橋梁鉆孔灌注樁基礎施工常見質量事故及預防

方學哲　張新朝

摘要：本文分析了橋梁鉆孔灌注樁基礎施工中質量事故，提出了有效的控制措施和處理方法。

關鍵詞：橋梁基礎 鉆孔灌注樁 質量事故

0 引言

鉆孔灌注樁以其適應性強，成本適中，施工簡便等特點，廣泛應用于橋梁深基礎中。但由于灌注樁施工砼需在樁孔中泥漿液面下澆筑，其施工程序和質量控制同一般砼澆筑不同，影響砼施工質量因素較多，因而它的施工技術性要求較高。如果不能很好地掌握其施工技術，就有發(fā)生嚴重質量事故的可能，特別是水下砼成樁質量缺陷難以彌補，鉆孔灌注樁的施工質量直接影響到上部結構的穩(wěn)定及圍護結構的安全。

根據(jù)筆者從事灌注樁工程施工的經驗和體會，針對鉆孔灌注樁塌孔現(xiàn)象和混凝土灌注中的鋼筋骨架上升以及斷樁及夾層問題，探討其成因和處理方法及控制措施，供施工過程中參考。

1 質量事故及預防

1.1 鉆孔偏斜 產生鉆孔偏斜的原因: 鉆機安裝不妥就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時鉆機安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。

預防和處理:先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地，安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線上。鉆桿、接頭要及時檢查，及時調正；鉆桿彎曲要及時調直；遇到復雜地質時為防止搶進度盲目加壓鉆進使鉆孔向軟弱層傾斜，要及時調速。進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，應采用慢速檔鉆進。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效， 可加填粘性土至偏斜處待沉淀密實后再行鉆進。

1.2 漏漿及處理方法 本工程位于緊鄰長江，鉆進過程中遭遇嚴重流砂。而初期鋼護筒埋置深度不夠，造成鉆孔泥漿泄露。根據(jù)這一情況，項目部采取了如下處理辦法：加入粘土或PHP高粘度泥漿以提高泥漿稠度，增強護壁；回填大量粘土摻片石、卵石，必要時用低標號混凝土填滿裂隙；可加長護筒及夯實回填土，以確保刃腳不漏漿。

此外，在處理漏漿時，如漏漿輕微，可采用單一的回填粘土，效果較明顯。但巖層為軟弱夾層時，鉆進時極易發(fā)生斜孔，故在回填粘土的同時，還必須回填一定數(shù)量的片石。施工時，必須綜合考慮施工環(huán)境及現(xiàn)場資料，處理的辦法也應相應變動。

1.3 縮孔 縮孔原因一是鉆錐焊補不及時，嚴重磨耗的鉆錐往往鉆出較設計樁徑稍小的孔；另一種是由于地層中有軟塑3土(俗稱橡皮土)，遇水膨脹后使孔徑縮小。

為防止縮孔，前者要及時修補磨損的鉆頭，后者要使用失水 率小的優(yōu)質泥漿護壁并必須快轉慢進，并復鉆二三次；或者使用卷揚機吊住鉆錐上下、左右反復掃孔以擴大孔徑，直至使發(fā)生縮 孔部位達到設計孔徑為止。

1.4 掉鉆 掉鉆的原因有卡鉆時強提強扭，操作不當，實鉆桿或鋼絲繩超負荷或疲勞斷裂；鉆頭桿接頭不良或滑絲；電動機接線錯誤，鉆機反向旋轉，鉆桿松脫；沖擊鉆頭合金套灌注樁質量差致使鋼絲繩拔出等。本工程發(fā)生過一次掉鉆頭，其原因就是鋼絲繩疲勞斷裂。因此，應經常檢查鉆具、鉆桿、鋼絲繩和連結裝備。由于鉆頭埋沒且大部分鉆孔壁處于穩(wěn)定時， 打撈鉆頭時，先加大孔內泥漿的濃度，將旋轉鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強鉆孔壁，而后采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。打撈工具有以下幾種: 打撈叉、螺旋取物器和卡板取桿器、打撈鉤、偏溝或鉆錐平鉤以及打撈鉗等。

1.5 卡管 卡管是水中灌注混凝土過程中，無法繼續(xù)進行灌注的現(xiàn)象。

形成卡管的原因:初灌時，隔水栓堵管；混凝土和易性、流動性差造成離析；混凝土中粗骨料粒徑過大；各種機械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在導管中停留時間過長而卡管；導管進水造成混凝土離析等。

防治措施:使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時，應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過實驗室確定，為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。為確保導管連接部位的密封性，導管使用前應做水密試驗，進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深的1.3倍的壓力，本工程水密試驗的水壓采用孔內水深的1.5倍。

1.6 埋管 澆注過程中導管無法拔出有兩種可能:其一鋼筋籠制作質量差，部分鋼筋脫離主筋后插入導管吊環(huán)內。這時應正反轉動導管，使導管與鋼筋籠分離并居鉆孔中心再繼續(xù)澆注。其二導管埋深過大或混凝土初凝使導管內外摩擦力增大，水下混凝土灌注應嚴格控制埋管深度。為防止混凝土初凝，除適當加緩凝劑外還應振動導管。

一旦埋管發(fā)生應先查明究竟是何種原因盡可能增大拔力拔起導管(但要防止拔漏導管).拔起過程中應正反搖動導管，使其易于拔起。

1.7 浮籠 由于鋼筋籠的加固不可靠或灌注過程中操作因素帶來的鉆孔樁鋼筋籠移位現(xiàn)象統(tǒng)稱浮籠。此時，應立即暫停灌注，采取以下措施進行處理。

首先對于鋼筋籠上浮在1倍直徑以下的可以在采取有效防止上浮的措施后繼續(xù)灌注。懸吊鋼筋焊縫脫落的，應及時補焊；懸吊鋼筋彎曲的情況應增加鋼管支撐。如果鋼筋籠上浮比較嚴重的必須拔出鋼筋籠，比照斷樁進行處理。

1.8 斷樁 由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；受地下水活動的影響或導管密封不良，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體；此外，在澆注混凝土時，導管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。

防治斷樁必須認真做好清孔，防止孔壁坍塌；盡可能提高砼澆注速度:一是開始澆砼時盡量積累大量砼，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。二是快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)，可防導管堵塞；提升導管要準確可靠，灌注砼過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規(guī)程；在臨近灌注結束時可選用較長的竹竿進行協(xié)助測量混凝土灌注深度以確保砼的灌注高度；灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲和缺陷發(fā)現(xiàn)問題及時更換。

2 鉆孔灌注樁的質量控制

因為鉆孔灌注樁的施工質量直接影響到上部結構的穩(wěn)定與安全。除了規(guī)范要求以外，筆者認為應強調以下幾點：①對質量控制應以預防為主，在施工前做好充分的準備工作，制定相應的防范措施，并責任到人。②嚴把隊伍進場關。采用一流的人才、先進的工藝、過硬的設備進場，為優(yōu)良工程打下堅實的基礎。③嚴把檢測關。橋梁鉆孔灌注樁無破損檢測是確保施工質量的一個重要檢測手段。我們的做法是：對承擔樁基檢測任務的單位和個人進行資格審查；逐根樁做超聲波檢測；對處理后的缺陷樁做二次檢測，以確保成樁質量及工程的安全性。

3 結束語

鉆孔灌注樁在一項橋梁工程項目中往往會耗費大量的工程資金，也占用較長的施工周期，具有非常重要的作用，其施工質量的優(yōu)劣直接影響到整個工程的質量，在施工過程中必須嚴格按照《公路工程質量檢驗評定標準》的規(guī)定，對每一道工序嚴格檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時查明原因，合理確定防治方案，確保橋梁鉆孔灌注樁的施工質量。