淺談橋梁灌注樁施工

李有義

隨著大量橋梁工程的興建，灌注樁基礎(chǔ)具有施工方便，承載力高，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在工程中大量使用。鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量事故。這就要求在施工中做好施工前的準(zhǔn)備工作，施工過程中的工藝控制以及施工過程中的事故和缺陷的及時(shí)處理。

1 施工準(zhǔn)備

1)人員組織機(jī)構(gòu)配置。

為滿足樁基施工需要，建立施工組織機(jī)構(gòu)，安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量保證體系和健全的管理制度。配置足夠的施工管理人員、工程技術(shù)人員和勞動(dòng)力。

2)材料準(zhǔn)備情況。

材料準(zhǔn)備充分，且進(jìn)場(chǎng)材料都嚴(yán)格按要求進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)工作，不合格材料不準(zhǔn)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

3)機(jī)械設(shè)備。

為保證施工能順利進(jìn)行，配備足夠的機(jī)械設(shè)備，能滿足工程的全面開展。

4)技術(shù)交底。

按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求編制詳細(xì)的技術(shù)交底資料。在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，嚴(yán)格要求施工隊(duì)伍將交底落到實(shí)處。

5)施工測(cè)量。

根據(jù)橋梁形式、跨徑及設(shè)計(jì)要求的施工精度確定利用原設(shè)計(jì)網(wǎng)點(diǎn)加密或重新布設(shè)控制網(wǎng)點(diǎn)，補(bǔ)充施工需要的水準(zhǔn)點(diǎn)。

2 灌注樁施工

1)施工平臺(tái)的修建和護(hù)筒的設(shè)置:

場(chǎng)地淺水時(shí)宜采用筑搗法施工，筑搗面積應(yīng)滿足施工要求，高度應(yīng)高出施工水位0.5 m～1.0 m;深水時(shí)可采用鋼管樁施工平臺(tái)、雙壁鋼圍堰平臺(tái)或浮式施工平臺(tái)，平臺(tái)須牢靠穩(wěn)定，能承受工作時(shí)所有靜、動(dòng)荷載。設(shè)置護(hù)筒時(shí)，護(hù)筒內(nèi)徑亦比樁徑大20 cm～40 cm，護(hù)筒中心線應(yīng)與樁中心線重合，平面允許誤差為50 mm，豎直線傾斜不大于1%，旱地、筑搗處可采用挖坑埋設(shè)法，護(hù)筒底部和四周所填粘土必須分層夯實(shí)，護(hù)筒宜高出地面30 cm或水面1.0 m～2.0 m，埋設(shè)深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或樁位的水文地質(zhì)情況確定，一般宜為2 m～4 m。

2)制漿、鉆孔:

鉆孔時(shí)采用泥漿護(hù)壁，泥漿一般由水、粘土和添加劑按適當(dāng)比例配制而成，開始鉆孔時(shí)，開孔的位置必須準(zhǔn)確，開鉆時(shí)均應(yīng)慢速鉆進(jìn)，并開動(dòng)泥漿泵進(jìn)行循環(huán)，待泥漿均勻后方開始鉆進(jìn)。適當(dāng)控制進(jìn)尺，在護(hù)筒底部，低擋慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進(jìn)入地層后方可快速鉆進(jìn)，在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時(shí)應(yīng)保持孔內(nèi)具有規(guī)定的水位和要求的泥漿相對(duì)密度和粘度。

3)清孔:

鉆孔深度、孔深、孔徑檢查符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后方可清孔，清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、砂漿置換、空壓機(jī)噴射，不論采用哪種方法必須注意保持孔內(nèi)水頭，防止塌孔，清孔后應(yīng)從孔底提出泥漿試樣進(jìn)行泥漿性能指標(biāo)試驗(yàn)，不得用加深鉆孔方式代替清孔。

4)鋼筋籠制作、吊裝要求:

鋼筋骨架制作應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，長(zhǎng)骨架宜分段制作，分段長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸和吊裝條件確定，確保不變形，接頭應(yīng)錯(cuò)開，骨架外側(cè)應(yīng)設(shè)置控制保護(hù)層厚度的墊塊，其間距豎向?yàn)? m，橫向四周不少于4處，骨架頂端要設(shè)置吊環(huán)，鋼筋制作和吊裝后應(yīng)達(dá)到主筋間距±10 mm，箍筋間距±20 mm，外徑±10 mm，傾斜度±0.5%，骨架保護(hù)層厚度±20 mm，骨架中心平面位置20 mm，骨架頂端高程±20 mm，骨架底面高程±50 mm。變截面樁鋼筋骨架吊放按設(shè)計(jì)要求施工。

5)安裝導(dǎo)管:

下導(dǎo)管前，對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，嚴(yán)禁用壓氣試壓。進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力的1.3 倍。

6)水下混凝土的生產(chǎn)及灌注:

混凝土的配置應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的混凝土強(qiáng)度由試驗(yàn)室根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)材料等情況設(shè)計(jì)出混凝土配合比，然后按配合比的材料數(shù)量進(jìn)行攪拌。水泥的初凝時(shí)間宜不少于2.5 h，強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5，集料優(yōu)先采用卵石，同時(shí)控制集料的最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時(shí)不大于40 mm，細(xì)集料優(yōu)先采用級(jí)配良好的中砂，另外混凝土的坍落度宜為180 mm～220 mm，水灰比宜為0.5～0.6，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于350 kg，當(dāng)摻減水劑或粉煤灰時(shí)不宜少于300 kg。灌注開始后，混凝土緊湊、連續(xù)的進(jìn)行灌注，直至整根樁灌注完畢，整個(gè)灌注時(shí)間不得長(zhǎng)于首批混凝土的初凝時(shí)間，首批混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋置深度不少于1 m和填充導(dǎo)管底部的需要，導(dǎo)管埋置深度宜控制在2 m～6 m，灌注到頂部時(shí)要比設(shè)計(jì)高出0.5 m～1.0 m，灌注過程中注意觀察管內(nèi)混凝土下降和孔內(nèi)水位上升情況，及時(shí)測(cè)量孔內(nèi)混凝土面高度，正確指揮導(dǎo)管的提升和拆除。

一句話說得阿東也哭了起來。媽媽的確說過許多次。媽媽要求家里任何一個(gè)人，無論阿里犯了什么錯(cuò)誤，都不準(zhǔn)吼他。

3 施工中的常見問題成因及處理

1)初灌未封底:

a.樁底沉渣量過大，使初灌不能正常反漿。

b.導(dǎo)管距孔底太遠(yuǎn)，初灌量不夠沒有埋住導(dǎo)管。造成這種情況的原因是清孔不干凈和導(dǎo)管底距孔底高度測(cè)的不準(zhǔn)及首批混凝土量不足，這就要求在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規(guī)范要求應(yīng)進(jìn)行二次清孔，用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量工具以及根據(jù)儲(chǔ)料斗的大小、樁徑的大小確定導(dǎo)管底距孔底的高度，通常不大于50 cm。

2)導(dǎo)管堵塞:

在鉆孔灌注樁混凝土施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞的現(xiàn)象，究其原因有:

a.導(dǎo)管法蘭盤漏水，導(dǎo)管內(nèi)混凝土中間被水層隔離，這時(shí)導(dǎo)管內(nèi)混凝土不能流動(dòng)，導(dǎo)管被堵塞。

c.導(dǎo)管裂縫，導(dǎo)管管壁太薄在施工中扯動(dòng)過激，使管壁出現(xiàn)裂縫。

d.混凝土施工所用的砂、石等原材料級(jí)配不合格或水灰比不正確以及在施工中控制不夠嚴(yán)格與實(shí)際要求發(fā)生較大偏差而出現(xiàn)離析，使石料與砂沉積在導(dǎo)管底端，水泥漿上浮堵塞導(dǎo)管。

e.混凝土灌注過程不連續(xù)、間斷時(shí)間過長(zhǎng)使已灌注的水下混凝土凝固也會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)管堵塞。

f.初灌時(shí)隔水栓堵塞導(dǎo)管。

3)導(dǎo)管拔出混凝土面:

導(dǎo)管提漏有兩種原因:

a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí)，一般采用上下提振使混凝土強(qiáng)行流出，但如果此時(shí)導(dǎo)管埋深很少，極易提漏。

b.因泥漿過稠，在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí)對(duì)混凝土澆筑高度判斷錯(cuò)誤而在卸管時(shí)多提使導(dǎo)管提離混凝土面。產(chǎn)生提漏時(shí)，孔內(nèi)混凝土面高度較小時(shí)，終止?jié)仓?，重新成孔。孔?nèi)混凝土面高度較高時(shí)，可以用二次導(dǎo)管插入法。

4)導(dǎo)管被混凝土埋住:

在灌注過程中，導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過大，以及灌注時(shí)間過長(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。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、澆筑速度、孔內(nèi)護(hù)壁泥漿狀態(tài)來決定，一般情況下，以2 m～6 m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(shí)間較長(zhǎng)，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(shí)供應(yīng)混凝土，導(dǎo)管插入混凝土中的深度不宜太小，以5 m～6 m為宜，每隔15 min左右，將導(dǎo)管上下活動(dòng)幾次，幅度以2.0 m左右為宜，以免使混凝土產(chǎn)生初凝假象。

5)鋼筋籠上浮:

常見原因:

a.鋼筋骨架內(nèi)徑與導(dǎo)管間距小，骨料粒徑大，主筋搭接焊接頭未焊平，在導(dǎo)管的提升和下沉過程中，法蘭盤掛帶鋼筋籠。

b.鋼筋籠安裝時(shí)扭曲變形，導(dǎo)管與鋼筋籠接觸緊密使得提升導(dǎo)管時(shí)帶動(dòng)鋼筋籠上浮。

c.由于機(jī)具故障，澆筑混凝土?xí)r停歇使得鋼筋骨架與導(dǎo)管間的混凝土凝結(jié)，在提升導(dǎo)管時(shí)帶動(dòng)鋼筋籠。

d.澆筑混凝土速度過快產(chǎn)生向上的浮力將鋼筋籠托起。為防止鋼筋骨架上浮就要避免提升導(dǎo)管時(shí)帶動(dòng)鋼筋骨架，另外當(dāng)灌注的混凝土頂面到鋼筋籠底部1 m左右時(shí)，應(yīng)減慢放料速度，當(dāng)混凝土上升到骨架底4 m以上時(shí)，提升導(dǎo)管使其底口高于骨架2 m以上時(shí)再恢復(fù)正常的灌注速度。

6)孔壁坍塌:

孔壁坍塌在灌注樁施工中是經(jīng)常遇到的事。

其主要原因有:

a.沒有根據(jù)土質(zhì)條件，采用合適的成孔工藝和相應(yīng)的泥漿質(zhì)量。b.護(hù)筒埋置太淺，護(hù)筒的回填土和接縫不嚴(yán)密，漏水漏漿，以致孔內(nèi)液面高度不夠或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，降低了對(duì)孔壁的靜水壓力等。c.清孔后泥漿密度、粘度降低，也會(huì)減少對(duì)孔壁的靜水壓力，使孔壁失穩(wěn)。d.直接用供水管沖刷孔壁，或在松散砂土快速鉆進(jìn)，或停在一處空轉(zhuǎn)時(shí)間太久。e.成孔后停休時(shí)間太長(zhǎng)，沒有及時(shí)澆筑混凝土。

預(yù)防措施:

a.塌孔事故關(guān)鍵是以預(yù)防為主，鉆孔前針對(duì)技術(shù)資料分析土層結(jié)構(gòu)，選擇適宜的成孔方法和機(jī)具，合理安排成孔順序，適當(dāng)填筑作業(yè)平臺(tái)及選擇足夠強(qiáng)度和尺寸的護(hù)筒。b.當(dāng)?shù)貐^(qū)水位變化太大時(shí)，采用適當(dāng)?shù)姆椒ū３炙^相對(duì)穩(wěn)定。c.由于清孔或鋼筋骨架吊入造成塌孔時(shí)，應(yīng)立即停止清孔或?qū)摻罟羌艿醭?，利用鉆孔機(jī)具攪動(dòng)添加泥漿護(hù)壁，同時(shí)將坍塌物清理干凈，待塌孔穩(wěn)定后重新清孔和安裝鋼筋骨架。

總之，在橋梁灌注樁施工過程中，一定要嚴(yán)格施工工藝，在施工事項(xiàng)上和質(zhì)量意識(shí)上提高認(rèn)識(shí)，否則，就會(huì)在施工過程中造成事故和質(zhì)量上的缺陷，輕者進(jìn)行返工處理，重則造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

［1］交通部第一公路工程總公司.公路工程施工手冊(cè)(橋涵)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］鄭成元.探討灌注樁常見的施工質(zhì)量問題［J］.山西建筑，2010，36(6):109-110.