上海市電力公司華東送變電工程公司 馬敏昌

淺述沖孔灌注樁施工障礙及問題分析處理

上海市電力公司華東送變電工程公司 馬敏昌

本文介紹了沖孔灌注樁基礎(chǔ)施工中易發(fā)生的障礙及事故，并就一些常見問題進(jìn)行分析，提出預(yù)防及處理措施。

沖孔灌注樁；施工障礙；事故；分析處理

隨著我國大規(guī)模、高等級(jí)電網(wǎng)工程的建設(shè)。輸電線路基礎(chǔ)設(shè)計(jì)廣泛采用了灌注樁及沖孔灌注樁基礎(chǔ)。通過多年來的施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了沖孔灌注樁施工的中易發(fā)生的障礙及事故，并就一些常見問題進(jìn)行分析，提出預(yù)防及處理措施。

沖孔灌注樁一般用于中風(fēng)化巖層或微風(fēng)化巖層作為樁端持力層。常用樁徑為600-2000mm，它具有破巖能力強(qiáng)，適應(yīng)性良好等優(yōu)點(diǎn)，成為目前在巖層結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū)建設(shè)的高等級(jí)輸電線路采用的主要樁型。

沖孔灌注樁的主要施工流程為：(放樣 埋設(shè)護(hù)筒 開孔 沖孔 終孔清渣下放鋼筋籠 下放導(dǎo)管并灌注水下混凝土 成樁。)其施工工藝較復(fù)雜，地質(zhì)情況變化大，故該樁型的工程質(zhì)量與施工人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任密切相關(guān)。本文總結(jié)沖孔灌注樁施工中發(fā)生的各種施工障礙和事故，并就一些常見問題進(jìn)行分析，提供預(yù)防及處理方法。

1.沖孔灌注樁施工中的常見障礙和事故

沖孔灌注樁施工常見的各種事故：樁孔移(錯(cuò))位 、偏位；護(hù)筒漏漿；卡錘、吸錘、掉錘、埋錘、斷齒；坍孔、斜孔、樁徑回縮、擴(kuò)孔過大；樁底沉渣太厚，持力層達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；鋼筋籠安放標(biāo)高不符合要求、掉籠，籠傾斜、偏心，露筋；導(dǎo)管堵塞、爆管、管中進(jìn)水、脫管、埋管：樁身混凝土局部松散或不均勻、斷樁、樁身夾泥夾渣、存在空隙；泥漿泛濫等。

2.施工障礙的分析與排除

2.1 卡錘

2.1.1 主要原因：樁錘不圓或偏心；錘體成蒜頭形；樁孔呈梅花狀；換錘后錘徑比樁孔大；遇障礙物如探頭石或孤石等，卡錘后掉下的石子等。

2.1.2 預(yù)防及處理：偏心過大及不圓的錘不能使用，齒部磨損的錘要及時(shí)修復(fù)；入巖后沖程不能過小，沖錘頂部的活動(dòng)銷能自由旋轉(zhuǎn)，防止出現(xiàn)梅花孔；損齒更換錘后沖程不宜太大；在地質(zhì)條件復(fù)雜的地區(qū)施工，開工前盡量了解清楚地質(zhì)情況。若存在孤石或溶洞等，則應(yīng)事先測定施工方案；卡錘后打撈時(shí)注意不要使物具掉入孔內(nèi)。

2.2 掉錘

2.2.1 主要原因：卡錘、吸錘時(shí)強(qiáng)硬拔斷鋼絲繩；鋼絲繩因磨損或打結(jié)而斷裂；施打空錘時(shí)導(dǎo)致鋼絲繩斷裂；錘體連接桿件如(大螺桿、卸甲銷子等)或錘體斷裂；其他機(jī)械故障引致鋼絲繩斷裂。

2.2.2 預(yù)防及處理：采用打撈鉤進(jìn)行打撈，施工前檢查樁錘、鋼絲繩、機(jī)械等是否完好，還要注意以下幾點(diǎn)：鋼絲繩一股中斷絲10根以上或出現(xiàn)打結(jié)的要及時(shí)更換新繩；卷揚(yáng)機(jī)滾筒上的鋼絲繩要排列整齊；

對(duì)樁錘及其連接件要經(jīng)常檢查，不得出現(xiàn)嚴(yán)重破損或裂痕；施工中不得施打空錘；卡錘后不要硬拔而需巧拔。

2.3 斜孔

2.3.1 主要原因：錘體偏心、掉齒；泥漿濃度太大；樁機(jī)在施工中逐漸移位：受地質(zhì)因素影響，如巖面坡度大、樁位下巖層一邊軟一邊硬，或遇孤石或其它障礙物等。

2.3.2 預(yù)防及處理：使用合格、狀態(tài)良好的樁錘；保持樁機(jī)平穩(wěn)，對(duì)場地坑洼或軟泥地面要在就位時(shí)處理好；正常情況下每進(jìn)尺約5m．應(yīng)測定1次樁孔垂直度，現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)增加測定次數(shù)，并采取糾斜措施；

開工前盡量了解清楚地質(zhì)情況，遇孤石時(shí)應(yīng)事先制定施工方案，發(fā)現(xiàn)斜孔時(shí)應(yīng)先將錘中心位與樁位校正好，反復(fù)輕提輕放，使錘體慢慢刮去孔位偏移的土體。遇孔內(nèi)一邊有孤石或溶洞時(shí)，可向孔內(nèi)拋入適量塊石，然后低錘輕擊進(jìn)行糾斜。

2.4 鋼筋籠安裝標(biāo)高不正確、掉籠、籠體上浮或傾斜、偏心，樁身露筋等

2.4.1 主要原因：鋼筋籠固定不牢；混凝土配合比不符合要求或坍落度過小，把鋼筋籠頂上；灌注混凝土?xí)r間過長，使其頂面形成硬蓋；提升混凝土導(dǎo)管時(shí)法蘭盤掛拉鋼筋籠；樁孔擴(kuò)孔過大。

2.4.2 預(yù)防：采取有效措施固定鋼筋籠，在制作保護(hù)層混凝土墊塊時(shí)，建議采用小直徑短鋼筋插入并與鋼筋籠焊牢代替鐵絲綁扎；混凝土配合比和坍落度應(yīng)符合規(guī)范要求；采用抱箍式接頭的混凝土導(dǎo)管，對(duì)小直徑樁盡量不采用法蘭接頭導(dǎo)管；在混凝土中添加塑化劑以延長初凝時(shí)間。

2.4.3 處理：發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時(shí)，要立即加固護(hù)筒并將其與護(hù)筒譚牢，必要時(shí)附焊在樁機(jī)底盤上克服上浮力；導(dǎo)管緩慢提、插幾次以擾動(dòng)硬蓋；鋼筋寵全無效時(shí)則應(yīng)作設(shè)計(jì)處理。建議對(duì)于深度大、鋼筋籠設(shè)計(jì)為孔深1／2或2／3的樁，產(chǎn)生上浮夠機(jī)率會(huì)增大，其有效措施是將部分主筋加長，讓樁下截混凝土對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生握裹力從而拉住鋼筋籠。

2.5 堵管、爆管、管中進(jìn)水、脫管、埋管

這些都是在水下混凝土灌注過程中時(shí)常發(fā)生的施工障礙，會(huì)對(duì)樁的質(zhì)量造成很大的影響。

2.5.1 主要原因：新用的法蘭式導(dǎo)管接頭錯(cuò)位或管內(nèi)焊渣清除不凈，或用過的導(dǎo)管未清凈內(nèi)部殘?jiān)?，使隔水球通不過；導(dǎo)管下口離孔底太近，隔水球沖不出去；混凝土和易性差而灌注不下時(shí)，用錘敲管壁導(dǎo)致越發(fā)密實(shí)；爆管或管體漏水的主要原因是導(dǎo)管的加工質(zhì)量不良；

脫管的主要原因是灌注水下混凝土?xí)r拔管太快，導(dǎo)管埋深不足或脫出混凝土面，會(huì)造成樁體混凝土夾泥、夾渣，混凝土不連續(xù)甚至造成斷樁；埋管的主要原因是混凝土灌注過程中待料時(shí)間太長、埋管深度過大或混凝土質(zhì)量較差等。

2.5.2 預(yù)防：無論是新舊導(dǎo)管，使用前都一定要做灌水壓力試驗(yàn)；每次混凝土灌注后應(yīng)立即將導(dǎo)管清洗干凈，下管前應(yīng)檢查每一節(jié)導(dǎo)管有無孔隙，禁止使用嚴(yán)重銹蝕或焊口不牢的導(dǎo)管；盡量控制混凝士灌注時(shí)間，做到連續(xù)供料，緊湊施工，埋管深度控制在4～6m范圍內(nèi)，灌注第一槽混凝土?xí)r，導(dǎo)管底離孔底距離控制在30cm左右；對(duì)于大直徑樁，混凝土灌注量大，應(yīng)考慮在混凝土中添加緩凝劑以延長初凝時(shí)間。

2.5.3 處理：發(fā)生堵管但不嚴(yán)重時(shí)，可用竹桿或鋼筋捅穿；嚴(yán)重堵管、爆管或進(jìn)水時(shí)則應(yīng)立即拔起導(dǎo)管重新開管：因脫管、埋管會(huì)導(dǎo)致樁報(bào)廢，無法解決時(shí)只能重新開孔。

3.樁質(zhì)量事故分析與處理

3.1 樁位偏移超限、錯(cuò)位或斜樁

3.1.1 主要原因：測量放點(diǎn)有誤；樁機(jī)就位不準(zhǔn)確或開孔后失穩(wěn)移位；護(hù)筒大于沖錘直徑20cm以上；樁錯(cuò)位是指樁位完全放錯(cuò)點(diǎn)，或樣樁移位未發(fā)現(xiàn)。

3.1.2 預(yù)防：護(hù)筒定位前復(fù)核樁位；開孔沖進(jìn)5m這一階段時(shí)對(duì)樁位多校正幾次：不使用與錘頭不匹配的護(hù)筒。

3.1.3 處理：對(duì)于樁偏位或斜樁，屬個(gè)別情況時(shí)可不作處理，或增大承臺(tái)面積；對(duì)于樁錯(cuò)位，只能由設(shè)計(jì)調(diào)整或補(bǔ)樁。

3.2 樁身混凝土局部松散，強(qiáng)度不均勻或達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，樁身夾泥、夾渣，斷樁

3.2.1 強(qiáng)度不符合設(shè)計(jì)要求的原因：材質(zhì)不合格；未按配合比要求投料；攪拌不均勻，混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定；混凝土灌注過程不連續(xù)，經(jīng)常停歇；

3.2.2 樁身夾泥、夾渣，斷樁的原因：拔管太快，導(dǎo)管埋深不足或脫出混凝土面；導(dǎo)管有孔隙產(chǎn)生滲水滲漿；操作不當(dāng)，導(dǎo)管反復(fù)拔起和插入，將泥漿帶入混凝土中。

3.2.3 預(yù)防：所用材料要按規(guī)范要求檢驗(yàn)；按配合比試驗(yàn)確定的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量投料；攪拌時(shí)間應(yīng)符合規(guī)定；，使用商品混凝土應(yīng)控制運(yùn)程時(shí)間和初凝時(shí)間關(guān)系，充分做好混凝土灌注施工的準(zhǔn)備和組織工作，做到施工不停頓；控制混凝土灌注時(shí)間，下管前應(yīng)檢查每一節(jié)導(dǎo)管有無孔隙，并應(yīng)做閉水壓力試驗(yàn)，銹蝕嚴(yán)重或焊口不牢的導(dǎo)管應(yīng)禁用。

3.2.4 處理：采用抽芯法、動(dòng)測法等測定樁身夾泥或夾渣的范圍及嚴(yán)重程度，根據(jù)不同情況作出不同處理。

3.2.4.1 夾泥渣在同一斷面上不連續(xù)抽芯的幾個(gè)孔有的不夾泥渣)，厚度在100mm以內(nèi)，且只有1處的，可考慮不作處理；

3.2.4.2 夾泥、夾渣在地面下3m內(nèi)的，可開挖樁周土進(jìn)行鑿補(bǔ)；

3.2.4.3 若部位較深，經(jīng)靜載試驗(yàn)承載力滿足要求時(shí)，一般還應(yīng)作灌漿處理。若承載力不滿足要求，則應(yīng)補(bǔ)樁或用加大承臺(tái)等方法進(jìn)行補(bǔ)救。

3.3 樁底沉渣過厚

3.3.1 主要原因：灌注前泥漿質(zhì)量差，孔底沉渣未徹底清除，或清孔后至灌注混凝土的間隔時(shí)間過長，泥漿中的殘?jiān)鲁林量椎?；開槽混凝土灌注量不足，下落混凝土的沖力不足，使樁底沉渣沖翻不上來；導(dǎo)管底與孔底距離過大；樁徑過大而只用單根導(dǎo)管作業(yè)。

3.3.2 預(yù)防：清孔的泥漿指標(biāo)和清孔操作要符合規(guī)范要求，清孔后要盡快灌注混凝土，若間隔時(shí)間長，灌混凝土前應(yīng)探測孔底沉渣厚度，超過標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)重新對(duì)孔底循環(huán)換漿；開槽的灌注量一定要經(jīng)計(jì)算足量；控制管底至孔底的距離；對(duì)樁徑≥2m的樁應(yīng)采用雙導(dǎo)管灌注措施。

3.3.3 處理：沉渣在15cm以內(nèi)的，若樁端四周為微風(fēng)化巖層，經(jīng)設(shè)計(jì)方同意可不作處理；采用壓力灌漿法。