橋梁鉆孔灌注樁常見病害成因及對策（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘要：文章針對黃織線橋梁鉆孔灌注樁施工中常見斷樁、串樁等病害和處理措施，介紹了橋梁鉆孔灌注樁常見病害成因及對策，為今后的類似問題提拱參考。
鉆孔灌注樁包括成孔和成樁兩大過程，是一項工序環節較多，工藝比較復雜，技術要求較高，工作量較大，并需在一個較短時間內快速完成水下灌注混凝土的隱蔽工程。施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現質量病害，造成病樁或斷樁等重大質量事故，危及樁基工程的質量。為此，必須以系統工程的觀點，推行全面質量管理，明確工序質量標準，建立嚴格的施工管理和工序質量檢查制度，以工序過程控制，來保證成樁質量。在完善施工工藝、提高操作技能的基礎上，認真分析成孔、成樁過程常見病害的產生原因，總結研究其預防治理措施，以期將施工質量病害的影響減至最低限度，高標準、高質量地完成樁基施工任務。
一、成孔過程
1.護筒冒水：護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉、護筒傾斜和位移，造成成孔偏斜，甚至無法施工。
病因分析：埋設護筒時周圍填土不密實；或護筒內水位相差太大；或鉆頭起落時碰撞。
防治措施：埋護筒時，坑底與四周選用最佳含水量的粘土層分層夯實；在護筒適當高度開孔，使護筒內保持有1～1.5m的水頭高度；起落鉆頭時，防止碰撞護筒。
2.樁孔孔壁坍塌：成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中，排出的泥漿不斷出現氣泡，有時護筒內的水位突然下降，均為塌孔的兆頭。
病因分析：主要是由于土質松散，加之泥漿護壁不好；護筒埋設不好；筒內水位不高；提住鉆頭鉆進，鉆頭鉆速過快，或空鉆時間太長，都易引起鉆孔下部坍塌；或成孔后待灌時間和灌注時間過長。
施工對策：在松散易坍土層中適當深埋護筒，密實回填土；使用優質泥漿，提高泥漿比重和粘度；升高護筒，終孔后補給泥漿，保持要求的水頭高度；保證鋼筋籠制作質量，防止變形；吊放時要對準孔位，吊直扶穩，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌時間一般不應超過3h，并應盡快灌注速度，縮短灌注時間；在鋼筋籠未下入孔內情況下，將砂、粘土混合物回填到坍孔深以上1～2m，或全孔回填并密實后，再用原徑鉆頭和優質泥漿掃孔；在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小于鋼筋籠內徑的鉆頭以優質泥漿掃孔或用導管清孔。
3.樁孔局部縮徑：指局部孔徑小于設計孔徑。
病因分析：泥漿性能欠佳，失水量大，引起塑性土層吸水膨脹，或形成疏松、蜂窩狀厚層泥皮；鄰樁施工間距和時間間隔不當，土層中應力尚未消散，新孔孔壁軟土流變；鉆頭直徑磨損過大。
施工對策：采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；當設計樁距<4D時，應跳隔1~2根樁施工；或新樁孔盡可能在鄰樁成樁36h后開鉆。
4.樁孔偏移傾斜：成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。
病因分析：鉆機安裝不平，或鉆臺下有虛土產生下均勻沉陷：樁架不穩，鉆桿導架不垂直，鉆機磨損，部件松動，護筒埋設偏斜，鉆桿彎曲，主動鉆桿傾斜，遇舊基礎或大弧石等地下障礙物，土層軟硬不均或基巖傾斜。
施工對策：鉆機安裝周正、水平、穩固，護筒不偏斜，鉆桿不彎曲，主動鉆桿保持垂直；增添導向架，控制提引水龍頭，盡可能采用鉆鋌加壓，清除地下障礙物；除軟硬互層采用輕壓慢轉技術參數外，從軟塑粘土層，尤其流塑粘上層和砂層進入硬塑粘土層或從軟土層進入基巖時，籠狀鉆頭下端的錐形導向小鉆頭需改用平底導向小鉆頭，或者直接用不帶導向小鉆頭的平底鉆頭鉆進；用砂、粘土混合物回填至偏斜處以上1~2m，待密實后用平底合金鉆頭輕壓慢轉糾斜，在基巖面發生傾斜時，可投入20~40mm粒徑碎石，略高于偏斜處，沖擊密實后用平底合金鉆頭。
5.孔底沉渣過多：孔底沉淤、殘留泥砂過厚，或孔壁泥土塌落在孔底，使沉渣超標。
原因分析：泥漿過稀，清孔未凈；清孔汜漿比重過小或清水置換；鋼筋籠吊放未垂直對中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；或清孔后待灌時間過長，泥健沉淀；沉渣厚度測量的孔底標高下統一。
施工對策：終孔后，鉆頭提離孔底1~20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少于30min；清孔采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度下要直接用清水置換，鋼筋籠垂直緩放入孔；避免碰撞孔壁；清孔完畢立即迅速灌注混凝土；采用導管二次清孔，沖孔時間以導管內側量的孔底沉渣厚度達到規范要求為準；提高混凝土初灌時對孔底的沖擊力；導管底端距孔底控制在40~50cm，初灌混凝土量，必須滿足導管底端能埋入混凝土中0.8~1.3m的要求。
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鉆孔灌注樁包括成孔和成樁兩大過程，是一項工序環節較多，工藝比較復雜，技術要求較高，工作量較大，并需在一個較短時間內快速完成水下灌注混凝土的隱蔽工程。施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現質量病害，造成病樁或斷樁等重大質量事故，危及樁基工程的質量。為此，必須以系統工程的觀點，推行全面質量管理，明確工序質量標準，建立嚴格的施工管理和工序質量檢查制度，以工序過程控制，來保證成樁質量。在完善施工工藝、提高操作技能的基礎上，認真分析成孔、成樁過程常見病害的產生原因，總結研究其預防治理措施，以期將施工質量病害的影響減至最低限度，高標準、高質量地完成樁基施工任務。
一、成孔過程
1.護筒冒水：護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉、護筒傾斜和位移，造成成孔偏斜，甚至無法施工。
病因分析：埋設護筒時周圍填土不密實；或護筒內水位相差太大；或鉆頭起落時碰撞。
防治措施：埋護筒時，坑底與四周選用最佳含水量的粘土層分層夯實；在護筒適當高度開孔，使護筒內保持有1～1.5m的水頭高度；起落鉆頭時，防止碰撞護筒。
2.樁孔孔壁坍塌：成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中，排出的泥漿不斷出現氣泡，有時護筒內的水位突然下降，均為塌孔的兆頭。
病因分析：主要是由于土質松散，加之泥漿護壁不好；護筒埋設不好；筒內水位不高；提住鉆頭鉆進，鉆頭鉆速過快，或空鉆時間太長，都易引起鉆孔下部坍塌；或成孔后待灌時間和灌注時間過長。
施工對策：在松散易坍土層中適當深埋護筒，密實回填土；使用優質泥漿，提高泥漿比重和粘度；升高護筒，終孔后補給泥漿，保持要求的水頭高度；保證鋼筋籠制作質量，防止變形；吊放時要對準孔位，吊直扶穩，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌時間一般不應超過3h，并應盡快灌注速度，縮短灌注時間；在鋼筋籠未下入孔內情況下，將砂、粘土混合物回填到坍孔深以上1～2m，或全孔回填并密實后，再用原徑鉆頭和優質泥漿掃孔；在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下，用直徑小于鋼筋籠內徑的鉆頭以優質泥漿掃孔或用導管清孔。
3.樁孔局部縮徑：指局部孔徑小于設計孔徑。
病因分析：泥漿性能欠佳，失水量大，引起塑性土層吸水膨脹，或形成疏松、蜂窩狀厚層泥皮；鄰樁施工間距和時間間隔不當，土層中應力尚未消散，新孔孔壁軟土流變；鉆頭直徑磨損過大。
施工對策：采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；當設計樁距<4D時，應跳隔1~2根樁施工；或新樁孔盡可能在鄰樁成樁36h后開鉆。
4.樁孔偏移傾斜：成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。
病因分析：鉆機安裝不平，或鉆臺下有虛土產生下均勻沉陷：樁架不穩，鉆桿導架不垂直，鉆機磨損，部件松動，護筒埋設偏斜，鉆桿彎曲，主動鉆桿傾斜，遇舊基礎或大弧石等地下障礙物，土層軟硬不均或基巖傾斜。
施工對策：鉆機安裝周正、水平、穩固，護筒不偏斜，鉆桿不彎曲，主動鉆桿保持垂直；增添導向架，控制提引水龍頭，盡可能采用鉆鋌加壓，清除地下障礙物；除軟硬互層采用輕壓慢轉技術參數外，從軟塑粘土層，尤其流塑粘上層和砂層進入硬塑粘土層或從軟土層進入基巖時，籠狀鉆頭下端的錐形導向小鉆頭需改用平底導向小鉆頭，或者直接用不帶導向小鉆頭的平底鉆頭鉆進；用砂、粘土混合物回填至偏斜處以上1~2m，待密實后用平底合金鉆頭輕壓慢轉糾斜，在基巖面發生傾斜時，可投入20~40mm粒徑碎石，略高于偏斜處，沖擊密實后用平底合金鉆頭。
5.孔底沉渣過多：孔底沉淤、殘留泥砂過厚，或孔壁泥土塌落在孔底，使沉渣超標。
原因分析：泥漿過稀，清孔未凈；清孔汜漿比重過小或清水置換；鋼筋籠吊放未垂直對中，碰刮孔壁泥土坍落孔底；或清孔后待灌時間過長，泥健沉淀；沉渣厚度測量的孔底標高下統一。
施工對策：終孔后，鉆頭提離孔底1~20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少于30min；清孔采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度下要直接用清水置換，鋼筋籠垂直緩放入孔；避免碰撞孔壁；清孔完畢立即迅速灌注混凝土；采用導管二次清孔，沖孔時間以導管內側量的孔底沉渣厚度達到規范要求為準；提高混凝土初灌時對孔底的沖擊力；導管底端距孔底控制在40~50cm，初灌混凝土量，必須滿足導管底端能埋入混凝土中0.8~1.3m的要求。
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