淺析沖孔灌注樁在施工中常見問(wèn)題及處理措施

1、副高級(jí)職稱論文題 目：淺析沖孔灌注樁在施工中常見問(wèn)題及處理措施姓 名：李正虎工作單位：云南第二公路橋梁工程公司2014年 4月 8日淺析沖孔灌注樁在施工中常見問(wèn)題及處理措施摘 要：沖孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型，是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)機(jī)械沖孔，在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。近年來(lái)，由于國(guó)家實(shí)施“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略，云南省高速公路進(jìn)入了大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，云南山區(qū)高速公路具有地形起伏變化大，水文地質(zhì)條件復(fù)雜，氣候因素多變，人均耕地稀缺等特點(diǎn)，故大橋、特大橋在公路建設(shè)中所占比例較大，沖孔灌注樁等樁基工程較多。橋梁沖孔灌注樁屬于隱蔽工程，沖孔、灌注混凝土都是在水下進(jìn)

2、行，影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,本文結(jié)合云南省普立（滇黔界）至宣威高速公路第十合同段橋梁樁基工程施工實(shí)踐，針對(duì)沖孔灌注樁及水下灌注混凝土施工常見的問(wèn)題進(jìn)行淺析，并提出相應(yīng)預(yù)防措施及處理方法。關(guān)鍵詞：沖孔灌注樁常見質(zhì)量問(wèn)題；預(yù)防措施；處理方法一、沖孔過(guò)程出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題及處理措施(一)護(hù)筒冒水（漿）：護(hù)筒外壁冒水，嚴(yán)重的會(huì)引起地基下沉，護(hù)筒傾斜和移位，造成孔位偏斜，甚至無(wú)法施工。造成原因 ：1、埋設(shè)護(hù)筒的周圍不密實(shí)；2、護(hù)筒埋置深度不足；3、沖錘起落時(shí)碰撞鋼護(hù)筒。防治措施：1、埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，坑底與護(hù)筒四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)；2、護(hù)筒的埋置深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或樁位處的水文地質(zhì)情況確定

3、，一般情況埋置深度宜為24m，特殊情況應(yīng)加深以保證沖孔和灌注混凝土的順利進(jìn)行。有沖刷影響的河床，應(yīng)沉入局部沖刷線以下不小于1、01、5m； 3、 沖頭起落時(shí)，應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。處理方法 ： 1、 發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí)，應(yīng)立即停止沖孔，用粘土在護(hù)筒四周填實(shí)加固，若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí)，則應(yīng)重新定位后安裝護(hù)筒。（二）掉沖、落物：造成原因：1、因?yàn)殇摾K 、鋼繩與沖錘之間的連接承受不了自重，使接頭脫落、斷裂所至；2、鋼絲繩過(guò)度陳舊，斷絲太多，未及時(shí)更換；3、操作不慎，落入扳手、撬棍等物。防治措施：1、加強(qiáng)接頭連接質(zhì)量檢查，加強(qiáng)鋼繩質(zhì)量檢查，每使用一次就全面仔細(xì)檢查一次，避免有鋼繩斷絲或質(zhì)量不過(guò)關(guān)的沖錘用于施工

4、中；2、沖進(jìn)施工過(guò)程應(yīng)采用中低揚(yáng)程、中低速?zèng)_進(jìn)，嚴(yán)禁大揚(yáng)程、高速?zèng)_進(jìn)。處理方法：1、如果不慎發(fā)生掉沖事故，可采用偏心鉤打撈，速度快，成功率高；打撈要及時(shí)，不可耽擱，以免孔壁不牢，出現(xiàn)塌孔，故現(xiàn)場(chǎng)需備用好偏心鉤，以防萬(wàn)一；2、零星鐵件可用電磁鐵吸取。（三）塌孔：造成原因：1、孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散，泥漿護(hù)壁不好；2、鋼護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位較低；3、沖進(jìn)速度過(guò)快、空沖時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、成孔后待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷；4、提沖錘、下鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁；5、護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)。防治措施：1、在松散易坍的土層中，適當(dāng)埋深護(hù)筒；2、用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周，使用優(yōu)質(zhì)的

5、泥漿， 提高泥漿的比重和粘度；3、保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位；4、 搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí)，應(yīng)防止變形，安放要對(duì)準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間，在保證施工質(zhì)量的情況下，盡量縮短灌注時(shí)間。處理方法：1、當(dāng)遇到坍塌量較小時(shí)，可在泥漿中加適量水泥，增大泥漿比重及其護(hù)壁效果；2、當(dāng)遇坍塌量較大時(shí)， 可采用粘土或碎石回填后重新沖孔。（四）縮頸 ：縮頸即實(shí)際孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。造成原因：1、軟土層受地下水影響和周邊車輛振動(dòng)；2、塑性土膨脹，造成縮孔；3、沖錘磨損過(guò)甚，焊補(bǔ)不及時(shí)。防治措施：1、在軟塑土地層采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁，降低失水量；2、成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過(guò)

6、，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；3、及時(shí)焊補(bǔ)沖錘，或在其外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片，在沖進(jìn)或起沖時(shí)起到掃孔作用。處理方法：1、 如出現(xiàn)縮頸，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。（五）成孔偏斜：成孔壁樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。造成原因：1、施工現(xiàn)場(chǎng)不平整，不堅(jiān)實(shí)，地面軟弱或軟硬不均勻，沖樁機(jī)安裝不平整或沖進(jìn)過(guò)程發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致樁孔偏斜；2、沖進(jìn)過(guò)程中 遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時(shí)，沖擠巖層時(shí)巖層受力不均，造成偏孔；3、 錘偏心過(guò)大或掉齒；4、施工檢測(cè)控制不到位。防治措施：1、先將場(chǎng)地夯實(shí)平整，軌道及枕木宜均勻著地，支架的承載力應(yīng)滿足要求，在發(fā)生不均勻沉降時(shí)

7、，必須隨時(shí)調(diào)整；2、沖孔機(jī)就位時(shí)，應(yīng)底座水平，并使鋼繩、沖錘和樁中心在同一垂直線上；3、不使用偏心過(guò)大的錘；定時(shí)檢查沖錘，發(fā)現(xiàn)錘齒磨損嚴(yán)重時(shí)及時(shí)更換。處理方法：1、沖孔偏斜較小時(shí)，可提起沖錘，上下反復(fù)掃沖幾次，以便削去硬土；2、若偏移較嚴(yán)重時(shí)，可向樁孔內(nèi)回填塊石和粘土塊至偏孔處0、5m以上，然后用低錘密沖，反復(fù)矯正，可收到較理想的效果（六）孔底沉渣量過(guò)多：對(duì)摩擦樁來(lái)說(shuō)，由于其受力機(jī)理是通過(guò)樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力，逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設(shè)計(jì)中端部反力不大，端部的沉渣量對(duì)樁承載力亦影響不大；而對(duì)于端承樁來(lái)說(shuō)，如果沉渣量過(guò)大，勢(shì)必造成樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，同樣使樁的

8、承載力失效，因此沖孔灌注樁的沉渣量檢查是施工控制中的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。造成原因：1、檢查不夠認(rèn)真，清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔；2、泥漿比重過(guò)小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起；3、鋼筋籠吊放過(guò)程中，未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；4、清孔后，待灌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使泥漿沉積。防治措施：1、加強(qiáng)對(duì)沉淀層的檢查力度，提高質(zhì)量意識(shí)；2、成孔后，采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不應(yīng)直接采用清水進(jìn)行泥漿置換；3、鋼筋籠吊放時(shí)，使鋼筋籠的中心與樁中心保持 一致，避免碰撞孔壁?？刹捎弥甭菁y套筒連接工藝加快對(duì)接鋼筋籠連接速度，減少空孔時(shí)間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過(guò)規(guī)范要求，則應(yīng)

9、利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求；4、開始灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管底部至孔底的距離宜 為30cm50cm，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)到消除孔底沉渣的目的。二、 水下混凝土灌注施工問(wèn)題及處理措施(一)堵管：水中灌注混凝土過(guò)程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去的現(xiàn)象。 造成原因： 1、初灌時(shí)，隔水栓堵管；2、混凝土和易性、流動(dòng)性、工作性較差造成離析，混凝土中粗骨料粒徑過(guò)大； 3、各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在導(dǎo)管中停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而堵管，造成混凝土離析等。防治措施：1、使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同

10、時(shí)具有良好的隔水性能；或采用隔水蓋板或插板蓋住導(dǎo)管頂部，封底時(shí)拉起蓋板或抽出插板即可；2、在混凝土灌注時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應(yīng)實(shí)驗(yàn)室確定，坍落度宜為18cm-22cm； 3、應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓，試水壓力為0、6 Mpa -1、0Mpa，以避免導(dǎo)管進(jìn)水；4、在混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管，避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞；5、在施工過(guò)程中，應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備，確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常，避免機(jī)械事故的發(fā)生。（二）鋼筋籠上?。涸斐稍颍?、由于混凝土灌注過(guò)程導(dǎo)管埋深較大時(shí)，其上層混凝土因澆注時(shí)間較長(zhǎng)，已

11、接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定握裹力，如果此時(shí)導(dǎo)管底部未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。防治措施：1、 鋼筋籠上端焊固在護(hù)筒上，可承受部分頂托力，具有防止其上升的作用；2、在孔底設(shè)置直徑不小于主筋的12道加強(qiáng)環(huán)形筋，并以適當(dāng)數(shù)的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠的底部，實(shí)踐證明對(duì)于克服鋼筋籠上升是行之有效的；3、加快混凝土灌注速度，縮短灌注時(shí)間，或摻外加劑，在混凝土初凝前完成水下混凝土灌注；4、 灌注混凝土過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過(guò)鋼筋籠底端2m-3m時(shí)，應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的

12、埋置深度一般宜保持在2m-6m，建議控制在4、5m左右，嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。處理方法：1、當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí)，應(yīng)立即停止?jié)沧?，并?zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注，上浮現(xiàn)象即可消除。（三）斷樁：泥漿或砂礫與水泥混凝土混合把灌注的上下兩段混凝土隔開，使混凝土變質(zhì)或截面積受損，是較嚴(yán)重的質(zhì)量事故。造成原因 ：1、封底時(shí)，由于導(dǎo)管底端距孔底過(guò)遠(yuǎn)，混凝土被泥漿稀釋，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；2、泥漿過(guò)稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，導(dǎo)致在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管

13、還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量混凝土，一旦流出其勢(shì)甚猛，在混凝土流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層； 3、灌注混凝土過(guò)程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗鲁烈彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因：（1）當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下振擊法，使混凝土強(qiáng)行流出，但如此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏；（2）因泥漿過(guò)稠，如果估算或測(cè)混凝土面難，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)，對(duì)混凝土澆注高度判斷錯(cuò)誤，而在卸管時(shí)多提，使導(dǎo)管提離混凝土面，也就產(chǎn)生提漏，引起斷樁；4、灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長(zhǎng)，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?，從而加厚了積

14、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(dǎo)管拔不上來(lái)，引發(fā)斷樁事故；5、導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后混凝土不能及時(shí)沖填，造成泥漿填入。防治措施：1、成孔后，必須認(rèn)真清孔，防止孔壁坍塌。清孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，清孔后要及時(shí)灌注混凝土，避免孔底沉渣超過(guò)規(guī)范規(guī)定；2、灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量，準(zhǔn)確算出全孔及首盤混凝土灌注量；3、盡可能提高混凝土澆注速度：開始澆混凝土?xí)r盡量積累大量混凝土，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力；快速連續(xù)澆注，使混凝土和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞；4、混凝土澆注過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確

15、可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程；5、嚴(yán)格確定混凝土的配合比，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求 ； 6、導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過(guò)多。（四）埋管：導(dǎo)管無(wú)法拔出稱為埋管。造成原因：1、導(dǎo)管埋入混凝土過(guò)深，導(dǎo)管內(nèi)外混凝土已初凝與混凝土間摩阻力過(guò)大；2、提管過(guò)猛將導(dǎo)管拉斷。防治措施：1、嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋深，一般在2-6m，建議控制在 4、5m；2、首批混凝土摻入緩凝劑，加速灌注速度；3、導(dǎo)管接頭螺栓事先應(yīng)檢查是否穩(wěn)妥，提升導(dǎo)管時(shí)不可過(guò)猛。（五）樁頂混凝土不密實(shí)或強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求（短樁）：造成原因：1、超灌高度不夠、混凝土浮漿太多、孔內(nèi)混凝土面測(cè)定不準(zhǔn)

16、；2、灌注混凝土?xí)r發(fā)生孔壁塌方，未被發(fā)覺，測(cè)深 錘或測(cè)深儀探頭達(dá)不到混凝土面。預(yù)防措施：1、嚴(yán)格控制樁頂超灌高度，超灌高度宜控制在0.51m范圍內(nèi)；2、測(cè)深錘亦重不亦輕，建議使用兩個(gè)測(cè)深錘（一重一輕，輕錘灌注過(guò)程前期使用，重錘后期使用）；3、灌注將近結(jié)束時(shí)加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀浮渣；4、在灌注過(guò)程中，注意是否有發(fā)生塌孔的征兆，如有塌孔，應(yīng)采取措施處理后再續(xù)灌。三、結(jié)束語(yǔ)：沖孔灌注樁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是由于施工環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁身承載力明顯下降，甚至造成斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全，必須對(duì)鉆孔灌注樁的施工全過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)補(bǔ)救。雖然我們對(duì)沖孔樁已有一定的認(rèn)識(shí)，但是由于沖孔樁是一種施工中樁孔和樁身均不可見的樁基形式，與人工挖樁、錘擊預(yù)制樁等樁孔或樁身可見的樁基形式相比，要確保沖孔樁的施工質(zhì)量，將面對(duì)更多的困難，故此，我們?cè)谑┕r(shí)，對(duì)