橋梁鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷分析及預(yù)防處治

摘要：文章著重結(jié)合工程實(shí)際對(duì)橋梁基樁缺陷的形成原因進(jìn)行分析，將幾種較成功的處理方法作一介紹。

關(guān)鍵詞：鉆孔樁；質(zhì)量缺陷；成因分折；預(yù)防及處治

中圖分類號(hào)：TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-8136(2009)29-0052-03

隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)仍將被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他工程領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多，對(duì)其施工過(guò)程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮，如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴(yán)，就會(huì)在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期并對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。據(jù)1996年10月北京全國(guó)樁基動(dòng)測(cè)學(xué)術(shù)交流會(huì)上統(tǒng)計(jì)資料表明，在被檢測(cè)的灌注樁中大約有5％～10％是有缺陷的，不良地質(zhì)中灌注樁缺陷率更高達(dá)14.7％。所以，必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失，以利于工程的順利進(jìn)展。本文對(duì)公路鉆孔灌注樁施工及缺陷樁處治實(shí)踐作總結(jié)，供同行交流。

1 幾種缺陷樁的形成與處治

1.1 斷樁

1.1.1 形成斷樁原因分析

斷樁是嚴(yán)重的質(zhì)量事故。對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對(duì)策，預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時(shí)采取補(bǔ)救措施。斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面：

1.1.2 撥脫導(dǎo)管形成斷樁

灌注混凝土過(guò)程中，測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過(guò)小，出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測(cè)儀器不精確時(shí)，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)身錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認(rèn)真核對(duì)，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。

1.2 埋管

1.2.1 原因

混凝土停灌后導(dǎo)管無(wú)法拔出稱為埋管，其主要原因是：孔深誤測(cè)。

1.2.2 預(yù)防措施和處理辦法

(1)孔深測(cè)量采用合理的辦法：灌注時(shí)嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋入深度，配備2名有經(jīng)驗(yàn)的專人測(cè)孔，在任何情況下導(dǎo)管埋入混凝土的深度不得大于6m或小于1m，大于6m以上容易發(fā)生埋管拔不出而造成事故，少于1m時(shí)易發(fā)生拔漏的事故。所以拔管前必須仔細(xì)測(cè)探混凝土頂面的深度，用測(cè)錘測(cè)孔時(shí)可根據(jù)手感判斷混凝土的深度。具體測(cè)量方法是：脫去手上戴的手套，把測(cè)繩下放到停止?fàn)顟B(tài)，用手垂直向上提測(cè)繩(不得使測(cè)繩碰撞導(dǎo)管，鋼筋骨架或其他物體)手中可感覺(jué)到碎石碰撞測(cè)錘的摩阻是否有連續(xù)的感覺(jué)，一直上提測(cè)繩，測(cè)錘離開(kāi)混凝土后手感將消失。此時(shí)可判斷為混凝土頂面的深度，同時(shí)用理論計(jì)算混凝土的灌注深度，與實(shí)測(cè)深度相比較，相差值過(guò)大應(yīng)反復(fù)測(cè)量，確定無(wú)誤后方可提管。特別要注意的是，測(cè)孔前要校核測(cè)繩的刻度，因測(cè)繩反復(fù)使用后，可能由于提升或下放時(shí)刻度移動(dòng)，這在施工中是要特別引起重視，防止造成孔深誤測(cè)。

(2)設(shè)備出問(wèn)題停灌。灌注過(guò)程中遇到停灌超過(guò)20min時(shí)。應(yīng)用起吊設(shè)備提動(dòng)導(dǎo)管，每隔幾分鐘上下提動(dòng)一次，使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過(guò)早地初凝。

(3)導(dǎo)管上拔受阻。如導(dǎo)管向上提升數(shù)十厘米后提升受阻無(wú)法上提，這時(shí)不能只判斷為埋管，而考慮是導(dǎo)管法蘭盤卡掛鋼筋骨架造成。此時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)或搖動(dòng)導(dǎo)管，使其脫離開(kāi)鋼筋骨架再向上提升。提升導(dǎo)管不可猛拔，防止拔斷導(dǎo)管事故發(fā)生。

(4)事故確實(shí)發(fā)生。若埋管的事故確實(shí)發(fā)生，初時(shí)可向?qū)Ч芗訅菏蛊湎鲁?，然后用千斤頂試拔，如試用各種方法失敗后，當(dāng)iL徑較大時(shí)，已灌的混凝土頂面尚未初凝，可另下一根導(dǎo)管，按后所述的第一項(xiàng)導(dǎo)管進(jìn)水的處理要求施工。當(dāng)混凝土灌注頂面距離地面不深時(shí)可停止處理。待混凝土凝固后將原護(hù)筒向上接長(zhǎng)(或外加一道護(hù)筒)加壓或錘擊使護(hù)筒底腳沉到已灌注的混凝土面以下。按干處接樁處理即可。

1.3 卡管形成斷樁

在灌注過(guò)程中發(fā)生混凝土在導(dǎo)管內(nèi)下不去是經(jīng)常遇到的。常叫作孔內(nèi)不翻漿，稱之為卡管。

1.3.1 施工中卡管的成因

(1)初灌混凝土?xí)r，隔水球卡管(首批混凝土)。

(2)混凝土質(zhì)量的原因卡管(如坍落度過(guò)小、流動(dòng)性差、砂石中有大卵石，混凝土離析、導(dǎo)管漏水使粗骨料集中而形成導(dǎo)管堵塞等)。

(3)拔管機(jī)械和拌和設(shè)備發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，或灌注時(shí)間持續(xù)過(guò)長(zhǎng)，最初灌注的混凝土已初凝，增大了管內(nèi)下落的阻力，使混凝土堵在管內(nèi)發(fā)生卡管。

1.3.2 卡管預(yù)防措施

(1)混凝土拌和要均勻，坍落度要控制到18cm～20cm以內(nèi)，混凝土進(jìn)入漏斗前必須檢查混凝土的和易性，有條件時(shí)盡量采用拌和站拌和混凝土，使用混凝土運(yùn)輸罐車送混凝土，可消除混凝土拌和不均勻和離拆。要特別注意的是，在炎熱的夏季灌車，運(yùn)輸混凝土?xí)r，出口處容易造成混凝土失水流動(dòng)性減低，嚴(yán)重時(shí)結(jié)快。在漏斗頂部加一個(gè)5cm×5cm的方格篩子，可預(yù)防不合格混凝土和砂石料中的大卵石進(jìn)入導(dǎo)管。

(2)在灌注前要仔細(xì)檢修設(shè)備，準(zhǔn)備備用機(jī)械，如起吊機(jī)械、混凝土拌和設(shè)備、備用發(fā)電機(jī)等，必須從思想上特別重視，出現(xiàn)機(jī)械故障、停電等必須有應(yīng)急措施。否則。開(kāi)盤條件不具備不能開(kāi)始施工。

1.3.3 發(fā)生卡管后的處理

如果在灌注過(guò)程中發(fā)生卡管，時(shí)間很短孔內(nèi)首批混凝土還為初凝，采用下述拔脫導(dǎo)管時(shí)的處理措施。

如果開(kāi)始灌注停留時(shí)間已久，孔內(nèi)首批已初凝導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土，此時(shí)的處理辦法應(yīng)立即將導(dǎo)管拔出，用吸泥機(jī)將孔內(nèi)混凝土表面的泥漿、渣土等吸出，重新下導(dǎo)管灌注，最后將此樁作為斷樁再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理或加樁處理。

可用長(zhǎng)桿沖搗導(dǎo)管內(nèi)混凝土，用吊繩抖導(dǎo)管使隔球下落，如仍不能下落時(shí)，則須將導(dǎo)管連同漏斗內(nèi)混凝土一起吊起，上下抖動(dòng)導(dǎo)管使混凝土下落，混凝土開(kāi)始下落，要快速使導(dǎo)管恢復(fù)原位。防止導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)水。

1.4 導(dǎo)管進(jìn)水

1.4.1 主要成因

(1)關(guān)注時(shí)首批混凝土儲(chǔ)量不足或混凝土儲(chǔ)量已夠，但導(dǎo)管底口距孔底的間距過(guò)大，混凝土下落以后，埋設(shè)導(dǎo)管深度不足，以致泥水從導(dǎo)管底口壓人。

(2)拔導(dǎo)管時(shí)提升過(guò)猛拔脫導(dǎo)管或測(cè)探有誤，導(dǎo)管底口拔出原混凝土面，導(dǎo)管內(nèi)涌入泥水。

(3)導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開(kāi)，或焊縫破裂。水從接口或焊縫中流入。

1.4.2 預(yù)防措施和處理辦法

(1)若是第一種情況，由于首批混凝土儲(chǔ)量不足，使導(dǎo)管進(jìn)水，應(yīng)立即將導(dǎo)管拔出。將散落在孔底的混凝土用空氣吸泥機(jī)吸出或用抓斗清出，然后重新下導(dǎo)管并準(zhǔn)備足夠的儲(chǔ)量的首批混凝土，將導(dǎo)管與孔底間距控制在30m～40m之間，重新進(jìn)行灌注。

首批混凝土儲(chǔ)量(m³)≥樁孔面積(m²)×孔底至導(dǎo)管底口距離d(m)+導(dǎo)管初埋深度m(m)+導(dǎo)管內(nèi)徑面積(m²)×孔內(nèi)泥漿深度w(m)×泥漿的重度(kN/mm³)混凝土的重度(24kN/mm³) (2)若是第二種情況，由于拔脫導(dǎo)管或測(cè)探有誤，使導(dǎo)管內(nèi)涌入泥水第一種辦法是要立即將導(dǎo)管提離混凝土頂高50cm左右，利用砂包做隔水栓用8#鉛絲吊住砂包隨混凝土一起把導(dǎo)管內(nèi)泥水壓出使導(dǎo)管內(nèi)充滿混凝土，再將導(dǎo)管插入原混凝土內(nèi)50cm，然后剪斷吊砂包的鉛絲繼續(xù)澆注。處理步驟見(jiàn)圖2、圖3這兩種方法比較快速，通過(guò)實(shí)踐證明是最行之有效的處理方法。

此方法處理后的樁經(jīng)超聲波檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)泥夾層和斷樁。但要注意的一點(diǎn)是，樁頭預(yù)留高度必須加大要超灌1m～2m混凝土，以防樁頭頂部混凝土內(nèi)夾有泥塊，造成短樁頭。第二種辦法是立即將導(dǎo)管提出孔外，在導(dǎo)管底部設(shè)置防水塞，具體做法是用一塊5mm厚的鋼板，大于導(dǎo)管下口的直徑蓋住導(dǎo)管，用三層塑料布密封導(dǎo)管口，將導(dǎo)管插入原灌混凝土內(nèi)，導(dǎo)管上面再加重量以克服泥漿浮力，導(dǎo)管內(nèi)裝滿混凝土后，稍提導(dǎo)管，利用混凝土自重將底塞沖開(kāi)，然后繼續(xù)灌注混凝土。

(3)若是第三種情況，由于導(dǎo)管接頭不嚴(yán)或焊縫開(kāi)裂，使導(dǎo)管進(jìn)水，要根據(jù)導(dǎo)管在什么位置進(jìn)水采取不同的處理辦法。如在離孔口不遠(yuǎn)處要加快灌注速度，在最短的時(shí)間內(nèi)將進(jìn)水管拔出。如在最低側(cè)，就要加深埋管深度來(lái)解決。不論在什么位置都要采取連續(xù)灌入混凝土才能防止管內(nèi)存水使混凝土產(chǎn)生離析，避免發(fā)生卡管事故的發(fā)生。

1.5 坍孔

在灌注過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水(泥漿)位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即驟降并冒出水泡，應(yīng)考慮是坍孔征象，可用測(cè)探錘探測(cè)，如發(fā)現(xiàn)孔的深度與灌后測(cè)的深度有明顯的差異或測(cè)量達(dá)不到混凝土面時(shí)及達(dá)不到原來(lái)的深度，相差很多，可證實(shí)為坍孔。

坍孔的成因一般是護(hù)筒底部漏水，孔內(nèi)水位降低或在河流中，當(dāng)漲水時(shí)，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等引起坍孔。

發(fā)生坍孔后要查明原因采取以下措施，如保持或加大水頭、放開(kāi)重物、排除振動(dòng)等，防止繼續(xù)坍孔，然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔內(nèi)的泥土，如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常灌注。

1.6 短樁頭

1.6.1 原因

在施工過(guò)程中，往往出現(xiàn)有個(gè)別樁的混凝土頂面達(dá)不到設(shè)計(jì)的樁標(biāo)高，我們稱此樁為短樁頭，造成短樁頭的主要原因是：

1.6.2 預(yù)防措施及處理辦法

(1)測(cè)錘加重：當(dāng)混凝土灌到將結(jié)束時(shí)，使用較大重量的測(cè)錘進(jìn)行測(cè)量。

(2)當(dāng)使用測(cè)錘測(cè)的混凝土灌注達(dá)到要求的標(biāo)高時(shí)，可選用另一種測(cè)量方法校核混凝土的頂面是否確實(shí)達(dá)到要求的高度，具體方法是：使用一根長(zhǎng)度能插到混凝土頂面以下的螺紋鋼筋，一般φ16的鋼筋即可使用，脫掉手套將鋼筋握在手中垂直向下插入，上下提動(dòng)鋼筋利用鋼筋螺紋與混凝土中的碎石摩擦，可靠手感測(cè)出混凝土面的確切深度，此方法在實(shí)踐中驗(yàn)證確實(shí)很好?？捎行У乜刂苹炷恋捻斆鏄?biāo)高。

(3)當(dāng)造成短樁頭時(shí)，可先挖承臺(tái)，根據(jù)地質(zhì)情況和地下水位的深淺決定處理辦法，如果地下水位較淺且地質(zhì)不宜直接挖時(shí)，可在樁頭的外面下壓一個(gè)長(zhǎng)護(hù)筒，直徑大于樁徑的20cm。把護(hù)筒底角下到混凝土頂面的大約40cm后，清除樁頭頂部的淤泥和沉渣及低強(qiáng)度混凝土，把樁頭清理干凈后，按普通混凝土澆注即可，然后把護(hù)筒拔出。

2 鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制 鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。部頒《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTJ07198對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量作了嚴(yán)格的要求，增加了6.3.1.5和6.3.1.6條，明確規(guī)定了鉆孔灌注樁進(jìn)行無(wú)破損檢測(cè)，這一結(jié)果需由設(shè)計(jì)單位的確認(rèn)。對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量控制，我們認(rèn)為在現(xiàn)時(shí)代仍應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：

(1)對(duì)質(zhì)量控制應(yīng)注重預(yù)防為主，即在施工前做好充分準(zhǔn)備工作，制定相應(yīng)的防范措施，并責(zé)任到人。

(2)嚴(yán)把隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)關(guān)?！耙涣麝?duì)伍投標(biāo)、二流隊(duì)伍進(jìn)場(chǎng)、三流隊(duì)伍干活兒”的現(xiàn)象在建筑市場(chǎng)上仍然存在。只有從嚴(yán)把關(guān)，使一流人才、先進(jìn)的工藝，過(guò)硬的設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，就為優(yōu)良工程打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

(3)嚴(yán)把檢測(cè)關(guān)。橋梁鉆孔灌注樁無(wú)破損檢測(cè)是確保施工質(zhì)量的一個(gè)重要技術(shù)檢測(cè)手段，我們的做法是：①對(duì)承擔(dān)本工程樁基無(wú)破損檢測(cè)任務(wù)的單位和個(gè)人進(jìn)行資格審查；②逐根樁作小應(yīng)變動(dòng)載檢測(cè)；③對(duì)處理后的缺陷必要時(shí)進(jìn)行取芯檢測(cè)，若檢測(cè)仍有缺陷，則該樁再輔以承載試驗(yàn)(大應(yīng)變)，以確保成樁質(zhì)量及工程的安全性。

3 結(jié)束語(yǔ)

灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵工序，灌注過(guò)程中應(yīng)明確分工，密切配合，統(tǒng)一指揮，連續(xù)施工，灌注成高質(zhì)量的水下混凝土，防止事故和發(fā)生樁身缺陷。對(duì)每道工序必須認(rèn)真對(duì)待，一旦發(fā)生事故將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和延誤施工工期。如出現(xiàn)事故時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析原因，采取合理的技術(shù)措施，及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救，對(duì)于確實(shí)存在缺陷的基樁，應(yīng)盡可能設(shè)法補(bǔ)強(qiáng)，不宜輕易廢棄，造成過(guò)多的損失。