超高層建筑中沖孔灌注樁常見施工質量通病與預防措施

超高層建筑作為現代社會建筑,具備了集約化、垂直縱向發(fā)展化、地標建筑化等優(yōu)勢和特點,尤其在商業(yè)繁華的大都市建設成為眾多社會人士的寵兒。沖孔灌注樁作為一項傳統(tǒng)的灌注樁,以其適用各種地質條件和不同規(guī)模的建筑物、對鄰近建筑物有害影響小、單樁承載力大、樁端可進入持力層或嵌入巖層等優(yōu)點,在城市超高層建筑施工中得到廣泛的應用。但是由于地質條件復雜多變,成孔工藝復雜,沖孔灌注樁在施工中常遇到各種問題,如孔壁塌孔、樁孔偏位、遭遇溶洞或地下流層漏漿、卡錘、斷樁等,成為沖孔灌注樁施工最常見的質量通病,也是最令施工管理人員頭疼的問題。

一、沖孔灌注樁施工工藝流程

目前,超高層建筑沖孔灌注樁的施工工藝流程如下:場地平整、夯實→測量放線→埋置護筒→樁機定位→沖擊至設計深度→孔深測定、清孔→鋼筋籠制作及吊放→混凝土導管安裝→二次清孔、測定沉縫→安放隔水塞、灌注水下混凝土→成樁。 

二、孔壁坍塌

1、主要表現 

當沖擊成孔過程中出現有大量氣泡、護筒內水位突然下降明顯、泥漿快速漏失嚴重,則表示有孔壁坍塌的跡象,基本可以判斷出現孔壁坍塌。 

2、原因分析 

造成孔壁坍塌的主要原因有:

(1)由于鉆頭回轉不靈、泥漿容重不足、溶洞通道未堵塞或沖擊沖進速度過快,造成沖孔造壁不牢,從而出現孔壁坍塌;

(2)由于孔內水頭壓力不夠、泥漿容重不足,孔壁承壓水出現滲透,造成孔壁坍塌;

(3)由于鋼筋籠吊裝不穩(wěn)、速度過快,鋼筋籠出現變形,碰撞破壞了泥膜及孔壁,造成孔壁坍塌。 

三、預防措施 

預防措施主要有:

1、是詳細解讀地質報告和超前鉆資料,弄清地下水位,巖石走向,溶洞、土洞分布,保證沖孔過程水頭壓力穩(wěn)定和鉆頭回轉正常,做好事前預防。

2、是泥漿的比重必須符合規(guī)范要求,泥漿制備要選用高塑性粘土或膨潤土,且要根據施工實際情況進行配合比設計。

3、是在成孔過程中,沖擊沖進速度不宜過快,成孔速度應按照實際施工地質情況根據規(guī)范選取確定。四是要嚴格控制鋼筋籠吊裝速度,保證吊裝質量。五是若中斷成孔作業(yè),要加強漏水、跑漿等情況的監(jiān)控。 

四、樁孔偏位 

1、主要表現 

孔位偏離中心線,樁孔出現較大垂直偏差或彎曲,鋼筋籠吊裝下放困難。 

2、原因分析 

造成樁孔偏位的主要原因有:一是由于樁機安裝穩(wěn)定性差,底座部水平不固定,作業(yè)時樁機不穩(wěn)、鉆頭偏位。二是沖孔過程中遇不均勻底層、半坡巖或孤石,容易導致鉆頭偏位。三是護筒四周積水,造成護筒松動、地面下沉、樁機傾斜、護筒中心移位,造成樁孔偏位。 

3、預防措施 

預防措施主要有:

(1)是要保證樁機底座按照水平、平穩(wěn)、穩(wěn)固、固定,保證沖孔作業(yè)時樁機不發(fā)生傾斜、偏移、移位。

(2)是保證護筒四周排水暢通。根據降水圖設置集水坑和排水溝;埋設護筒時,將護筒周邊回填密實并略高于地面;泥漿池位置設置離護筒距離不少于15米。

(3)是在不均勻地質作業(yè),可選用自重大、鉆桿剛度大的樁機。遇孤石時則采用高低沖程交替沖擊,通過將孤石擊碎或者將其擠入孔壁的辦法,來避免樁孔偏位。沖孔過程中如果出現偏斜,可以采用鋼筋探籠進行偏斜位置和偏斜情況查明,并可回填優(yōu)質粘土塊或片石等繼續(xù)用小沖程沖進。 

五、漏漿 

1、主要表現 在沖孔作業(yè)過程中,孔內泥漿突然快速、大量漏失無法補充,嚴重的甚至出現突然掉鉆、卡鉆、倒鉆和塌孔。漏漿在沖孔灌注樁作業(yè)過程中出現的頻率是比較高的。 

2、原因分析 

造成漏漿的主要原因有:一是遭遇溶洞或地下流層,沖孔作業(yè)中極易造成快速、大量漏漿。二是沖孔經過巖層,泥漿迅速從巖層的節(jié)理和裂縫中滲漏流失;又或者經過透水性很強的砂礫層或流砂,泥漿流失嚴重。三是護筒埋置過淺、接縫不嚴。 

3、預防措施 

預防措施主要有:

(1)施工前要詳細吃透樁孔超前鉆資料和地質報告,弄清地下水位、巖石走向、溶洞及土洞分布,特別是灰?guī)r地區(qū)。

(2)做好充分準備,在可能出現漏漿的樁位備足黏土和片石,遇到大量漏漿,及時適當調整、提高泥漿比重,把護壁打牢,同時保證孔內水頭,避免地下水滲入孔內。

(3)保證護筒制作質量,增加護筒埋置深度。遇到漏漿發(fā)生,應立即停止作業(yè),回填片石、黏土或摻有片石的黏土,再低速沖擊。 

六、 卡錘 

1、主要表現 

在沖孔作業(yè)過程中,沖擊錘卡在樁孔內拔不出來?ㄥN一般發(fā)生在泥漿護壁造孔過程中。 

2、原因分析 

造成卡錘的主要原因有:

(1)是沖孔作業(yè)中護筒發(fā)生傾斜、卷邊脫節(jié)或者錯縫,造成樁錘被卡在護筒接口處或底部。

(2)是遭遇梅花孔或孤石,導致樁錘不能自由轉動或被探頭石及回填片石塊卡住。

(3)是沖孔沖擊速度過快過猛。四是樁錘直徑變化造成卡錘。 

3、預防措施 

預防措施主要有:

(1)是提高現場管理人員監(jiān)控意識,作業(yè)中要經常檢查護筒的垂直防止發(fā)生傾斜、注意觀察樁機負荷和鋼絲繩擺動情況,同時注意調整泥漿性能,及時撈渣。

(2)是要嚴格按規(guī)范控制沖擊速度,切忌過快過猛。同時,保持樁錘大小的統(tǒng)一。

(3)是卡錘發(fā)生后切忌強行提出,首先想到的辦法是輕提,通過上下輕提樁錘,同時輔助工具左右旋轉鋼絲繩,使樁錘沿下落方向順利拔出,這個是最經濟的辦法。如果輕提不動,則需探明卡錘位置,然后可采用小沖擊鉆沖擊或用沖、吸的辦法,將樁錘位置周圍的鉆渣松動后再提出?ㄥN情況嚴重的,還應根據施工實際情況及樁孔下面地質情況,恰當選擇提錘沖頂法、小孔沉渣法、空心錘沖孔打撈法、小爆破震動法和高壓水槍切割法等辦法實現打撈。 

七、斷樁 

1、主要表現 

樁身某一截面混凝土凝固后完全不連續(xù)性,局部夾泥或局部被沖洗液等疏松體填充,從而形成斷樁。 

2、原因分析 

造成斷樁的主要原因有:

(1)是孔底沉渣過多,混凝土樁體與基巖之間有夾渣填充形成斷樁。

(2)是導管底端距孔底過高,混凝土坍落度過大,灌注混凝土容易被沖洗液稀釋,造成混凝土不凝固。

(3)是在灌注混凝土時,由于導管提升和起拔次數較多,露出混凝土面,造成混凝土樁出現上下斷層。 

3、預防措施 

預防措施主要有:

(1)是成孔后,要認真清理孔內沉渣,清完后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超出規(guī)范規(guī)定。

(2)是嚴格控制混凝土坍落度,要按設計以及規(guī)范要求施工。

(3)是灌注混凝土作業(yè)要保證連續(xù)性,邊灌混凝土邊拔導管,同時要經常檢查混凝土頂面上升高度,掌握導管埋入深度,避免導管埋入過深或導管脫離混凝土面。 

八、結 語 

沖孔灌注樁施工的好壞,將直接影響到超高層建筑上部結構質量體系。在復雜地質中進行沖孔施工,能保證沖孔樁成樁質的合格率,不但可以減少施工的成本投入,還能節(jié)約大量的工期時間。因此,在沖孔灌注樁施工過程中,要貫徹以預防為主的原則,嚴格遵守各項操作規(guī)程,加強、創(chuàng)新施工管理,提高沖孔灌注樁施工質量控制和工程質量通病的防止,才能保證沖孔灌注樁成樁質量。