沿海圍墾工程中水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工問題分析

白瑞春

(溫州廣匯水利建設(shè)有限公司，浙江 溫州 325000)

1 工程概述

以某濱海圍墾工程為研究對(duì)象，該項(xiàng)目圍墾面積約為333.33hm2，所在區(qū)域地形十分平坦，從西北向東南看，呈現(xiàn)為傾斜狀態(tài)，涂面有雜草覆蓋，且有蟹塘、魚塘等。該地域的地形比較單調(diào)，在河口位置，有大量泥沙沉積，對(duì)于海涂發(fā)育具有促進(jìn)作用。當(dāng)?shù)氐暮０毒€處于平直狀態(tài)，該地區(qū)氣候?yàn)閬啛釒ШＱ蠹撅L(fēng)氣候，春季有較多雨水。該工程水閘主體建筑標(biāo)準(zhǔn)為3級(jí)，臨時(shí)建筑包含圍堰等標(biāo)準(zhǔn)為5級(jí)。水閘洪水標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)為20a一遇的內(nèi)部排澇標(biāo)準(zhǔn)。鋼筋混凝土樁是水閘基礎(chǔ)，其樁徑600ram，另外，根據(jù)結(jié)構(gòu)和承載力要求分布，摩擦樁樁長(zhǎng)分別為38m、25m、23m、18m、15m。

2 水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工中存在的問題

2.1 孔內(nèi)水位突然降低問題

在本工程水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工中，出現(xiàn)孔內(nèi)水位降低，孔中有細(xì)密水泡冒出，鉆機(jī)負(fù)荷量增加，出渣量增多等狀況，這表明孔內(nèi)可能出現(xiàn)了坍塌現(xiàn)象。一般在砂性土、粉性土中進(jìn)行地基鉆孔，易發(fā)生這種情況。在泥漿護(hù)壁過程中，要確保泥漿比重符合要求，若護(hù)壁效果不佳，埋深較淺或者護(hù)筒發(fā)生變形，便會(huì)誘發(fā)漏水現(xiàn)象。在孔內(nèi)，水位高度欠缺，水頭壓力不夠，進(jìn)程速度快，均會(huì)造成孔內(nèi)出現(xiàn)坍塌。

2.2 鉆孔偏斜問題

在本工程施工中，鉆孔灌注樁發(fā)生鉆孔偏斜，其中心線難以保持垂直狀態(tài)，影響了荷載設(shè)計(jì)。在本工程護(hù)筒埋設(shè)過程中，若出現(xiàn)的傾斜現(xiàn)象，鉆機(jī)底座水平度無法保持，或者鉆機(jī)不能擺放穩(wěn)定，導(dǎo)致鉆臺(tái)沉陷，出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。如果在鉆進(jìn)的同時(shí)，出現(xiàn)了較大的探頭石與孤石，土層的軟硬度很難把握，也可能出現(xiàn)鉆頭受力不均現(xiàn)象。

2.3 孔徑大小與設(shè)計(jì)孔徑大小不符

在本工程灌注樁施工時(shí)，成孔后，孔徑大小與設(shè)計(jì)孔徑大小不符，鉆孔實(shí)際孔徑比設(shè)計(jì)孔徑要小，這就被稱為縮頸。在沖擊過程中，鉆錐無法靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，因泥漿黏稠度過高，便會(huì)對(duì)鉆錐轉(zhuǎn)動(dòng)造成影響，這會(huì)損耗鉆錐，導(dǎo)致其無法及時(shí)更換或焊接。由于本工程地層中有軟土層，一旦遇水后，孔徑便會(huì)縮小，泥漿會(huì)有大量水分流失，從而形成厚泥皮。在泥頁巖地層中，由于地層軟化和膨脹造成縮頸現(xiàn)象。水閘樁位結(jié)構(gòu)布置，見圖1。

圖1 水閘樁位結(jié)構(gòu)布置

2.4 混凝土將鋼筋架頂起

混凝土將鋼筋架頂起被稱為浮籠，誘發(fā)浮籠的相關(guān)影響因素非常多，鋼筋骨架如果在牢固性上不夠，在空口上，沒有利用電焊將其固定；在吊裝提升導(dǎo)管作業(yè)時(shí)，鋼筋籠被掛到;混凝土在灌注的同時(shí)，灌注到鋼筋籠下方，在這個(gè)時(shí)候?qū)?dǎo)管提升，致使導(dǎo)管底端與鋼筋籠僅距1m，使其導(dǎo)管內(nèi)流出，有著較大的沖擊力，對(duì)于鋼筋籠上浮有著推動(dòng)作用。最終混凝土表面開始出現(xiàn)硬凝結(jié)情況，從而導(dǎo)致鋼籠浮起。

2.5 斷樁問題

對(duì)于本工程施工，發(fā)生斷樁情況主要有：

1)灌注中，發(fā)生堵塞導(dǎo)管又未能處理好，導(dǎo)致斷樁。

2)如果管道進(jìn)水處理不及時(shí)，導(dǎo)致兩層混凝土中部分產(chǎn)生有泥漿渣土的截面，引發(fā)斷樁。

3)混凝土拌和物發(fā)生離析使樁身中斷。

4)因澆筑時(shí)間過長(zhǎng)，第一批混凝土已初步凝固，后面澆筑的混凝土沖破頂層與泥漿混合，造成斷樁。

5)澆筑混凝土?xí)r，管道的提升幅度太大，導(dǎo)致管道底部混凝土澆筑液面漏出，形成泥漿夾層截面，引發(fā)斷樁。

3 水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工的完善措施

3.1 加強(qiáng)孔內(nèi)坍塌問題的處理

在本項(xiàng)目泥漿護(hù)壁施工中，注意控制泥漿比例，比例過大或過小都會(huì)影響鉆進(jìn)的深度。在鉆孔前，要對(duì)護(hù)筒進(jìn)行檢查，觀察護(hù)筒是否存在漏洞與變形狀況，鉆進(jìn)時(shí)要以地基土質(zhì)情況為依據(jù)，對(duì)護(hù)筒埋深進(jìn)行合理控制，確?？變?nèi)水頭壓力更大；如果土層地質(zhì)較好，水頭高度可以控制在1-1.5m；如果土層屬于砂土、粉塵性質(zhì)，由于其比較容易坍塌，以其實(shí)際情況為依據(jù)，將水頭高度控制在1.5-2m；但在某些特殊情況下，需將水頭高度設(shè)置成3cm。同時(shí)，沖程進(jìn)度和進(jìn)鉆速度必須有一定的控制。一旦發(fā)現(xiàn)孔口塌陷，必須拆除護(hù)筒，通過回填鉆孔，重新埋設(shè)護(hù)筒。在發(fā)生孔內(nèi)坍塌時(shí)，需明確坍塌的具體位置，利用黏土進(jìn)行回填，當(dāng)其處于沉淀密實(shí)狀態(tài)后，需要再次鉆進(jìn)，使泥漿護(hù)壁得以加固。

3.2 積極處理鉆孔偏斜問題

在本工程護(hù)筒埋設(shè)過程中，采用GA-1型灌注樁檢測(cè)系統(tǒng)和高度、筒徑、垂直度等檢測(cè)工具。在樁架安裝后，要立刻進(jìn)行檢測(cè)，并作出相應(yīng)調(diào)整，確保樁架處于垂直平穩(wěn)狀態(tài)。如果觀測(cè)到探頭石、巨型孤石，可以用鉆機(jī)打碎石頭；在鉆進(jìn)過程中，要把進(jìn)程速度控制在合理范圍內(nèi)，以低速鉆進(jìn)；同時(shí)，要注意檢查接頭和鉆孔，如有變形，應(yīng)及時(shí)更換鉆桿。一旦鉆孔過程中發(fā)生偏斜，需將鉆頭提起，上下反復(fù)鉆進(jìn)，若在糾正之后還無法發(fā)揮作用，要進(jìn)行中局部回填，然后再次鉆進(jìn)。

3.3 做好孔徑大小的控制

首先需要對(duì)鉆錐進(jìn)行檢查，并及時(shí)對(duì)其更換與修補(bǔ)，同時(shí)要對(duì)泥漿質(zhì)量嚴(yán)格控制，便于使失水量減少，成孔速度也可以加快。成孔的時(shí)候，孔壁會(huì)形成泥皮。如果孔壁沒有發(fā)生滲水現(xiàn)象，膨脹現(xiàn)象也不會(huì)產(chǎn)生。如果產(chǎn)生縮頸，可以通過上下連續(xù)掃孔，將孔徑擴(kuò)大，便于保障孔徑大小符合要求。

3.4 優(yōu)化鋼筋籠制作

要想防治浮籠的發(fā)生，需要做好鋼筋籠，并使鋼筋籠在孔口進(jìn)行點(diǎn)焊或者綁扎。導(dǎo)管應(yīng)沿孔徑中心適當(dāng)控制，在混凝土澆筑前要完成升降試驗(yàn)。在混凝土澆筑頂面與鋼筋底部之間的距離為1m時(shí)，要降低澆筑速度。如果拌合物上升，與底部距離相差超過4m，需將導(dǎo)管提升，根據(jù)以往的灌注速度，完成灌注工作。鋼筋上浮現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，要及時(shí)停止混凝土澆筑；重新計(jì)算管道埋深，確定澆筑標(biāo)高，通過提升管道，重新澆筑，直到解決上浮問題。

3.5 合理進(jìn)行斷樁的控制

首先，管道應(yīng)有足夠的抗拉強(qiáng)度，可以承受自身的重量和澆筑混凝土后的重量。其內(nèi)徑要保持一致，且內(nèi)壁光滑暢通；最下端一節(jié)的導(dǎo)管長(zhǎng)度一般為4m，在導(dǎo)管底部不能存在法蘭盤。然后，嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入的深度及抽管的幅度和速度。管道埋入混凝土中不宜過深或過淺，應(yīng)及時(shí)測(cè)量混凝土澆筑深度，防止出現(xiàn)拔空。在混凝土澆灌前做好準(zhǔn)備工作，確?；炷翝仓┕みB續(xù)緊湊地進(jìn)行。單樁混凝土澆筑時(shí)間≤8h。要實(shí)時(shí)檢查混凝土混合物，以保證其符合各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，還需做好埋管工作，對(duì)混凝土標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，否則會(huì)出現(xiàn)埋深過大的情況。在下導(dǎo)管過程中，要注意導(dǎo)管出漿口與鉆孔底部的距離，要及時(shí)提升導(dǎo)管，確保導(dǎo)管埋入的深度。一旦出現(xiàn)埋管的情況，要采用機(jī)器將其拔出，如果無明顯效果，可通過加力將其拔斷，根據(jù)斷樁問題進(jìn)行處理。成孔后，要用清洗液清孔，清孔作業(yè)必須滿足相關(guān)操作要求。在澆筑混凝土前，要完成孔徑測(cè)量，并計(jì)算所需灌注的混凝土量，提前做好準(zhǔn)備工作，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

4 結(jié) 語

目前，鉆孔灌注注樁在水閘基礎(chǔ)工程中的施工應(yīng)用比較常見，成樁質(zhì)量關(guān)系到工程質(zhì)量；如果其中某環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，便會(huì)影響整個(gè)工程質(zhì)量。文章首先分析了圍墾工程中水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工出現(xiàn)的問題，并針對(duì)這些問題，提出了相應(yīng)的解決方案，有利于為日后的圍墾工程水閘基礎(chǔ)鉆孔灌注樁施工提供依據(jù)。