鉆孔灌注樁施工質量缺陷及處理

1、鉆孔灌注樁施工質量缺陷及處理摘要:鉆孔灌注樁在基礎工程中已得到廣泛應用。但由于地質條件復雜、所用設備優(yōu)劣、施工水平差異等原因，鉆孔灌注樁成樁后或鉆孔過程中往往會出現(xiàn)樁身混凝土離淅松散、裂縫、夾泥、斷樁和樁位位移等問題。文章根據(jù)施工中發(fā)生事件闡述了相應的處理措施。隨著我國交通基礎設施建設的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域。但灌注樁屬于隱蔽工程，大部分是在水下進行的，影響灌注樁施工質量的因素很多，質量檢查也比較困難，因此對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須嚴格要求，稍有不慎或措施不嚴就會在灌注中產(chǎn)生質量缺陷，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程幾種缺陷樁的形成與處治措施，并詳細介紹了鉆孔灌注樁斷樁處理過程中的取芯、清淤、壓漿、驗證等具體做法。關鍵詞：鉆孔灌注樁質量缺陷預防措施前言在橋梁結構中，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式，以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點，被廣泛地應用于公路橋梁及其他領域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質量的因素較多，對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須嚴格要求，對各種影響因素必須詳細考慮。如地質因素、鉆孔工藝、護壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不當，就會在灌注中產(chǎn)生質量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報廢，給國家財產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期，并對整個工

3、程質量產(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、斷樁斷樁是嚴重的質量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應的對策，預防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個方面：(1)灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標高出現(xiàn)錯誤，導致導管埋深過小，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，超壓力不大或探測儀器不精確時，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴格按照規(guī)程用規(guī)定的測身錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導管不出

4、現(xiàn)失誤。(2)在灌注過程中，導管的埋置深度是一個重要的施工指標。導管埋深過大，以及灌注時間過長，導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加上導管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管，在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產(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(有的機械配料不及時校核)隨意性大，責任心差，造成混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導管，都會導致卡管事故，造成斷樁。所以嚴格控制

5、混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類斷樁的重要措施。(4)坍塌。因工程地質情況較差，施工單位組織施工時重視不夠，有甚者分包或轉包，施工者談不上有什么經(jīng)驗，在灌注過程中，井壁坍塌嚴重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質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大的比例，較為嚴重。而且位置深、難處理，是導致工期無限延期及經(jīng)濟上大量浪費的重要因素之一。(5)另外，導管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應認真對待灌注前的準備工作，這對保證樁基的質量很重要。2、縮頸在鉆孔過程中，由于鉆錐磨損或焊補不及時，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。在澆筑混凝土過程中，導管脫離混凝土面，泥水進入導管中，造成樁身夾泥或斷樁。造成導管拔空的主要原因是施工人員操作失誤，過量上拔導管所致。解決措施：當發(fā)現(xiàn)導管拔空時，應迅速將導管插入到混凝土中，利用小型水泵或小口徑抽水設備，將導管中泥水抽出，再繼續(xù)澆灌混凝土；迅速提出導管，重新設隔水球灌注混凝土，在隔水球沖出導管后，應將導管繼續(xù)下降，直到導管不能插入時再少許提升導管，繼續(xù)澆灌混凝土。3、灌注時發(fā)生井壁坍落成孔后灌注水下混凝土時發(fā)生坍孔現(xiàn)象，若坍塌不止,應將導管拔出，以粘土回填重新成孔；輕微坍落在施工中不易被察覺，聲測時發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂現(xiàn)象。根據(jù)實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、鉆孔灌注樁主要質量缺陷的常用處理方法鉆孔樁灌注樁成樁后質量缺陷主要有壓漿補強法、樁身搭接法、重新成樁法和補加新樁法等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題時，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高）。（4）重新灌注的混凝土常選用高于原標號的混凝土。（5）按要求進行養(yǎng)護，達到規(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，一是灌注樁樁長低于設計長度或者樁體底部的沉渣比較厚：準備工作：準備鉆機等機具，整理場地，確保鉆機能有平穩(wěn)的施工場地。鉆孔：鉆孔時要時刻保持鉆機的平衡，作業(yè)人員要不斷的對鉆機位置進行校正，防止樁孔偏移不能達到樁體底部。底部清淤：鉆機鉆進樁體底部后，陸續(xù)會有沉渣流出，要及時將其清除掉。在進行注漿前，要不斷的清理柱底淤泥。注漿：計算出壓漿時需要的水泥量，然后按高標號的規(guī)格進行水泥漿配制。注漿時，孔口壁要進行密封，防止水泥漿溢出（允許少量水泥漿、清水流出），直至無法繼續(xù)壓注。二是灌注樁局部出現(xiàn)蜂窩及離析現(xiàn)象，可按下列步驟進行操作：鉆孔-清孔-埋設注漿管-壓水試驗-制漿

9、、注漿-封孔。3、補樁法。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有達到設計要求，補樁法能夠有效增強樁體的荷載承載力。補樁法具體做法：在樁體的兩側再澆筑兩個灌注樁，頂高和原樁體的設計標高相同，然后再用連系梁將樁體連在一起，讓三個樁體一起承受荷載。4、直接鑿除法。即在施工與檢測時，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，然后再灌注一個新的樁體。該方法難度較大且耗費的時間與費用多，但相對來說，樁體整體性較好，沒有病害殘留，這種方法多用在高速公路等重要路段的建設過程。5、增大截面法。如果灌注樁存在樁體位置偏移過大或上部樁體出現(xiàn)縮徑等問題，導致樁體的承載能力無法達到設計要求時通常

10、使用增大截面法進行處理。例如某個地區(qū)的一級公路改建項目，路基基礎為鉆孔灌注樁，樁的標高為25m,樁徑為1.5m,經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)在樁體在45m間存在缺陷，處理缺陷的具體辦法：（1）準備工作:依據(jù)缺陷所處位置來制定有效的計劃，初步設計，計算出截面尺寸及配筋情況等，保證經(jīng)過處理的樁體能達到設計承載力要求。（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，直到能看見新鮮的混凝土層。（3）植筋工作：在樁體缺陷的上下兩側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，當植筋達到規(guī)定強度時使用鋼筋沿垂直和水平方向將植筋焊接在一起，連成整體。（4）支模及灌注工作：當植筋滿

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)護至規(guī)定齡期，拆模。加固28天后，驗算其承載能力是否達到了設計要求。6、補加新樁法。灌注樁的樁身缺陷非常嚴重或者樁體的傾斜度遠遠超出了誤差范圍，且在場地允許情況下適宜這種方法。補加新樁體之后單樁承臺成為二樁承臺、二樁承臺成為三樁承臺。施工方法相同，且在施工過程不可損害到周圍樁體。例如在進行鉆孔時，地下水豐富，孔壁垮塌，掩埋鉆頭，采取回填樁孔，在鉆孔過程中，埋設鋼護筒加固孔壁，打撈鉆頭，最終鉆頭無取回。通過業(yè)主、設計、監(jiān)理研究后，取消該樁孔，重新加樁，也就是補加新樁法。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，灌注樁存在嚴重夾泥

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0-1-4#在進行水下碎灌注時，突遇雷雨天氣，施工專用電線停止供電，而當時雷電異常，為了保證施工人員人身安全，經(jīng)請示監(jiān)理工程師同意，停止施工。此時該樁基已灌注完成24m,剩余樁身6m未完成。按照規(guī)范要求對已經(jīng)灌注完成的24m碎樁采用聲波透視法檢測進行，無質量問題。對未灌注完成的樁孔，考慮到該樁上半部分采用人工挖孔，護壁在鉆孔過程中未造成破壞，故采用樁身搭接。采用人工挖孔，使用風鎬分層鑿除樁頂上面的浮漿,按照具體要求進行鑿除。層厚為0.30.5m，通常從中間開始鑿起，然后沿著樁徑進行鑿孔，禁止采用爆破手段。鑿除時，不可破壞到鋼

13、筋。若鋼筋籠不符合要求，則應及時更換滿足要求的鋼筋籠，除預留的搭接筋外，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計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)生嚴重偏移的灌注樁，因為一些客觀原因無法采取其它的處理方法，重新成樁法是利用沖擊設備將廢樁沖除，再重新灌注樁體的方法。使用沖擊鉆進行沖樁，鉆徑通常要比廢樁的直徑大510cm避免沖樁時鉆頭被鋼筋籠卡住。沖擊錘的質量大于5000kg，多是采用6翅錘頭，在進行沖擊時一般先是大約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，當灌注到14m時發(fā)生導管阻塞，提升碎導管，導致導管漏氣，出現(xiàn)斷樁。因樁孔很深，又緊挨河流，滲水現(xiàn)象嚴重，只好重新成樁。在進行沖除前，應使用強度大于30Mpa的片石將樁孔填滿，并用沖擊錘將其夯實，然后再進行沖樁，為了提高沖擊力及沖擊速率，沖擊時最好使用密度較低的泥漿，并不斷地進行泥漿沉淀循環(huán)和掏渣換漿工作。泥漿相對密度以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程中適當拋加粘土塊用以護壁防止塌孔。三、鉆孔灌注樁質量缺陷的預防措施1 、對于樁身存在嚴重缺陷或缺陷部位深度較大者，或者樁身嚴重位移、傾斜，同時由于客觀條件

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。沖擊錘質量不小于5000kg,宜使用6翅錘頭，沖擊時應先采用2m左右的沖程，以起到?jīng)_擊破碎和向外擠壓的作用。2 、底部沉渣過厚的預防措施。在施工過程中當灌注樁成孔以后，應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，確保清孔的時間不小于20分鐘。施工過程中要控制好泥漿的密度等指標。吊放鋼筋籠的整個過程中，樁中心和籠中心應該始終保持在一條線上，且應防止碰觸孔壁，產(chǎn)生沉渣。清孔之后要盡可能減小待灌的時間，防止因泥漿沉積而導致沉渣較厚

16、。灌注時，導管底部距樁孔底部應為3040mm且首次灌注混凝土的儲備量要充足，首次灌注量可根據(jù)相應規(guī)范進行計算，導管應一次伸入到混凝土面以下1m以上位置，依靠混凝土強大的沖擊力將底部沉渣擠出，達到消除孔底沉渣的目的。3、護筒失效的預防措施。用粘土對護筒進行加固，如果漏水情況很嚴重，要及時將其拔除，回填以后再進行埋設；埋設鋼護筒時，應將其埋設深一點，這樣能夠有效提高護筒的穩(wěn)定性及抗沖刷能力；若護筒不易下沉，則可以通過提高泥漿的密度等來改善泥漿，然后在進行鉆孔；如果護筒變形，應依據(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、樁孔傾斜的預防措施。在鉆孔前預控、在鉆孔過程時時監(jiān)控。在鉆孔期間

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

18、有用的方法。6、鋼筋籠傾斜的預防措施。初始安放鋼筋籠的位置要準確，安放后要與孔口周定在一起。為了防止鋼筋籠上下浮動，應采取可行的辦法將其緊固。灌注時，要控制好灌注的速率，以防鋼筋籠出現(xiàn)向上浮動的現(xiàn)象，當混凝土的頂面與骨架底面的距離大約為1m時，應該減小灌注的速率。當混凝土澆筑到距離骨架底面4m以上時，應提升導管，使導管的底部位于骨架底面2m以上的位置，然后繼續(xù)進行灌注。7、斷樁的預防措施。成孔后要認真仔細的進行清理，根據(jù)孔內(nèi)沉渣的多少確定清孔的時間。樁孔清理之后要盡早進行灌注，防止空置時間太久出現(xiàn)沉渣等問題。在灌注之前，根據(jù)孔徑計算出所需要的混凝土量及首次灌注量。要嚴格控制好混凝土的運輸、待灌時間，灌注開始后，整個過程應連續(xù)、迅速的進行，應有充足的混凝土，保證混凝土在初凝時間內(nèi)能夠連續(xù)進行灌注。另外還應該增強導管密封性，導管長度應根據(jù)孔內(nèi)混凝土的上升高度進行調(diào)整。、鉆孔灌注樁的質量控制鉆孔灌注樁的施工質量直接影響到上部結構的穩(wěn)定與安全。頒布的公路工程質量檢驗評定標準對鉆孔灌注樁的質量作了嚴格的