土常選用高于原標(biāo)號(hào)的混凝土。（5）按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，達(dá)到規(guī)定齡期后方可拆模。2、鉆芯取樣鉆孔高壓注漿法

8、。這種處理方法多用于下面兩類情況，一是灌注樁樁長(zhǎng)低于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度或者樁體底部的沉渣比較厚：準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備鉆機(jī)等機(jī)具，整理場(chǎng)地，確保鉆機(jī)能有平穩(wěn)的施工場(chǎng)地。鉆孔：鉆孔時(shí)要時(shí)刻保持鉆機(jī)的平衡，作業(yè)人員要不斷的對(duì)鉆機(jī)位置進(jìn)行校正，防止樁孔偏移不能達(dá)到樁體底部。底部清淤：鉆機(jī)鉆進(jìn)樁體底部后，陸續(xù)會(huì)有沉渣流出，要及時(shí)將其清除掉。在進(jìn)行注漿前，要不斷的清理柱底淤泥。注漿：計(jì)算出壓漿時(shí)需要的水泥量，然后按高標(biāo)號(hào)的規(guī)格進(jìn)行水泥漿配制。注漿時(shí)，孔口壁要進(jìn)行密封，防止水泥漿溢出（允許少量水泥漿、清水流出），直至無(wú)法繼續(xù)壓注。二是灌注樁局部出現(xiàn)蜂窩及離析現(xiàn)象，可按下列步驟進(jìn)行操作：鉆孔-清孔-埋設(shè)注漿管-壓水試驗(yàn)-制漿

9、、注漿-封孔。3、補(bǔ)樁法。此方法多用于鉆孔灌注樁出現(xiàn)斷樁或灌注的樁體承載力沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，補(bǔ)樁法能夠有效增強(qiáng)樁體的荷載承載力。補(bǔ)樁法具體做法：在樁體的兩側(cè)再澆筑兩個(gè)灌注樁，頂高和原樁體的設(shè)計(jì)標(biāo)高相同，然后再用連系梁將樁體連在一起，讓三個(gè)樁體一起承受荷載。4、直接鑿除法。即在施工與檢測(cè)時(shí)，若發(fā)現(xiàn)樁體存在斷樁現(xiàn)象，為了完全消除病害，鑿除樁體，然后再灌注一個(gè)新的樁體。該方法難度較大且耗費(fèi)的時(shí)間與費(fèi)用多，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，樁體整體性較好，沒(méi)有病害殘留，這種方法多用在高速公路等重要路段的建設(shè)過(guò)程。5、增大截面法。如果灌注樁存在樁體位置偏移過(guò)大或上部樁體出現(xiàn)縮徑等問(wèn)題，導(dǎo)致樁體的承載能力無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)通常

10、使用增大截面法進(jìn)行處理。例如某個(gè)地區(qū)的一級(jí)公路改建項(xiàng)目，路基基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁，樁的標(biāo)高為25m,樁徑為1.5m,經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)在樁體在45m間存在缺陷，處理缺陷的具體辦法：（1）準(zhǔn)備工作:依據(jù)缺陷所處位置來(lái)制定有效的計(jì)劃，初步設(shè)計(jì)，計(jì)算出截面尺寸及配筋情況等，保證經(jīng)過(guò)處理的樁體能達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求。（2）清表工作：清除樁體上部四周的土壤，并將其表面的混凝土鑿除，直到能看見(jiàn)新鮮的混凝土層。（3）植筋工作：在樁體缺陷的上下兩側(cè)0.3m處，用沖擊鉆沿水平方向鉆孔，然后將孔沖刷干凈，再用環(huán)氧拌和砂漿植筋，當(dāng)植筋達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度時(shí)使用鋼筋沿垂直和水平方向?qū)⒅步詈附釉谝黄穑B成整體。（4）支模及灌注工作：當(dāng)植筋滿

11、足要求且焊接完成后，根據(jù)截面的大小支模板并澆注混凝土，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期，拆模。加固28天后，驗(yàn)算其承載能力是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。6、補(bǔ)加新樁法。灌注樁的樁身缺陷非常嚴(yán)重或者樁體的傾斜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了誤差范圍，且在場(chǎng)地允許情況下適宜這種方法。補(bǔ)加新樁體之后單樁承臺(tái)成為二樁承臺(tái)、二樁承臺(tái)成為三樁承臺(tái)。施工方法相同，且在施工過(guò)程不可損害到周圍樁體。例如在進(jìn)行鉆孔時(shí)，地下水豐富，孔壁垮塌，掩埋鉆頭，采取回填樁孔，在鉆孔過(guò)程中，埋設(shè)鋼護(hù)筒加固孔壁，打撈鉆頭，最終鉆頭無(wú)取回。通過(guò)業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理研究后，取消該樁孔，重新加樁，也就是補(bǔ)加新樁法。7、樁身搭接法。樁身搭接法主要適用于碎灌注完后經(jīng)檢測(cè)，灌注樁存在嚴(yán)重夾泥

12、、裂縫、松散和斷樁，而且缺陷部位不深，一般深度在10m以內(nèi)。如：0#臺(tái)0-1-4#在進(jìn)行水下碎灌注時(shí)，突遇雷雨天氣，施工專用電線停止供電，而當(dāng)時(shí)雷電異常，為了保證施工人員人身安全，經(jīng)請(qǐng)示監(jiān)理工程師同意，停止施工。此時(shí)該樁基已灌注完成24m,剩余樁身6m未完成。按照規(guī)范要求對(duì)已經(jīng)灌注完成的24m碎樁采用聲波透視法檢測(cè)進(jìn)行，無(wú)質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)未灌注完成的樁孔，考慮到該樁上半部分采用人工挖孔，護(hù)壁在鉆孔過(guò)程中未造成破壞，故采用樁身搭接。采用人工挖孔，使用風(fēng)鎬分層鑿除樁頂上面的浮漿,按照具體要求進(jìn)行鑿除。層厚為0.30.5m，通常從中間開(kāi)始鑿起，然后沿著樁徑進(jìn)行鑿孔，禁止采用爆破手段。鑿除時(shí)，不可破壞到鋼

13、筋。若鋼筋籠不符合要求，則應(yīng)及時(shí)更換滿足要求的鋼筋籠，除預(yù)留的搭接筋外，斷層以上的其它鋼筋均不可再使用。監(jiān)理工程師同意且符合設(shè)計(jì)要求的鋼筋籠方可使用。灌注樁樁孔的滲水率很小，完全符合旱樁灌注的要求，用旱樁灌注法澆筑剩下部分的碎，旱料與方法與原設(shè)樣。8、重新成樁法。該方法多用于樁體出現(xiàn)重大缺陷或者缺陷所在位置較深，或樁體發(fā)生嚴(yán)重偏移的灌注樁，因?yàn)橐恍┛陀^原因無(wú)法采取其它的處理方法，重新成樁法是利用沖擊設(shè)備將廢樁沖除，再重新灌注樁體的方法。使用沖擊鉆進(jìn)行沖樁，鉆徑通常要比廢樁的直徑大510cm避免沖樁時(shí)鉆頭被鋼筋籠卡住。沖擊錘的質(zhì)量大于5000kg，多是采用6翅錘頭，在進(jìn)行沖擊時(shí)一般先是大約2m的

14、沖程，主要起到?jīng)_擊破碎及向外擠壓的目的。例如在碎灌注時(shí)，當(dāng)灌注到14m時(shí)發(fā)生導(dǎo)管阻塞，提升碎導(dǎo)管，導(dǎo)致導(dǎo)管漏氣，出現(xiàn)斷樁。因樁孔很深，又緊挨河流，滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，只好重新成樁。在進(jìn)行沖除前，應(yīng)使用強(qiáng)度大于30Mpa的片石將樁孔填滿，并用沖擊錘將其夯實(shí)，然后再進(jìn)行沖樁，為了提高沖擊力及沖擊速率，沖擊時(shí)最好使用密度較低的泥漿，并不斷地進(jìn)行泥漿沉淀循環(huán)和掏渣換漿工作。泥漿相對(duì)密度以1.2為宜，含沙率宜小于8%。如發(fā)現(xiàn)泥漿稠度太小，可在沖樁前及沖樁過(guò)程中適當(dāng)拋加粘土塊用以護(hù)壁防止塌孔。三、鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷的預(yù)防措施1 、對(duì)于樁身存在嚴(yán)重缺陷或缺陷部位深度較大者，或者樁身嚴(yán)重位移、傾斜，同時(shí)由于客觀條件

15、不能采取其它方法處理的，為不留下隱患，可采用沖除廢樁重新成樁的方法。沖除廢樁可采用沖擊鉆，鉆頭直徑比要廢除的樁徑大510cm，以防止廢樁鋼筋籠卡住鉆頭。沖擊錘質(zhì)量不小于5000kg,宜使用6翅錘頭，沖擊時(shí)應(yīng)先采用2m左右的沖程，以起到?jīng)_擊破碎和向外擠壓的作用。2 、底部沉渣過(guò)厚的預(yù)防措施。在施工過(guò)程中當(dāng)灌注樁成孔以后，應(yīng)將鉆頭提到距離孔底1020cm的位置，然后讓鉆頭持續(xù)慢速空轉(zhuǎn)，確保清孔的時(shí)間不小于20分鐘。施工過(guò)程中要控制好泥漿的密度等指標(biāo)。吊放鋼筋籠的整個(gè)過(guò)程中，樁中心和籠中心應(yīng)該始終保持在一條線上，且應(yīng)防止碰觸孔壁，產(chǎn)生沉渣。清孔之后要盡可能減小待灌的時(shí)間，防止因泥漿沉積而導(dǎo)致沉渣較厚

16、。灌注時(shí)，導(dǎo)管底部距樁孔底部應(yīng)為3040mm且首次灌注混凝土的儲(chǔ)備量要充足，首次灌注量可根據(jù)相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)管應(yīng)一次伸入到混凝土面以下1m以上位置，依靠混凝土強(qiáng)大的沖擊力將底部沉渣擠出，達(dá)到消除孔底沉渣的目的。3、護(hù)筒失效的預(yù)防措施。用粘土對(duì)護(hù)筒進(jìn)行加固，如果漏水情況很嚴(yán)重，要及時(shí)將其拔除，回填以后再進(jìn)行埋設(shè)；埋設(shè)鋼護(hù)筒時(shí)，應(yīng)將其埋設(shè)深一點(diǎn)，這樣能夠有效提高護(hù)筒的穩(wěn)定性及抗沖刷能力；若護(hù)筒不易下沉，則可以通過(guò)提高泥漿的密度等來(lái)改善泥漿，然后在進(jìn)行鉆孔；如果護(hù)筒變形，應(yīng)依據(jù)其變形的情況及位置靈活處理，可采用氧割法、套筒法等。4、樁孔傾斜的預(yù)防措施。在鉆孔前預(yù)控、在鉆孔過(guò)程時(shí)時(shí)監(jiān)控。在鉆孔期間

17、要時(shí)刻觀察鉆桿的垂直度，若發(fā)生傾斜應(yīng)馬上校正。地基不均勻、地下土壤中含有大的孤石或堅(jiān)硬物體時(shí)，則應(yīng)在施工之前制定處理方案。鉆機(jī)的自重較大且鉆桿的剛度較大，在不均勻地基中進(jìn)行鉆孔比較有利。在鉆孔過(guò)程中，如果遇到孤石或者不均勻硬層及斜狀巖層時(shí)，鉆頭的速度要控制在慢檔。對(duì)于碰到的孤石與硬巖石，通常使用復(fù)合式的牙輪鉆頭對(duì)其進(jìn)行處理。5、擴(kuò)徑與縮頸的預(yù)防措施。加強(qiáng)孔徑的檢測(cè)和控制，提升泥漿品質(zhì)，泥漿的密度、粘度等指標(biāo)要嚴(yán)格控制。鉆徑應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行加大，在導(dǎo)正器上焊接一定量合金刀片，這些刀片在鉆孔時(shí)起到掃孔的作用?？s短成孔后孔的空置時(shí)間也是預(yù)防縮頸的方法。擴(kuò)徑現(xiàn)象的出現(xiàn)通常與坍孔有關(guān)，減少坍孔是預(yù)防擴(kuò)徑最

18、有用的方法。6、鋼筋籠傾斜的預(yù)防措施。初始安放鋼筋籠的位置要準(zhǔn)確，安放后要與孔口周定在一起。為了防止鋼筋籠上下浮動(dòng)，應(yīng)采取可行的辦法將其緊固。灌注時(shí)，要控制好灌注的速率，以防鋼筋籠出現(xiàn)向上浮動(dòng)的現(xiàn)象，當(dāng)混凝土的頂面與骨架底面的距離大約為1m時(shí)，應(yīng)該減小灌注的速率。當(dāng)混凝土澆筑到距離骨架底面4m以上時(shí)，應(yīng)提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管的底部位于骨架底面2m以上的位置，然后繼續(xù)進(jìn)行灌注。7、斷樁的預(yù)防措施。成孔后要認(rèn)真仔細(xì)的進(jìn)行清理，根據(jù)孔內(nèi)沉渣的多少確定清孔的時(shí)間。樁孔清理之后要盡早進(jìn)行灌注，防止空置時(shí)間太久出現(xiàn)沉渣等問(wèn)題。在灌注之前，根據(jù)孔徑計(jì)算出所需要的混凝土量及首次灌注量。要嚴(yán)格控制好混凝土的運(yùn)輸、待灌時(shí)間，灌注開(kāi)始后，整個(gè)過(guò)程應(yīng)連續(xù)、迅速的進(jìn)行，應(yīng)有充足的混凝土，保證混凝土在初凝時(shí)間內(nèi)能夠連續(xù)進(jìn)行灌注。另外還應(yīng)該增強(qiáng)導(dǎo)管密封性，導(dǎo)管長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)混凝土的上升高度進(jìn)行調(diào)整。、鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。頒布的公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量作了嚴(yán)格的