樁基灌注質(zhì)量控制要點及事故處理

程 波，邢富強

中交第四公路工程局有限公司，北京 100123

0 引言

樁基施工屬于隱蔽工程，在施工中會出現(xiàn)很多意想不到的問題，特別是樁基的灌注，若稍有不慎或控制不嚴，就會發(fā)生質(zhì)量事故，小到樁身局部離析，大到斷樁報廢，所以必須高度重視樁基灌注質(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展。本文結(jié)合山區(qū)公路特點及對樁基施工經(jīng)驗，淺談橋梁樁基施工質(zhì)量控制要點及質(zhì)量事故的原因分析、預(yù)防和處理。

1 工程特點

本工程地處大巴山北麓，地貌屬于剝蝕中山及低中山地貌、水系發(fā)育，路線主要沿河溝布設(shè)。樁基地質(zhì)結(jié)構(gòu)主要為：亞粘土、碎石土、卵石土，下伏基巖主要為絹云母石英片巖、千枚巖、片巖、灰?guī)r，構(gòu)筑物基礎(chǔ)主要以嵌巖樁為主。因所處項目施工便道狹窄，山高溝深，無施工大電，為節(jié)約成本，除河道樁基采用鉆孔灌注樁外，其余均采用人工挖孔樁，灌注方法采用水灌和干灌兩種。

2 質(zhì)量控制要點

2.1 樁基混凝土配合比

在施工前選取料場對原材料進行檢測合格后，分人工挖孔樁和鉆孔樁進行配合比設(shè)計。一般情況下，鉆孔樁水下混凝土的坍落度比人工挖孔樁混凝土坍落度要大，但無論何種混凝土都應(yīng)滿足施工工藝的具體要求，如混凝土坍落度、初凝時間、終凝時間等，其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。

2.2 灌注的方法選擇

鉆孔灌注樁無疑采用水下灌注砼方案。

挖孔樁砼灌注前應(yīng)仔細對孔底進行檢查，檢查孔底有無積水和沉渣。一般情況下，沉渣較容易清除，但由于地下水位比較高時，積水就難清盡，鑒于此一般有兩種處理方法：

一是地下水量較少時，混凝土灌注首先應(yīng)將孔內(nèi)積水吸干凈，避免孔底混凝土由于積水而使混凝土局部水灰比增大而出現(xiàn)混凝土強度偏低，嚴重時會造成混凝土離析。另外灌注過程中，應(yīng)嚴格控制混凝土振搗高度，保證混凝土振搗充分避免漏振和過振，最后隨著樁基混凝土的不斷上升，及孔壁水的滲入，樁基表面砼由于振搗而產(chǎn)生的浮漿不斷增加，這時應(yīng)用漿桶將表面的浮漿挖出倒掉，特別是接近樁頂更是如此，也避免由于混凝土配合比失真而造成樁頂出現(xiàn)低強度區(qū)。

二是地下水量較大時，即一般孔內(nèi)滲水量大于6mm/min時的情況下采用水下混凝土灌注方案。灌注前必須對孔底進行檢查，用高揚程潛水泵抽干水進行二次清孔，確?？椎谉o松渣等擾動，然后可向孔內(nèi)注入清水采用水下砼灌注方案。

2.3 灌注前的準(zhǔn)備及過程控制

在灌注砼前，做好各項準(zhǔn)備工作，檢查施工便道是否通暢，砼運輸車卸料平臺是否可靠，吊車和砼運輸車的位置是否有利于樁基灌注，特別是雨季施工，應(yīng)充分考慮環(huán)境因素的影響，準(zhǔn)備好各種防雷雨措施的工具。

水下砼灌注之前必須對樁孔進行嚴格的檢查，確保樁底無沉渣；灌注時導(dǎo)管必須做密封試驗，特別清水樁對導(dǎo)管的密封性要求更嚴，安裝導(dǎo)管時必須套好密封圈并用導(dǎo)管扳手上緊，確保嚴密不漏水。

導(dǎo)管口距孔底要保持400mm 左右的距離,安裝時要精確測量，反復(fù)校核。當(dāng)隔水栓提起灌下一定數(shù)量的混凝土后,應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～200mm，使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大，以保證底層的混凝土質(zhì)量。

在灌注過程中,要嚴格把握施工進度和時間,經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管,以使混凝土均勻注入。導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在2～6m之間，極限時不得< 1m ,每間隔15～20min，要對混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進行一次測量和校核。

若施工過程中發(fā)生了混凝土堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象，一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當(dāng)，或者是因為導(dǎo)管漏水漏漿導(dǎo)致管內(nèi)混凝土與管壁的摩擦力增大、流動性降低造成的,要分清原因有針對性地加以解決,切不要無控制地靠提管消除堵塞。

3 水下砼灌注質(zhì)量事故預(yù)防及處理

3.1 導(dǎo)管堵塞

灌注時間過長，而上部砼已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物，造成砼灌注極為困難，造成堵管；快速連續(xù)澆注，使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài)，可防導(dǎo)管堵塞。灌注混凝土應(yīng)勻速向?qū)Ч芰隙穬?nèi)放料，如突然灌注大量的混凝土導(dǎo)管內(nèi)空氣不能馬上排出，也可導(dǎo)致堵管，若管內(nèi)空氣從導(dǎo)管底端排出，可能帶動導(dǎo)管拔出混凝土面?；炷恋馁|(zhì)量也是堵塞導(dǎo)管的主要原因，混凝土和易性不好或離析使石子聚集在一起流動性差，導(dǎo)致堵管。導(dǎo)管使用后應(yīng)及時沖洗，保證導(dǎo)管內(nèi)壁干凈光滑。如發(fā)生堵管在導(dǎo)管上部可用鋼筋疏通，在下部提取導(dǎo)管上下振擊。

3.2 導(dǎo)管漏水

導(dǎo)管使用前須做密封試驗，灌注前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。在灌注過程中發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)加快灌注速度，并加大混凝土埋深，使管內(nèi)混凝土盡快超出漏水處，否則應(yīng)盡快重新灌注，采用二次封底方案。

3.3 導(dǎo)管拔出混凝土面

導(dǎo)管提漏有兩種原因：1）當(dāng)導(dǎo)管堵塞時，一般采用上下提振法，使混凝土強行流出，但如果此時導(dǎo)管埋深很少，極易提漏；2）因泥漿過稠，在測量導(dǎo)管埋深時，對砼澆注高度判斷錯誤，而在卸管時多提，使導(dǎo)管提離砼面，也就產(chǎn)生提漏。灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小，出現(xiàn)拔脫提漏。特別是灌注后期，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴格按照規(guī)程用規(guī)定的測深錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤，否則必須及時處理。若孔內(nèi)混凝土面高度較小時，終止灌注，重新成孔；孔內(nèi)混凝土面高度較高時，可用二次導(dǎo)管插入法，其一是導(dǎo)管底端加底蓋閥（要嚴密不漏水且有砼沖擊力是易脫落），插入混凝土面1.0m左右，導(dǎo)管料斗內(nèi)注滿混凝土?xí)r，將導(dǎo)管提起約0.5m，底蓋閥脫掉，即可繼續(xù)進行水下澆注混凝土施工，但必須快速進行，防止砼面形成硬殼。由于要克服泥漿對導(dǎo)管的浮力，混凝土面較深時，不宜采用。此方法使用時，必須由有經(jīng)驗的工程師現(xiàn)場指導(dǎo)，導(dǎo)管長度、吊球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強度、混凝土面實際位置等數(shù)據(jù)，必須在事先準(zhǔn)確確定。

如果挖孔樁，可拔出導(dǎo)管，盡快抽干孔內(nèi)水，清除頂面的離散砼，如有少量積水可撒入適量干水泥并迅速采用干灌法灌注30cm砼，立即進行振搗，使施工縫良好接觸，然后一直采用干灌法工藝進行；如果滲水量較大，不宜采用干灌法時，可盡量抽干水，清理離散砼，安裝導(dǎo)管距砼面20cm，盡快用干水泥撒入接觸面，灌注砼埋住導(dǎo)管下口，并用插入式振搗棒進行振搗，使施工縫良好接觸后采用水下砼灌注方案，但灌注2m范圍內(nèi)必須進行振搗，使頂部砼密實，導(dǎo)管埋深取大值。

3.4 導(dǎo)管被砼埋住、卡死

在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時間過長，導(dǎo)致已灌砼流動性降低，從而增大砼與導(dǎo)管壁的摩擦力。導(dǎo)管插入混凝土中的深度應(yīng)根據(jù)攪拌混凝土的質(zhì)量、供應(yīng)速度、澆注速度、孔內(nèi)護壁泥漿狀態(tài)來決定，一般情況下以2～6m為宜。

如果導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大，供應(yīng)混凝土間隔時間較長，且混凝土和易性稍差，極易發(fā)生“埋管”事故。

如果預(yù)料到不能及時供應(yīng)混凝土（超過1h），混凝土運輸距離遠，交通堵塞等因素時，除混凝土中加緩凝劑外，導(dǎo)管插入混凝土中的深度不宜太小，據(jù)以往經(jīng)驗，以5～6m為宜，每隔15min左右，將導(dǎo)管上下活動幾次，幅度以 2.0m左右為宜，以免使混凝土產(chǎn)生初凝假象?？ü墁F(xiàn)象是混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出砼時稀時干。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管，都會導(dǎo)致卡管事故。所以嚴格控制混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類事故的重要措施。

3.5 鋼筋籠上浮

安裝鋼筋籠時，應(yīng)對鋼筋籠進行對中固定，可用鋼管或者鋼筋固定在護筒或護壁上。當(dāng)灌注到鋼筋籠底部時，應(yīng)緩慢放料，盡量減小埋深，減小對導(dǎo)管的沖力，當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m時，應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時，應(yīng)立即停止灌注混凝土，并準(zhǔn)確計算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高，提升導(dǎo)管后再進行澆注，上浮現(xiàn)象即可消失。

3.6 樁頂空心

原因：導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大，混凝土坍落度小，樁頂空心呈不規(guī)則漏斗形，其深度、位置與導(dǎo)管拔出時的位置、樁頂混凝土狀態(tài)有關(guān)。導(dǎo)管埋得太深，拔出時底部已接近初凝，導(dǎo)管拔上后砼不能及時沖填，造成泥漿填入。

采取措施：灌注結(jié)束前導(dǎo)管插入混凝土中深度不超過6.0m；灌注結(jié)束后，導(dǎo)管拔出混凝土之前，導(dǎo)管上下活動幾次，幅度不超過50cm，或者用機械、人工振搗樁頂混凝土，時間不超過20s。盡可能縮短灌注時間，避免使樁頂混凝土產(chǎn)生假凝現(xiàn)象、降低樁頂混凝土的流動性。

3.7 樁身有夾渣、夾泥、蜂窩

泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊，增加了澆注砼的阻力，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動不暢等現(xiàn)象，有時甚至灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊，由于導(dǎo)管內(nèi)儲存大量砼，一旦流出其勢甚猛，在砼流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層；灌注砼過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層的原因。使砼面處于垂直頂升狀，不使浮漿、泥漿卷入砼是防治夾渣、夾泥、蜂窩的關(guān)鍵。

4 樁基質(zhì)量的檢測

橋梁工程樁基混凝土灌注7天后，可對樁基質(zhì)量進行檢測。目前，超聲波透射法其檢測結(jié)果準(zhǔn)確性較高，所以我國采用相當(dāng)普遍。但首先應(yīng)進行聲測管的預(yù)埋，埋設(shè)質(zhì)量將直接影響著樁基的檢測結(jié)果，嚴重時將會造成檢測人員誤判。固必須嚴格按照圖紙要求進行檢測管的安裝，并防止檢測管的堵塞，灌注砼前首先在檢測管內(nèi)灌注清水，并堵好管口，以便順利檢測。

5 結(jié)論

灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目，要保證其施工質(zhì)量，其關(guān)鍵還在于人。強調(diào)現(xiàn)場管理人員要有高度責(zé)任心，以防為主，對樁基各個施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工，只有這樣樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。

[1]《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ041-2000）.

[2]《公路施工手冊》橋涵.