鉆孔灌注樁基礎主要質量問題分析及處理辦法

時間：2024-10-09 11:43:44 建筑學畢業論文我要投稿

相關推薦

　　鉆孔灌注樁是指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁，依照成孔方法不同，灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。以下是小編收集整理的鉆孔灌注樁基礎主要質量問題分析及處理辦法，僅供參考，希望能夠幫助到大家。

　　1、引言

　　鉆孔灌注樁基礎是一種能適應各種地質條件的基礎形式，也是輸電線路廣泛運用的一種基礎形式，施工工藝已較為成熟。該基礎為直接在所設計的樁位上開孔，井孔內注滿壓力水，然后在孔內加放鋼筋籠后，通過導管灌注混凝土而成。鉆孔灌注樁基礎屬隱蔽工程，且影響其質量的因素較多，如不抓住重點進行有效防控，就有可能發生質量問題，甚至質量事故，對社會和施工企業本身都造成重大影響。本文對輸電線路鉆孔灌注樁基礎的主要質量問題進行剖析，并提出主要的防范及處理辦法。

　　2、常見問題

　　2.1 鋼筋籠上浮問題

　　2.1.1 原因分析

　　①導管在埋入混凝土中過深或鋼筋籠放置位置過高，深埋的導管下口流出混凝土，推動導管外上部混凝土整體上升。此時下半節鋼筋籠的主筋、箍筋與混凝土已粘著，并由于坍落度的減小而粘著力較大，由于上升產生的頂托力之和大于鋼筋籠的自重，因此推動鋼筋籠與混凝土一起上浮；

　　②如在混凝土灌至鋼筋籠下時提升導管，灌注混凝土自導管流出后的較大沖擊力，推動了鋼筋籠的上浮；

　　③如混凝土灌注到鋼筋籠底板附近，混凝土的灌注卻因斷水斷電機、械故障等原因中斷，30分鐘或者更長時間后才能重新灌注，這時樁孔內頂部混凝土產生坍落度的消失加上局部初凝，使混凝土流動性變差，當重新灌注時，混凝土托動鋼筋籠整體上移，嚴重時可能斷樁；

　　④鋼筋籠在制作、運輸、堆放、起吊等過程中不符合規范要求，存在鋼筋骨架內徑與導管外壁間距過小，主筋搭接焊接頭未焊平，粗骨料粒徑太大等問題，在提升導管過程中法蘭盤容易掛帶了筋籠形成上浮。

　　2.1.2 防范及處理辦法

　　①要準確定位鋼筋籠的初始位置并與孔口固定。導管下放時應確保導管在孔位的中心之上。混凝土接近籠時，將導管埋深控制在1.5～2.0m，同時注意導管的出口與鋼筋骨架的底端不得平齊灌注混凝土，并隨時掌握導管的埋深及混凝土灌注的標高，控制導管底口與鋼筋骨架底端高差不小于1m，如混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時及時將導管提高于鋼筋籠底端；

　　②保持和改善混凝土的流動性是灌注混凝土施工的基本原則，同時改進灌注工藝及把握好初凝時間也是施工控制的重要環節。配制混凝土要按配合比嚴格控制，灌注要保持快速連續進行狀態，縮短灌注時間。也可以摻入適量緩凝劑，防止進入鋼筋籠時混凝土的流動性變小；

　　③做好混凝土灌注前的各項施工準備，檢查及保證水電供給，檢查機具、工器具能正常使用且準備齊全等，并安排輪流值班，做好好各種應急預案。開始灌注后，就必須保證灌注混凝土的連續性，最大限度避免中途停工；

　　④防范因鋼筋籠不符合施工要求，要在灌注樁的上部分增加鋼筋件并設固定裝置防止鋼筋籠上浮，或者制作鋼筋籠時有意讓底部向外傾斜10～15mm，把一根箍筋焊接在鋼筋籠最下面的主筋的端頭上。在加工鋼筋籠骨架時要嚴格控制質量，在運輸時要做好保護盡可能防止變形。導管埋入時要控制好導管外壁與鋼筋籠內筋之間的空隙，大于骨料最大粒徑的2倍；

　　⑤澆灌過程中，如出現鋼筋籠隨導管拔出而上浮的情況時，立即控制混凝土澆灌速度及澆灌量，單向旋轉或反復上下搖動導管，及時處理好導管與鋼筋籠的掛帶問題；

　　⑥如因導管埋入過深導致鋼筋籠上浮的情況時，立即停止灌注。如檢查出埋深超過9m，立即拆除多出部份導管把導管的埋深控制在3.0～8.0m以內，改善混凝土的和易性，在適當提高坍落度后方可重新灌注；

　　⑦如無法控制鋼筋籠上浮，立即停止澆灌混凝土，在拔出導管后回填粘土入孔內，問題樁作廢樁處理，通知監理和設計后確定重新補樁。

　　2.2 斷樁問題

　　2.2.1 原因分析

　　①使坍落度不符合要求，當坍落度過大時，會出現離析現象，粗骨料相互擠壓則會阻塞導管；當坍落度過小或灌注時間過長時，混凝土下落阻力則會加大而阻塞導管。兩者均可導致卡管，終造成斷樁；

　　②澆注混凝土時，沒有采用“回頂法”從導管內灌入，而是從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，誘發混凝土離析而造成凝固后不密實堅硬，少數孔段出現蜂窩、疏松、孔洞，甚至斷樁；

　　③如灌注時間過長，混凝土與導管壁的摩擦力勢必增大，同時導管提升和起拔過多，若仍采用提升阻力很大的法蘭盤連接的導管，在提升時極易造成連接螺栓拉斷或導管破裂，產生斷樁；

　　④如在清孔過程中未對孔內泥漿含砂率控制不嚴，監管不力，則會在灌注混凝土過程中造成混凝土上沉渣過厚，推動該部份沉渣難以被導管內混凝土壓力推動，迫使混凝土澆注中斷，易形成斷樁。

　　2.2.2 防范及處理辦法

　　①灌注時嚴格科學地控制混凝土配合比、坍落度和粗骨料粒徑。如更換水泥標號、品種或生產廠家，務必事先做好配合比試驗，按科學配合比控制混凝土質量；

　　②必須從導管內灌注混凝土，灌注過程必須連續、快速、有節奏，灌注混凝土要準備足量，且綁扎水泥隔水塞的鐵絲要根據首次混凝土的灌入量而定量，嚴格控制防止斷裂；

　　③選用導管必須要有足夠的抗拉強度，能承受其自重加上盛滿混凝土的重量，同時內徑最好在30cm以上的并保持一致，誤差應小于±2mm，內壁無阻光滑。導管在組拼后須用球塞和檢查錘做通過試驗。導管最下一節長度一般為4米左右，且底端不得帶法蘭盤，否則在混凝土內會很難拔起。為了便于丈量長度，每節導管長度應統一，并作記錄和標記；

　　④清孔過程中要及時對孔內泥漿的相對密度進行調整，以保證清孔后泥漿的相對密度要達到設計要求。清孔后分別從孔的口部、中部、底部提取泥漿，以檢測泥漿的各項指標是否達標；

　　⑤成孔后必須使用沖洗液認真清孔，清孔時間應根據孔內沉渣情況而定，只有當孔底沉渣值小于規范要求時，方可進行混凝土灌注。

　　2.3 孔壁坍陷問題

　　2.3.1 原因分析

　　①施工工藝控制不當，對地質條件關注不夠，未根據土質實際情況采用合適的泥漿和成孔工藝，導致泥漿護壁質量差；

　　②護筒埋設過淺，護筒的接縫和回填土不夠密實出現漏水漏漿情況，造成孔內出現承壓水或孔內液面高度不夠，孔壁靜水壓力降低；

　　③對清孔的沖洗液和孔底沉渣控制不嚴，導致泥漿粘度和密度降低，孔壁靜水壓力衰減，孔壁牢固度降低；

　　④在松散砂土中鉆進過快，或在某一處空轉時間過長，或用給水管直接沖刷孔壁；

　　⑤待灌時間過長沒有及時灌注混凝土，或灌注時間過長；⑥吊裝鋼筋籠時，碰撞和損傷孔壁。

　　2.3.2 防范及處理辦法

　　①認真分析地層結構，成孔選擇合適的方法和機具，如土質為松散砂黏土或流沙，應提高泥漿的比重和粘度，選用密度、膠體率、黏度相對較大的質量高的泥漿；

　　②選擇足夠強度和尺寸的護筒，遇松散易坍的土層應適當埋深護筒，并用粘土密實填封護筒四周；

　　③成孔后必須使用沖洗液認真清孔，清孔時間應根據孔內沉渣情況而定，清孔后分別從孔的口部、中部、底部提取泥漿，以檢測泥漿的各項指標是否達標，只有當孔底沉渣值小于規范要求且孔壁牢固時，方可進行混凝土灌注；

　　④加強鉆孔的現場管理，鉆進速度和空轉時間要控制適宜，采用適當的方法保持水頭的穩定；

　　⑤成孔后待灌時間一般控制在3小時以內，并派熟練地技術人員控制好混凝土的灌注時間；

　　⑥搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間；

　　⑦發生孔壁坍陷，應暫停施工判明坍陷部位并認真分析原因。當坍陷的水量較小時，在坍陷部位上1～2m處回填粘質土混合物和砂后可繼續鉆孔，并嚴密監控坍陷數量變化。當坍陷無法控制時，立刻拆除護筒和鉆機，待回填鉆孔并重新埋設護筒妥善后再鉆；

　　⑧當鋼筋籠吊裝或清孔造成塌孔時，立即停止施工并將鋼筋籠吊出，添加泥漿護壁將坍陷物清理干凈，不再繼續坍陷后重新安裝鋼筋籠和清孔。

　　3 特殊問題

　　3.1 護筒冒水問題。

　　3.1.1 原因分析

　　①在埋設護筒時，護筒周圍的原狀土壓實度不夠；

　　②埋設時護筒內外的水位差過大；

　　③鉆頭起落時不慎碰撞和刮損護筒。

　　3.1.2 防范及處理辦法

　　①在埋設護筒之前，根據地質條件，選用最佳含水量的粘土將坑底與四周土壁分層夯實；

　　②開孔時選好護筒適當的高度，護筒水頭高度應保持在1.0～1.5m；

　　③應派經驗嫻熟的技術人員進行鉆頭起落監控，盡可能避免碰撞和刮損護筒；

　　④如發現護筒冒水現象，不可繼續施工，須立即停止鉆孔，以含水量佳的粘土將坑壁四周加實加固；

　　⑤如出現護筒嚴重移位或下沉情況，則停止安裝并重新安裝護筒。

　　3.2 縮頸問題

　　3.2.1 原因分析塑性土膨脹，使孔徑小于設計尺寸。

　　3.2.2 防范及處理辦法

　　①選用密度、膠體率、黏度相對較大的質量高的泥漿，盡可能降低失水量；

　　②將合適數量的合金刀片焊接于導正器外側，起鉆或鉆進時可發揮掃孔作用；

　　③成孔時加大泵量，提高成孔的速度，這樣孔壁在成孔一段時間內會形成泥皮，孔壁則不會滲水和引起膨脹；

　　④采用上下反復掃孔的辦法擴大孔徑消除縮頸。

　　3.3存在問題的解決措及施鉆孔樁身偏斜問題

　　3.3.1 原因分析

　　①存在技術性失誤，鉆孔機械定位不準確，或施工人員放樣有偏差；

　　②鉆孔時在土層遇到孤石或障礙物，或在巖石傾斜處和軟硬土層交界處，鉆頭因受阻不均偏移導致樁孔傾斜；

　　③鉆桿連接不當或彎曲，導致鉆頭鉆桿兩點中線處于不同軸線；

　　④鉆架就位后未進行調平或場地本身不平整，導致鉆機、底座、鉆盤不平而產生偏斜；

　　⑤開挖基坑時一次性挖土深度過大，由此產生土側壓力導致樁位錯動，樁位偏差超出規范允許范圍。

　　3.3.2 防范及處理辦法

　　①加強技術管理，減少人為的技術性失誤，放樣和機械定位須根據技術參數反復校核；

　　②鉆入斜狀巖層、土質不均勻地層、孤石或碰到明顯阻礙地層時，須調慢鉆速，不能一味快進。在地質不均勻地層中鉆孔時，宜使用鉆桿剛度大、自重大的鉆機；

　　③鉆孔前須平整場地，并夯實硬化，枕木應均勻著地盡量找平。鉆機安裝時鉆架上吊滑輪與轉盤中心在同一軸線，鉆桿位置偏差控制在不大于20cm，此外安裝導正裝置也是防止偏斜的有效方法；

　　④在松散易坍地層鉆孔時，應盡可能加固地層，鉆速不宜過快，注意觀察鉆桿角度和樁位偏差；

　　⑤應對一般的偏斜情況，可用鉆頭上下反復掃鉆數次削去硬土，如效果不佳，回填粘土至高出偏孔處0.5m以上重新鉆入；

　　⑥如偏差較大，應通知監理及設計人員鑒核，樁箱及樁筏基礎必要時在基礎底板內增設暗梁，單樁基礎通常重新補樁。

　　(1)樁底沉渣量過多問題

　　3.3.3原因分析

　　①未對準孔位，吊放鋼筋籠時碰撞孔壁泥土坍落樁底；

　　②泥漿注入量不足或泥漿比重過小難以把沉渣托浮；

　　③未進行二次清孔，或清孔不干凈，或清孔后待灌時間過長泥漿沉積。

　　3.3.4 防范及處理辦法

　　①吊放鋼筋籠，樁中心與鋼筋籠中心要保持一致，吊裝速度不宜過快，應控制好不碰撞孔壁。建議使用鋼筋籠冷壓接頭工藝，加快鋼筋對接速度，減少空孔時間從而減少沉渣。鋼筋籠置畢，檢查沉渣量是否在規范要求控制之內，否則利用導管二次清孔，直到符合規范要求；

　　②泥漿的質量要選好并控制好泥漿的粘度和比重，不能用清水替代。混凝土灌注時，導管底部至孔底距離最好控制在30～40mm，混凝土儲備量充足，導管一次最好埋入混凝土面下超過1.0m，以利用混凝土的巨大沖擊力清除孔底沉渣；

　　③成孔后鉆頭在孔底10～20cm上保持慢速空轉，循環清孔要超過30分鐘。

　　(2)卡管問題

　　3.3.5原因分析

　　①混凝土中粗骨料粒徑過大；

　　②初灌時隔水栓堵管；

　　③混凝土流動性、和易性差造成離析；

　　④灌注混凝土不連續，在導管中停留時間過長；

　　⑤導管進水造成混凝土離析。

　　3.3.6防范及處理辦法

　　①控制粗骨料的最大粒徑必須小于鋼筋籠主筋和導管直徑最小凈距的1/4并小于40mm；

　　②隔水栓直徑要與導管內徑相配，同時兼顧良好的隔水性能以保證順利排出。

　　③灌注混凝土時必須加強對混凝土坍落度和混凝土攪拌時間的控制。坍落度宜控制在16～22cm，保證良好的和易性；

　　④必要時可摻入適量緩凝劑，以改善混凝土的流動性、和易性和緩凝；

　　⑤導管使用前應試拼裝試壓，試水壓力為0.6～1.0MPa，以保證導管連接部位的密封性。在灌注過程中，為了避免在導管內形成高壓氣塞，混凝土要緩緩倒入漏斗的導管。

　　4、案例現場中如何施工

　　4.1場地平整

　　將施工場地平整壓實，淺水地方填土至一定標高，筑成平臺作為施工用地。水中基礎采用袋裝沙土圍巖圍堰作為施工平臺。

　　4.2樁位放樣

　　測定樁位和地面標高。樁位放樣時，樁的縱橫向允許偏差滿足驗標要求，并在樁的前后左右距中心2m處分別設置護樁，以供隨時檢測樁中心和標高。

　　4.3護筒埋設

　　護筒用10mm厚鋼板制成，內徑比樁徑大20～40cm。四周夯填三合土（用粘土配），護筒頂要高出地面50cm以上，護筒長度不小于2m。

　　4.4鉆孔泥漿

　　選擇并備足良好的造漿粘土，保證滿足鉆孔內泥漿頂標高始終高于外部水位或地下水位2.0m，使泥漿的壓力超過靜水壓力，在孔壁上形成一層泥皮，阻隔孔隙滲流，保護孔壁防止坍塌。

　　4.5鉆孔

　　4.5.1循環鉆機鉆孔施工方法

　　施工前進行試鉆孔，確定鉆孔工藝后組織完善鉆孔設備，以滿足總工期和鉆孔質量的要求。

　　安裝鉆機時，轉盤中心同鉆架上的起吊滑車在同一垂直線上，鉆桿位置偏差不大于2cm。安裝鉆機底座墊平穩固。護筒露出地面1.3m，鉆機底座需搭設簡易工作平臺。

　　開始鉆孔時，稍提鉆桿，在護筒內旋轉造漿，開動泥漿泵進行循環，待泥漿均勻后以低檔慢速開始鉆進，使護筒腳處有牢固的泥皮護壁。鉆至護筒腳下1.0m后，按正常速度鉆進。

　　在鉆進過程中，采用輕壓、低檔慢進，大泵量、稠泥漿。

　　起落鉆頭避免撞擊孔壁。在接卸鉆桿時，嚴防鉆頭脫落。鉆進時防止擴孔、坍孔和卡鉆。每進尺5~8m，檢查鉆孔直徑一次。

　　鉆孔過程中，認真填好鉆孔記錄。

　　為保證鉆孔施工不影響鄰樁澆注不滿24小時的樁身砼，鉆孔順序是先鉆對角樁。鉆機移位采用汽車吊。

　　4.5.2沖擊鉆機鉆孔施工方法

　　鉆機就位前，對主要機具及配套設備進行檢修后開始安裝就位，將鉆錐徐徐放入護筒內。鉆機底座和頂端保持平穩，防止產生位移和沉陷，鉆機的起吊滑輪線、鉆錐和樁孔中心三者應保持同一鉛垂線。

　　鉆進時，采用小沖程開孔，進入正常鉆進狀態后，采用4～5m中大沖程，最大沖程不超過6m，鉆進過程中及時排碴。

　　每個孔繪制地質剖面圖，并針對不同地質調整泥漿指標。鉆孔中泥漿比重不宜大于：砂黏土為1.3，大漂石、卵石層為1.4，巖石為1.2。入孔泥漿粘度一般地層為16～22s，松散易坍地層為19～28s。

　　經常注意地層變化，在地層變化處撈取碴樣，判斷地質類別，并與設計提供的地質剖面圖相對照，及時根據地質條件調整鉆進工藝。

　　鉆孔作業連續進行。因特殊情況必須停鉆時，將鉆錐提至孔外，以防埋鉆，并在孔口加護蓋，以策安全。

　　4.6清孔

　　沖擊鉆機用掏碴筒清孔，旋轉鉆機采用換漿法清孔。換漿清孔是以相對密度較低的泥漿逐步把鉆孔內浮懸的鉆碴和相對密度較大的泥漿換出，換至孔內泥漿的相對密度低于1.1以下為止，且孔底最終沉碴厚度不得大于設計和規范要求。

　　4.7終孔檢查

　　用籠式檢孔器檢查孔徑、孔形、垂直度；用測繩配測錘檢查孔深和孔底沉渣厚度。終孔檢查符合施工規范要求，經監理工程師同意后開始下道工序施工。

　　4.8鋼筋籠制作及安裝

　　鋼筋籠在加工場集中分節預制，自制平車運至工地；每節鋼筋籠接頭鋼筋應錯開，在接頭長度段內受力鋼筋焊接接頭面積小于總面積的50%；在籠中加設十字鋼筋撐，綁扎方木加固，防止鋼筋籠變形，吊車進行安裝，接長鋼筋籠采用套管擠壓連接成型。鋼筋籠入孔到設計標高后，用定位吊筋穿入鋼管焊接到鋼護筒上，保證灌注中鋼筋籠不發生掉籠或浮籠。

　　4.9灌注水下混凝土

　　混凝土采用250～300mm鋼導管灌注，采用吊車分節吊裝，絲扣式快速接頭連接，導管吊裝前先試拼，并進行水密性試驗，試驗壓力不小于孔底靜水壓力的1.5倍。導管接口應連接牢固，封閉嚴密，同時檢查拼裝后的垂直情況與密封性，根據樁孔的深度，確定導管的拼裝長度，吊裝時導管位于樁孔中央，并在澆筑前進行升降實驗。

　　安裝儲料斗及隔水栓，儲料斗的容積要滿足首批灌注下去的砼埋置導管深度的要求。

　　水下混凝土由攪拌站進行拌制，6m3砼攪拌運輸車運輸，輸送泵將混凝土壓送進儲料斗，當料斗內混凝土數量滿足封底要求時開啟斗門一次封底。灌注中，嚴格控制導管埋深（埋置深度控制在2～6m），防止導管提漏或埋管過深拔不出而出現斷樁。灌注砼時，要保持孔內水頭，防止出現坍孔。樁身混凝土灌注頂面高出設計樁頂高程1.0m，以保證樁頭質量。

　　4.10樁基檢測

　　施工過程中，對每個工序認真做好施工試驗、記錄，并在成樁以后配合監理工程師進行樁的檢驗。

　　成樁后按設計要求對樁基進行成樁質量檢測和評價，具體檢測方法及檢測數量按設計及規范要求進行。

　　5、結束語

　　鉆孔灌注樁的部分施工質量主要是。1.人為因素是導致事故發生的根本原因，因此重點抓好施工管理，2.技術不成熟規范施工工序流程落實不到位，所以做好事前、事中、事后質量控制，就能避免極大部分的工程質量事故發生。

　　參考文獻：

　　[1] 建筑樁基施工技術規范》（JGJ94-2008）

　　[2] 《輸電線路施工（第二版）》中國電力出版社，2007.

　　[3] 《混凝土外加劑》作者：熊大玉，王小虹出版社：化學工業出版社出版日期：2002年 ISBN：7-5025-3305-2

　　[4] 王雪青,國際工程項目管理．北京:中國建筑工業出版社,2000:98-130

　　[5] 樂云,國際新型建筑工程CM承發包模式．上海:同濟大學出版社,1998:13-96

　　[6] 田金信,周愛民,建筑企業全面質量管理．北京：中國建筑工業出版