淺談橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

楊　毅

摘要：文章以橋梁鉆孔灌注樁施工中的常見(jiàn)重點(diǎn)問(wèn)題為基點(diǎn)，從質(zhì)量技術(shù)方面進(jìn)行了分析，并提出了一些控制方法，以便在實(shí)際工作中借鑒參考。

關(guān)鍵詞：橋梁鉆孔灌注樁；施工質(zhì)量控制；缺陷樁；斷樁

中圖分類(lèi)號(hào)：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）09-0158-02

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)廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域。但鉆孔灌注樁屬于水下隱蔽工程，一般施工質(zhì)量效果無(wú)法直接觀察，雖然其施工工藝并不復(fù)雜，但施工中的每個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要，會(huì)影響整個(gè)樁的質(zhì)量，一旦出現(xiàn)缺陷樁，處理起來(lái)也麻煩，往往影響工期，增加投資。因此，嚴(yán)格控制好鉆孔灌注樁每個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，是提高樁基質(zhì)量的關(guān)鍵。

一、幾種缺陷樁的形成原因

（一）斷樁的產(chǎn)生原因

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．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。

2．在灌注過(guò)程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過(guò)大，以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低，從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力，加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管，在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。

3．卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁的重要原因之一。由于人工配料（有的機(jī)械配料不及時(shí)校核）隨意性大，責(zé)任心差，造成混凝土配合比在執(zhí)行過(guò)程中的誤差大，使坍落度波動(dòng)大，拌出混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過(guò)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使混凝土的初凝時(shí)間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，都會(huì)導(dǎo)致卡管事故，造成斷樁。所以嚴(yán)格控制混凝土配合比，縮短灌注時(shí)間，是減少和避免此類(lèi)斷樁的重要措施。

4．坍塌。因工程地質(zhì)情況較差，施工單位組織施工時(shí)重視不夠，有甚者分包或轉(zhuǎn)包，施工者談不上有什么經(jīng)驗(yàn)，在灌注過(guò)程中，井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等造成類(lèi)泥沙性斷樁。這類(lèi)現(xiàn)象在本工程的斷樁中占有相當(dāng)大的比例，較為嚴(yán)重。而且位置深、難處理，是導(dǎo)致工期無(wú)限延期及經(jīng)濟(jì)上大量浪費(fèi)的重要因素之一。

5．另外，導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應(yīng)認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作，這對(duì)保證樁基的質(zhì)量很重要。

（二）縮頸

在鉆孔過(guò)程中，由于鉆錐磨損或焊補(bǔ)不及時(shí)，再或地層中遇到膨脹的軟土、粘土、泥巖等，容易產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象。

（三）灌注時(shí)發(fā)生井壁坍落

成孔后灌注水下混凝土?xí)r發(fā)生坍孔現(xiàn)象，若坍塌不止，應(yīng)將導(dǎo)管拔出，以粘土回填重新成孔；輕微坍落在施工中不易被察覺(jué)，聲測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)際情況還可以采用壓漿、旋噴等工藝處理樁芯局部夾泥砂或空洞等缺陷，不再贅述。

二、灌注施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

（一）原料質(zhì)量控制要點(diǎn)

砼原料宜選用卵石、石子含泥量小于2%，以提高砼的流動(dòng)性，防止堵管。一般砼初凝時(shí)間僅3～5小時(shí)，只能滿(mǎn)足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時(shí)間約為5～7小時(shí)，因此應(yīng)加緩凝劑，使砼初凝時(shí)間大于8小時(shí)。為了使砼具有良好的保水性和流動(dòng)性，應(yīng)按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)并加入30%以上的水，然后與拌合料一起均勻加入60%的水，最后再加入10%的水，最后加水到出料時(shí)間控制在60秒內(nèi)，坍落度應(yīng)控制在180+20毫米之間，砼灌注距樁頂約5米處時(shí)，坍落度控制在160毫米～170毫米，以確保樁頂浮漿不過(guò)高。氣溫高，成孔深，導(dǎo)管直徑在250毫米之內(nèi)，取高值，反之取低值。

（二）鉆孔質(zhì)量控制要點(diǎn)

1．采取隔孔施工程序。鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內(nèi)成樁，周?chē)烈葡驑渡硗馏w對(duì)樁產(chǎn)生動(dòng)壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強(qiáng)度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來(lái)平衡的，故采取較適應(yīng)的樁距對(duì)防止坍孔和縮徑是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。

2．確保樁身成孔垂直精度。這是灌注樁順利施工的一個(gè)重要條件，否則鋼筋籠和導(dǎo)管將無(wú)法沉放。為了保證成孔垂直精度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取擴(kuò)大樁機(jī)支承面積使樁機(jī)穩(wěn)固，經(jīng)常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測(cè)試。

3．確保樁位、樁頂標(biāo)高和成孔深度。在護(hù)筒定位后及時(shí)復(fù)核護(hù)簡(jiǎn)的位置，嚴(yán)格控制護(hù)筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認(rèn)真檢查回填土是否密實(shí)，以防鉆孔過(guò)程中發(fā)生漏漿的現(xiàn)象。在施工過(guò)程中自然地坪的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化，為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平和樁具的總長(zhǎng)度并作好記錄，以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長(zhǎng)度來(lái)校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。

雖然鉆桿到達(dá)的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時(shí)泥漿比重控制不當(dāng)，或在提鉆具時(shí)碰撞了孔壁，就可能會(huì)發(fā)生坍孔、沉渣過(guò)厚等現(xiàn)象，這將給第二次清孔帶來(lái)很大的困難，有的甚至通過(guò)第二次清孔也無(wú)法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測(cè)繩復(fù)核成孔深度，如測(cè)繩的測(cè)深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復(fù)鉆并清孔。同時(shí)還要考慮在施工中常用的測(cè)繩遇水后縮水的問(wèn)題，因其最大收縮率達(dá)1.2%，為提高測(cè)繩的測(cè)量精度，在使用前要預(yù)濕后重新標(biāo)定，并在使用中經(jīng)常復(fù)核。

為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現(xiàn)象，除了在復(fù)核鉆具長(zhǎng)度時(shí)注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據(jù)不同土層情況對(duì)比地質(zhì)資料，隨時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)速度，并描繪出鉆進(jìn)成孔時(shí)間曲線。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過(guò)程中要經(jīng)常復(fù)核鉆頭直徑，如發(fā)現(xiàn)其磨損超過(guò)10mm就要及時(shí)調(diào)換鉆頭。

4．灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài)，再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔．最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護(hù)壁和清孔作用，我們可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆孔樁工程質(zhì)量的關(guān)鍵。從筆者施工的幾個(gè)鉆孔樁工程來(lái)看，其項(xiàng)目粘土層較多，能在鉆進(jìn)中形成泥漿，故采用原土造漿，但現(xiàn)場(chǎng)必須準(zhǔn)備一定數(shù)量且性能合格（塑性指數(shù)大于25，含砂率小于4%）的粘土或膨潤(rùn)土以備不測(cè)，同時(shí)在開(kāi)工前準(zhǔn)備數(shù)量充足符合要求的泥漿。

在鉆孔到設(shè)計(jì)深度時(shí)要做的第一步就是清孔。清孔過(guò)程中要注意保持水頭，經(jīng)常檢測(cè)泥漿指標(biāo)，直到孔口返漿比重持續(xù)小于1.10～1.20，測(cè)得孔底沉渣厚度小于50mm?？捎弥睆奖仍O(shè)計(jì)樁徑小5cm長(zhǎng)3～4倍鉆孔直徑的鋼筋圓圈作為探孔器放入孔內(nèi)驗(yàn)收樁徑，如發(fā)現(xiàn)探孔器下不去或鋼絲繩明顯偏向孔一側(cè)，說(shuō)明出現(xiàn)縮徑或斜孔，應(yīng)及時(shí)回鉆處理。然后下鋼筋籠，盡可能縮短澆筑前的操作時(shí)間，減少沉淀量。嚴(yán)禁用加深孔底深度的方法代替清孔，這樣會(huì)極大地降低樁尖處土的極限承載力，也容易因泥漿相對(duì)密度過(guò)大而造成夾泥或斷樁。鋼筋籠的制作應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，要保證鋼筋籠的焊接質(zhì)量，成籠圓直，保證伸進(jìn)承臺(tái)部分的鋼筋長(zhǎng)度。在鋼筋籠內(nèi)側(cè)縱向綁扎加固的木棒，保證鋼筋籠的垂直性。下放時(shí)，隨時(shí)調(diào)整鋼筋籠的位置，使鋼筋籠中心與樁中心保持一致，并逐步去掉加固用木棒。為了保證中心的一致性及鋼筋籠的保護(hù)層厚度，在鋼筋籠外側(cè)用定位鋼筋空心穿孔砼預(yù)制圓柱體。灌注導(dǎo)管口徑下限控制在200mm以上，其連接處應(yīng)平滑，以減少提升導(dǎo)管時(shí)的阻力。在下導(dǎo)管前，應(yīng)對(duì)導(dǎo)管的連接進(jìn)行水密試驗(yàn)，并記錄各節(jié)長(zhǎng)度和編號(hào)，便于澆注過(guò)程中的長(zhǎng)度計(jì)量。

（三）澆筑過(guò)程中質(zhì)量控制要點(diǎn)

水下混凝土施工隱蔽性強(qiáng)、容易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，是鉆孔灌注樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵。首批混凝土除數(shù)量滿(mǎn)足要求外，可適當(dāng)增加一點(diǎn)水泥量或含砂量，以保證其和易性和流動(dòng)性，使以后澆筑的混凝土容易頂升；若首批混凝土的初凝時(shí)間早于灌注全部混凝土所需的時(shí)間，則首批混凝土中應(yīng)加入緩凝劑。要經(jīng)常檢測(cè)混凝土的坍落度，并作記錄。

澆筑過(guò)程中，最重要的就是控制導(dǎo)管的埋深，《規(guī)范》要求在2m～6m范圍內(nèi)。埋深過(guò)小會(huì)使管外混凝土面上的泥漿卷入混凝土形成夾泥，過(guò)大則使混凝土不易流出頂升，還可能造成樁外圍的混凝土出現(xiàn)骨料離析和空洞，減少樁的有效直徑。亦可造成近導(dǎo)管處混凝土面高，遠(yuǎn)導(dǎo)管處混凝土面低，從而使混凝土先頂升再水平擴(kuò)散，出現(xiàn)死角區(qū)，使泥漿和混凝土混合物填實(shí)在死角區(qū)造成鋼筋的握裹力不足。

提升導(dǎo)管的原則是：（1）每次卸掉的導(dǎo)管長(zhǎng)度應(yīng)和澆入樁孔的混凝土上升高度相對(duì)應(yīng)；（2）必須保證導(dǎo)管埋深在2m～6m范圍內(nèi)。

這就要求在澆筑過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定混凝土面的上升高度，計(jì)算導(dǎo)管埋深，從而確定導(dǎo)管拆卸的節(jié)數(shù)，做好拆卸記錄，防止導(dǎo)管拔出混凝土面而造成斷樁。在混凝土澆至鋼筋籠位置時(shí)，應(yīng)放慢混凝土澆筑速度，使導(dǎo)管有較大的埋深。待混凝土表面進(jìn)入鋼筋籠一定深度后，再提升導(dǎo)管口控制在最小埋深，使導(dǎo)管口高于鋼筋籠底骨架一定距離后繼續(xù)灌注，防止鋼筋籠被頂托上升。

當(dāng)灌注將至設(shè)計(jì)位置時(shí)，由于導(dǎo)管外泥漿稠度增大，混凝土頂升，可用水沖法稀釋泥漿，提高灌注落差，并適當(dāng)加大埋深，因?yàn)榇藭r(shí)泥沙、部分拌合物及被首批混凝土翻上來(lái)的沉淀物等雜物均落在混凝土的上面，測(cè)深無(wú)法反映混凝土頂面高度，容易造成誤測(cè)，致使過(guò)早停澆。所以《規(guī)范》規(guī)定，樁頂標(biāo)高應(yīng)預(yù)加上0.5m～1.0m的高度，待基坑開(kāi)挖后再鑿除質(zhì)量不高的一部分樁頭。

三、結(jié)語(yǔ)

鉆孔樁事故處理的方法很多，難度也較大，無(wú)論采取什么先進(jìn)的辦法處理都將對(duì)工程的進(jìn)度、質(zhì)量及施工企業(yè)的信譽(yù)帶來(lái)不可忽視的影響。因此，在鉆孔樁施工中必須做到每個(gè)工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作， 橋梁鉆孔灌注樁施工中遇到的問(wèn)題是多種多樣的，在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分析歸納，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題制定切實(shí)有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。

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作者簡(jiǎn)介：楊毅（1971－），男，南寧市政工程有限公司項(xiàng)目經(jīng)理，研究方向：橋梁施工、排水施工。