鉆孔灌注樁樁身夾渣及斷樁的原因分析與解決辦法

陳龍

（蘇州工業園區建設監理有限責任公司， 江蘇 蘇州 215021）

鉆孔灌注樁樁身夾渣及斷樁的原因分析與解決辦法

陳龍

（蘇州工業園區建設監理有限責任公司， 江蘇 蘇州 215021）

摘 要：鉆孔灌注樁在高層建筑中使用越來越頻繁，經常發生夾渣和斷樁的問題。講述了一次灌注樁斷樁問題的處理過程，并根據以往經驗分析了施工準備階段、成孔階段、混凝土澆灌過程中三個方面容易導致樁身夾渣及斷樁問題的原因和解決辦法。

關鍵詞：夾渣；斷樁；原因分析；解決辦法

1 工程概況

江蘇某地一大型商業項目，基礎為鉆孔灌注樁，共 1 532根，直徑有 60 cm、80 cm、100 cm 三種，全部為摩擦型樁。發生問題的 112# 樁為直徑 100 cm，樁長 48 m，樁端持力層為 13 層(粉土夾粉砂)，要求進入持力層≥20 m，混凝土澆灌至下午 17∶00 時，由于地處市中心且有一路段發生交通事故導致多輛混凝土車堵在路上。等待了近 2 h 混凝土才到現場，澆灌時孔內泥漿已無法上涌，料斗、導管內混凝土無法下灌，同時導管亦無法下埋，此時混凝土面距樁頂 25 m。多次嘗試下埋導管均未成功，只好不停地拆除導管，最后經經測繩測量得知導管埋深已不足 30 cm，前后持續一個多小時導管始終無法下埋，無法繼續澆灌混凝土，最后為防止混凝土凝固無法拔出導管，只好拔除全部導管。

2 處 理

由于泥漿護壁的鉆孔樁成孔后不宜停放過久，立即從別的樁機上調來導管及小直徑鉆頭，使用直徑為 60 cm 的鉆頭重新接上鉆桿，下鉆之前重新將鋼筋籠在十字方向上固定并居中，防止鉆頭、導管卡到鋼筋籠，下鉆至樁頭并鉆進約 30 cm左右(由測量鉆桿進尺來控制)，這樣可以清除樁頭夾渣混凝土，以盡量減少檢測時出現夾層的可能。提起鉆桿，重新下導管清孔，將剛才攪起的樁頭沉渣循環出去，同時加大泥漿比重護壁。不時測量孔深及泥漿指標，清孔完成時泥漿指標為比重 1.15，砂率 1%，粘度 20 S，沉渣厚度約為 5 cm。計算混凝土澆灌時料斗下口所需高度：

式中：H 為料斗下口至混凝土面的高度；P 為導管內混凝土下落并將導管外混凝土頂升時所需的超壓力，取 100 kPa；Hw為混凝土面以上泥漿的高度，取 23.8 m；γw為樁孔內泥漿的重度，由實測的泥漿比重計算，取 11.27 kN/m3；γc為混凝土的重度，取 24 kN/m3。

經計算，混凝土澆灌時料斗所需高度為 11.6 m，此時孔深為 25 m，滿足料斗高度要求。

因現場無隔水塞，只好將導管最下端包一塊彩條布并用繩捆扎固定在導管上，捆扎時以不能過松也不能過緊、盡量不讓泥漿水返入導管和可以使混凝土沖開彩條布為界。下導管至樁頭中間位置并進入距樁頭約 50 cm 的位置。計算首灌所需最少混凝土方量：

式中：V 為首灌所需最少混凝土方量；D 為樁孔直徑，取 1 m；d 為導管內徑，取 0.244 m；H1為導管下口至樁孔底的高度，取 0.5 m；H2為導管首灌時的埋深，取 1 m；Hwγw/γc為首灌時導管內混凝土平衡樁孔內泥漿壓力所需的高度，其中 Hw為混凝土面以上泥漿的高度，取 23.8 m；γw為樁孔內泥漿的重度，由實測的泥漿比重計算取 11.27 kN/m3；γc為混凝土的重度，取 24 kN/m3。

使用較大的料斗并放滿混凝土(1.8 m3)，開閥澆灌時不停止往料斗里放混凝土，保證混凝土澆灌的連續性。此時孔內泥漿面上涌，直至澆灌完成未有異常情況，混凝土二次澆灌成功，后期進行小應變檢測結果為二類樁。

3 原因分析與解決辦法

此次斷樁問題雖已及時處理，避免了設計核定的麻煩，但得到的經驗教訓是值得學習的。結合以往的監理經驗對泥漿護壁鉆孔灌注樁容易導致夾渣及斷樁的常見問題的原因分析與解決辦法進行探討。

3.1 施工準備階段

(1)由于現在大多使用商品混凝土，市場上商品混凝土廠家良莠不齊，混凝土質量很難得到保證，影響混凝土質量的因素也比較多：水泥含量不足，石子針片狀過多、砂率低，增加了導管與混凝土的摩阻力，容易導致導管無法下埋，有可能致使導管堵管，施工單位和監理單位需要嚴格甄選混凝土廠家，混凝土澆灌時要安排人員常駐現場監督其原材料及配合比，從混凝土源頭上把好關。運輸用的混凝土罐要密封堅固，運輸過程中不得漏漿、離析。增加水泥(水泥漿)以改善混凝土的水灰比，坍落度宜控制在 180 mm～220 mm，加強混凝土的和易性，降低集漿比，減小混凝土與導管之間的摩阻力，預防堵管現象出現。

(2)鉆孔或澆灌過程中要注意突然停電或其他突發情況的出現，現場必須配備備用發電機，功率需滿足現場施工的要求，要有備用的導管、鉆頭、測繩等器具，以備堵管時使用。

(3)要注意檢查導管內外壁是否光滑，是否有變形、凹陷、開裂、導管拼接是否順直，接頭處是否有偏位。導管每次連接時一定要密封，法蘭要擰緊，使用前要做泌水試驗，壓力不得小于樁孔水深的 1.3 倍壓力，保證不得漏水，不符合要求的導管要及時更換，防止因為導管問題而出現堵管現象。

(4)護筒周邊有水，埋置過淺，護筒下口或樁孔內泥漿向外滲漏，孔內水頭高度不易保持，容易出現坍孔，從而導致樁身混凝土夾渣。護筒周邊要夯實，護筒頂面宜高出原地面20 cm 左右，護筒宜埋入粘土層中不小于 0.5 m，升降鉆頭時要注意避免碰到護筒。

3.2 成孔階段

(1)鉆頭直徑要經常檢查，刀片有脫落時要注意及時焊接更換，現場要制作好符合樁孔直徑的孔規，成孔后必須使用孔規進行檢查，防止出現因為縮孔而導致的坍孔現象。

(2)土體中有軟塑土的要注意土體遇水膨脹、地層應力釋放而出現縮孔現象，鉆頭要上下反復掃孔，來保持孔徑。鉆孔進尺太快，泥漿還未起到護壁的作用，或在某一層面鉆孔時間過長，容易形成擴大孔，而此層面上部的孔壁得不到支撐導致坍孔。鉆孔進尺不得過快，也不得過慢，要使用失水率較小的泥漿護壁，以免護壁不牢引起坍孔。

(3)鋼筋籠在吊運過程中要注意變形，最好在籠內焊一個十字形的加勁筋，待鋼筋籠吊入孔內時拆除，下鋼筋籠前注意檢查鋼筋籠的垂直度，是否對準樁孔中央。鋼筋籠上下節連接時要保證垂直，鋼筋籠保護層要安裝牢固，保證四周保護層大小一致，下鋼筋籠時最好使用導向鋼管吊裝、連接。這樣混凝土澆筑時也不易產生偏位，也可防止鋼筋籠刮碰而坍孔，從而導致夾渣。

(4)二清泥漿比重未控制好，比重過大容易導致導管外孔內壓力變大。清孔時要注意控制泥漿比重、砂率、粘度、沉渣厚度等指標，建議控制范圍：泥漿比重不大于 1.20；砂率不大于 8%；粘度不大于 28S；沉渣厚度不大于 10 cm。鋼筋籠內徑較大時可以使用直徑較大的導管，增加導管內的混凝土方量，平衡內外壓力差，防止孔內泥漿壓力過大導致混凝土面上升困難，以至出現堵管現象。

3.3 混凝土澆灌過程中

(1)首灌時要注意防止導管進水，要保證首次埋深大于1 m；防止因首灌方量計算有誤，使首灌的混凝土不能埋住導管下口，全部在導管以外，造成導管進水，容易導致混凝土離析、夾渣、斷樁等現象；測量孔深時容易產生錯誤，防止因計算導管埋深時產生錯誤拆錯導管。施工單位及監理單位要認真測量、計算，盡量避免此類測量、計算錯誤。

(2)混凝土澆灌開始不久如發生堵管現象，可使用振動器振動導管，如果沒有效果，拔除導管，用空氣吸泥機將已澆灌的混凝土全部吸出，更換導管，重新清孔澆灌混凝土。

(3)混凝土澆灌過程中，由于未能連續澆灌，易使導管內產生高壓氣囊，導致法蘭位置漏氣、漏水、密封圈脫落，從而使導管內混凝土離析，增加了混凝土與導管的摩阻力，容易導致堵管。澆灌混凝土時要徐徐灌注，盡量將導管內空氣排出，避免導管內形成高壓氣囊。

(4)混凝土澆灌時間過長，過程不連續，早期混凝土已經初凝，容易在導管下口形成“盆”狀混凝土面頂住導管，使導管內的混凝土無法下灌，提升導管才可以使混凝土下灌，但導管無法下埋并隨同混凝土面一起上升，容易導致導管埋深不足，甚至脫空進水?；炷翝仓r間不得長于初凝時間，如果澆筑時間超過首批混凝土的初凝時間，最好摻入緩凝劑。澆灌前要讓混凝土廠家保證混凝土供應的及時性、連續性，出現混凝土供應中斷時要有應急措施?；炷翝仓^程中要經常測量孔深、導管埋深，及時拆除導管，埋深要控制在 2 m～6 m 之間，不得集中拆除導管。導管提升后可使導管內混凝土相對導管外的混凝土壓力增加，容易使混凝土下灌，但要控制好導管埋深。如果導管無法下埋可適當增加料斗上的配重，左右、上下旋磨，可以使導管稍有下埋。如果導管埋深過大未能及時拆除，導致導管無法拔除。此時可以用千斤頂、“葫蘆”、卷揚機試拔，如果實在無法拔除，只能割斷導管，重新下導管清孔澆灌混凝土。

(5)樁孔內水頭高度在短時間內變化較大，孔內有大量汽泡泛起，極有可能產生坍孔現象，泥渣堆積在混凝土表面導致混凝土提升困難?；炷翝补噙^程中，樁孔周圍土體有承壓水層的要注意保持孔內水頭高度，有地下水的要注意水頭高度要高出地下水位 1 m 以上，防止坍孔導致樁身有夾層。

(6)混凝土超灌高度不夠，容易導致樁頭混凝土夾渣，強度不足，要注意超灌面標高的測量控制，最好不小于 1 m，如果已經澆灌完成，可以開挖出樁頭并破除夾渣部分，重新立模澆筑。

4 結 語

混凝土的質量、導管堵管、樁孔坍孔等問題容易引起樁身混凝土夾渣、斷樁，由于鉆孔灌注樁位于地下無法直觀其成孔及澆灌過程，施工時有一定難度，這就要求我們在監理過程中出現問題時能夠及時作出準確的判斷并處理，以挽回一定的工期和經濟損失。

中圖分類號：F407.9

文獻標識碼：B

文章編號：1007-4104(2014)10-0062-03

收稿日期：2014-07-02

作者簡介：陳龍(1983—)，男，本科學歷，工程師，主要從事建筑工程、市政橋梁工程監理工作。

通信地址：江蘇省蘇州市中新大道西128號 加城大廈5樓F-C 蘇州工業園區建設監理有限責任公司；E-mail：guiwang007@vip. qq.com