鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量事故及防范措施

/鉆孔灌注樁施工中的質(zhì)量事故及防范措施摘要：摘要：鉆孔灌注樁是工程中常用的基礎(chǔ)形式，其成樁質(zhì)量對工程平安有著至關(guān)重要的作用。本文簡要分析鉆孔灌注樁施工過程中可能存在的幾種質(zhì)量問題以及相應(yīng)的防范措施，旨在為類似工程供應(yīng)借鑒。關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁施工質(zhì)量事故防范一、前言鉆孔灌注樁是民用和工業(yè)建筑廣泛應(yīng)用的一種基礎(chǔ)形式，具有適應(yīng)性強(qiáng)、施工操作簡潔、設(shè)備投入不大等優(yōu)點(diǎn)。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進(jìn)行，其施工過程無法干脆視察，成樁后也不能進(jìn)行干脆開挖驗(yàn)收，它又是最簡潔出現(xiàn)質(zhì)量問題的一種基礎(chǔ)形式。分析鉆孔灌注樁在施工過程中可能發(fā)生的事故，進(jìn)行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量，確?；A(chǔ)工程平安的重要措施[1-10]。本文依據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)和施工閱歷，簡要分析鉆孔灌注樁施工過程中可能存在的幾種質(zhì)量問題以及相應(yīng)的防范措施，旨在為類似工程供應(yīng)借鑒。二、無套管施工法中孔壁坍塌及對策無套管灌注樁施工過程中由于土壤的持力層發(fā)生變更等緣由，將會(huì)出現(xiàn)因漏水、漏漿等導(dǎo)致的孔壁坍塌的質(zhì)量事故。鉆進(jìn)過程中，如發(fā)覺排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。依據(jù)對此類問題的分析，發(fā)覺造成施工事故的緣由主要在于：①護(hù)筒的長度不夠，護(hù)筒變形或形態(tài)不合適；②保持的水頭壓力不夠；③地下水位有較高的承壓力；④在礫石層等處有滲流水或者沒水，孔中出現(xiàn)跑水現(xiàn)象；⑤泥漿的容重及濃度不足；⑥成孔速度太快，在孔壁中來不及形成泥膜；⑦用造孔機(jī)械在護(hù)筒底部造孔時(shí)觸動(dòng)了孔四周的土壤；⑧沉放鋼筋時(shí)，碰撞了孔壁，破壞了泥膜及孔壁；⑨造孔機(jī)械的機(jī)械力過大，致使護(hù)筒和土層之間的粘著力減弱；針對這種問題，應(yīng)實(shí)行的相應(yīng)處理措施為：施工現(xiàn)場在埋設(shè)灌注樁的護(hù)筒時(shí)，坑地和四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)，必需留意保持護(hù)筒安裝垂直，在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔，使護(hù)筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。當(dāng)發(fā)覺地基有地下水時(shí)，應(yīng)密切留意是否夾有不透水層。當(dāng)下層的承壓地下水的水頭比下層的地下水位高時(shí)，必需能保持足夠的泥水壓力，在施工前的地質(zhì)狀況勘測中，確定要求給出地下水的壓力、出水量、水流方向等要素條件。泥漿的比重以1.02~1.08左右為宜。另外，在成孔時(shí)，假如遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時(shí)，應(yīng)考慮是否改成其他施工方法。當(dāng)中斷成孔作業(yè)時(shí)，要著重監(jiān)視漏水、跑漿的狀況。在反循環(huán)鉆孔法的成孔施工中，鉆孔速度不宜過快，假如孔壁未形成有效泥漿膜，施工中將易出現(xiàn)孔壁坍塌的質(zhì)量事故。成孔速度應(yīng)依據(jù)地質(zhì)狀況并參照相應(yīng)規(guī)范選取，對于淤泥質(zhì)等特殊軟弱的地質(zhì)，假如成孔速度過快，造孔的樁孔將很不規(guī)則，對于砂、砂礫等土層若成孔速度過快，會(huì)產(chǎn)生樁的徑向搖擺，而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象，在現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)覺，孔中水的向下流速超過12m/min，在負(fù)壓的作用下，孔壁特殊簡潔發(fā)生坍塌現(xiàn)象。為避開此類問題的發(fā)生，在施工中，要求施工人員要嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行施工，深化理解設(shè)計(jì)意圖是確保成功施工的關(guān)鍵因素，塌孔的樁孔應(yīng)剛好回填，當(dāng)?shù)貙映尸F(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)后，應(yīng)適當(dāng)?shù)耐Ｖ?~5天后再度施工為宜。在鋼筋籠的沉放過程中，多接受邊沉樁邊射水?dāng)嚢璧氖┕し绞?，然后用空氣升液法、砂泵等設(shè)備抽出攪混的泥漿，同時(shí)，要留意避開射水壓力過大，破壞鉆孔的完整。三、縮頸縮頸是鉆孔灌注樁最常見的質(zhì)量問題，主要由于樁周土體在樁體澆注過程中產(chǎn)生的膨脹造成。針對這種狀況，應(yīng)接受優(yōu)質(zhì)泥漿，降低失水量。成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時(shí)間內(nèi)，孔壁形成泥皮，則孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹?；蛟趯?dǎo)正器外側(cè)焊接確定數(shù)量的合金刀片，在鉆進(jìn)或起鉆時(shí)起到掃孔作用。另外，可接受上下反復(fù)掃孔的方法，以擴(kuò)大孔徑。四、鋼筋籠上浮用全套管法成孔后，在澆筑混凝土?xí)r，有時(shí)鋼筋籠會(huì)發(fā)生上浮，其緣由及相應(yīng)對策如下：①套管底部內(nèi)壁黏附砂漿或土粒，由于管的變形，使內(nèi)壁產(chǎn)生凹凸不平，在拔出套管時(shí)，將鋼筋籠帶上來。此時(shí)，應(yīng)留意在成孔前，必需首先檢查最下部的套管內(nèi)壁，當(dāng)積累大量粘著物時(shí)，確定要?jiǎng)偤们謇怼Ｈ绱_認(rèn)有變形，必需進(jìn)行修補(bǔ)，待成孔結(jié)束時(shí)，可用張大錘式抓斗，使其反復(fù)升降幾次，以敲掉殘余在管內(nèi)壁上的土砂，確?？椎姿?。②當(dāng)鋼筋籠的外徑及套管內(nèi)壁之間的間隙太小，有時(shí)套管內(nèi)壁和箍筋之間夾有粗骨料時(shí)，會(huì)發(fā)生鋼筋上出現(xiàn)象，出現(xiàn)這種問題處理的方法是，使箍筋和套管內(nèi)壁之間的間隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。③鋼筋籠自身彎曲，鋼筋籠之間的接點(diǎn)不好、彎曲，箍筋變形脫落，套管傾斜等，使得鋼筋和套管內(nèi)壁的接觸過于緊密時(shí)，也將造成鋼筋籠上浮。在處理此類問題時(shí)，應(yīng)留意提高鋼筋籠加工、組裝的精度，防止鋼筋籠在運(yùn)輸工程中的碰撞等因素引起的變形。在沉放籠時(shí)要確認(rèn)鋼筋籠的軸向精確度等，不得使鋼筋籠自由墜落到樁孔中，不得敲打鋼筋籠的頂部，在貫入套管時(shí)，必需留意汽錘制度。④由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆注時(shí)間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土和鋼筋籠有確定的握裹力，如此時(shí)導(dǎo)管底端未剛好提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以確定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上升。當(dāng)此類現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，應(yīng)立刻停止灌注混凝土，并精確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上出現(xiàn)象即可消逝。⑤鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流淌性過小，導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升。鋼筋籠初始位置應(yīng)定位精確，并和孔口固定堅(jiān)實(shí)。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流淌性變小，混凝土接近籠時(shí)，限制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。⑥除此之外，在澆筑混凝土之前，確定要將套管稍稍往上提一點(diǎn)，以確認(rèn)鋼筋籠是否存在上出現(xiàn)象。五、樁底沉渣量過多清孔是灌注樁施工中保證成樁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，通過清孔應(yīng)盡可能的使樁孔中的沉渣全部清除，使混凝土和巖基結(jié)合完好，提高樁基的承載力。施工中發(fā)生樁底沉渣的主要緣由及處理的措施如下：①樁底的沉渣過多主要由于施工中違犯操作規(guī)定，清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔造成的；施工中應(yīng)保證灌注樁成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘，然后將錘式抓斗慢慢放入孔底，抓出孔底的沉渣。②當(dāng)運(yùn)用的泥漿比重過小或泥漿注入量不足時(shí)，樁底的沉渣浮起困難，沉渣將積累在樁底，影響樁和地基的結(jié)合。工程中需接受性能較好的泥漿，限制泥漿的比重和粘度，不能用清水進(jìn)行置換。③鋼筋籠吊放過程中，假如鋼筋籠的軸向位置未對準(zhǔn)孔位，將會(huì)發(fā)生碰撞孔壁的事故，孔壁的泥土?xí)湓跇兜祝灰虼?，鋼筋籠吊放時(shí)，務(wù)使鋼筋籠的中心和樁中心保持一樣，避開碰撞孔壁。在鋼筋籠的加工工藝上，可選用冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，削減空孔時(shí)間，從而削減沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求，則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，運(yùn)用方法是用空氣升液排渣法或空吸泵反循環(huán)法。這種方法是用已有的空吸泵、空壓機(jī)，在導(dǎo)管上備有承接管，它無需特殊設(shè)備，在任何施工方法中均可接受。④清孔后，待灌時(shí)間過長，致使泥漿沉積。起先灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30-40mm，應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量，使導(dǎo)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(dá)到清除孔底沉渣的目的。六、導(dǎo)管進(jìn)水在澆注混凝土過程中，有時(shí)會(huì)發(fā)生由于過量上提導(dǎo)管，使接頭部分產(chǎn)生漏水等狀況，將造成混凝土離析、流淌等質(zhì)量事故，在樁身上留下致命的質(zhì)量隱患。因此要嚴(yán)格施工管理，不得發(fā)生泥漿水進(jìn)入導(dǎo)管的質(zhì)量事故。一旦生發(fā)上述事故，可實(shí)行如下的處理措施：澆筑混凝土之前，若發(fā)覺導(dǎo)管口出現(xiàn)漏水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立刻提起到導(dǎo)管進(jìn)行檢查，對漏水部位進(jìn)行嚴(yán)格的防水處理后，再重新放入樁孔中，建筑混凝土。在任何狀況下，都應(yīng)當(dāng)盡可能的將導(dǎo)管底部深深的埋在混凝土中，當(dāng)發(fā)覺導(dǎo)管上提明顯過量時(shí)，應(yīng)快速將導(dǎo)管插到混凝土中，利用小型水泵或小口徑的抽水設(shè)備，將導(dǎo)管中的水抽到之后，再接著澆筑混凝土。七、斷樁由于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。造成緣由及防治措施如下：①施工中若發(fā)生導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn)，則混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體和基巖之間被不凝固的混凝土填充。為避開質(zhì)量事故的發(fā)生，樁孔鉆成后，必需細(xì)致清孔，一般是接受沖洗液清孔，沖孔時(shí)間應(yīng)依據(jù)孔內(nèi)沉渣狀況而定，沖孔后要?jiǎng)偤霉嘧⒒炷?，避開孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。這就要求在灌注混凝土前，應(yīng)細(xì)致進(jìn)行孔徑測量，精確算出全孔及首次混凝土灌注量。②有時(shí)受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?，沖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。在地下水活動(dòng)較大的地段，事先要用套管或水泥進(jìn)行處理，止水成功后方可灌注混凝土。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)依據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定，嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)依據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上上升度而定，切勿起拔過多。③在澆注混凝土?xí)r，由于導(dǎo)管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等緣由造成夾渣，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。施工中應(yīng)明確規(guī)定，混凝土澆注過程中，一旦起先澆筑工序，確定要連續(xù)完成改作業(yè)，確保在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)連續(xù)澆注，在灌注混凝土過程中應(yīng)避開停電、停水。并隨時(shí)限制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要精確牢靠，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。④施工中還會(huì)發(fā)生澆注混凝土?xí)r，沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而接受從孔口干脆倒入的方法灌注混凝土，產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬，個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。因此，施工要求中要嚴(yán)格確定混凝土的協(xié)作比，使混凝土有良好的和易性和流淌性，坍落度損失亦滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量，避開埋下質(zhì)量事故的隱患。八、鉆孔內(nèi)的有害氣體由于地質(zhì)構(gòu)造或其他特殊緣由，在灌注樁的成孔過程中，發(fā)覺樁孔中產(chǎn)生沼氣、自然氣、硫化氫等有害氣體，全套管施工中，當(dāng)須要在孔口旁邊進(jìn)行焊接鋼筋骨架時(shí)，焊接的電火花會(huì)點(diǎn)燃樁孔內(nèi)可燃性氣體而發(fā)生爆炸的質(zhì)量事故。為避開上述事故的發(fā)生，在進(jìn)行焊接作業(yè)前，首先利用有害氣體探測器或火繩等檢查樁孔中是否存在有害氣體，一般狀況下，樁孔中的可燃?xì)怏w，應(yīng)用注水法解除孔中的有害氣體；當(dāng)氣體量較少時(shí)，也可以利用火繩等將有害氣體燃燒掉。九、結(jié)語本文依據(jù)作者多年來從事鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)和施工閱歷，分析了影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的幾種因素，包括孔壁坍塌、縮頸、鋼筋籠上浮、樁底沉渣、導(dǎo)管進(jìn)水、斷樁、鉆孔內(nèi)有害氣體，并提出了相應(yīng)的防范和處