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、施工操作簡單、設(shè)備投入不大等優(yōu)點。但是由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進行,其施工過程無法直接觀察,成樁后也不能進行直接開挖驗收,它又是最容易出現(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,進行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量,確?;A(chǔ)工程安全的重要措施。根據(jù)多年來從事鉆孔灌注樁設(shè)計和施工經(jīng)驗,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,旨在為類似工程提供借鑒。
一、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)生變化等原因,將會出現(xiàn)因漏水、漏漿等導(dǎo)致的孔壁坍塌的質(zhì)量事故。鉆進過程中,如發(fā)現(xiàn)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。根據(jù)對此類問題的分析,發(fā)現(xiàn)造成施工事故的原因主要在于:
①護筒的長度不夠,護筒變形或形狀不合適;
?、诒3值乃^壓力不夠;
?、鄣叵滤挥休^高的承壓力;
?、茉诘[石層等處有滲流水或者沒水,孔中出現(xiàn)跑水現(xiàn)象;
?、菽酀{的容重及濃度不足;
?、蕹煽姿俣忍欤诳妆谥衼聿患靶纬赡嗄?;
⑦用造孔機械在護筒底部造孔時觸動了孔周圍的土壤;
?、喑练配摻顣r,碰撞了孔壁,破壞了泥膜及孔壁;
?、嵩炜讬C械的機械力過大,致使護筒與土層之間的粘著力減弱;
針對這種問題,應(yīng)采取的相應(yīng)處理措施為:
施工現(xiàn)場在埋設(shè)灌注樁的護筒時,坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實,必須注意保持護筒安裝垂直,在護筒的適當(dāng)高度開孔,使護筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)地基有地下水時,應(yīng)密切注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,必須能保持足夠的泥水壓力,在施工前的地質(zhì)情況勘測中,一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,如果遇到礫石層等土層產(chǎn)生大量漏漿時,應(yīng)考慮是否改成其他施工方法。
當(dāng)中斷成孔作業(yè)時,要著重監(jiān)視漏水、跑漿的情況。
在反循環(huán)鉆孔法的成孔施工中,鉆孔速度不宜過快,如果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)根據(jù)地質(zhì)情況并參照相應(yīng)規(guī)范選取,對于淤泥質(zhì)等非常軟弱的地質(zhì),如果成孔速度過快,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,會產(chǎn)生樁的徑向擺動,而發(fā)生孔壁坍塌現(xiàn)象,在現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)現(xiàn),孔中水的向下流速超過12m/min,在負壓的作用下,孔壁非常容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象。
為避免此類問題的發(fā)生,在施工中,要求施工人員要嚴格按施工規(guī)范進行施工,深入理解設(shè)計意圖是確保成功施工的關(guān)鍵因素,塌孔的樁孔應(yīng)及時回填,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,多采用邊沉樁邊射水?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,要注意避免射水壓力過大,破壞鉆孔的完整。
二、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。針對這種情況,應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿,降低失水量。成孔時,應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段時間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹。或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片,在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。另外,可采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴大孔徑。
三、鋼筋籠上浮
用全套管法成孔后,在澆筑混凝土?xí)r,有時鋼筋籠會發(fā)生上浮,其原因及相應(yīng)對策
?、偬坠艿撞績?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,將鋼筋籠帶上來。此時,應(yīng)注意在成孔前,必須首先檢查最下部的套管內(nèi)壁,當(dāng)堆積大量粘著物時,一定要及時清理。如確認有變形,必須進行修補,待成孔結(jié)束時,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,確保孔底水平。
?、诋?dāng)鋼筋籠的外徑及套管內(nèi)壁之間的間隙太小,有時套管內(nèi)壁與箍筋之間夾有粗骨料時,會發(fā)生鋼筋上浮現(xiàn)象,出現(xiàn)這種問題處理的方法是,使箍筋與套管內(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,鋼筋籠之間的接點不好、彎曲,箍筋變形脫落,套管傾斜等,使得鋼筋與套管內(nèi)壁的接觸過于緊密時,也將造成鋼筋籠上浮。在處理此類問題時,應(yīng)注意提高鋼筋籠加工、組裝的精度,防止鋼筋籠在運輸工程中的碰撞等因素引起的變形。在沉放籠時要確認鋼筋籠的軸向準確度等,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,必須注意汽錘制度。