高速公路橋梁工程中的鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)及解決辦法

閆亞亮

一、工程概況

某高速公路橋梁，上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支空心板，共設(shè)2跨，跨度均為14m，橋梁總長(zhǎng)度為34.62m，橋墩為鋼筋混凝土柱式墩身，鉆孔灌注樁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，兩側(cè)橋臺(tái)為鉆孔灌注樁基接蓋梁形式。

二、鉆孔灌注樁的施工特點(diǎn)

鉆孔灌注樁是是根據(jù)成樁方式而定義的一類形式，即在建設(shè)過(guò)程中，采用機(jī)械鉆孔的方式在地基土層中鉆出樁孔，然后在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑混凝土，從而形成灌注樁。這種方式具有較廣的適用范圍，基本適用于任何類型的地基。另外，樁體具有較強(qiáng)的承載能力，可以保障橋梁建設(shè)的安全性；與傳統(tǒng)的沉入樁形式相比，灌注樁噪音小、震動(dòng)小。但是，混凝土的灌注作業(yè)是在地下泥水中進(jìn)行的，因此控制混凝土的灌注質(zhì)量是存在一定難度的；且該技術(shù)施工周期相對(duì)較長(zhǎng)，成孔質(zhì)量要求較嚴(yán)，鉆出的泥渣有污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

三、常用的鉆孔灌注樁質(zhì)量檢測(cè)方法及方式

鉆孔灌注樁是建筑結(jié)構(gòu)體系中的基礎(chǔ)部分，在地基基礎(chǔ)施工中取得了廣泛的應(yīng)用，與建筑的整體質(zhì)量密切相關(guān)。但是，鉆孔灌注樁具有質(zhì)量要求高、工藝性強(qiáng)的特點(diǎn)，常涉及到水下作業(yè)，若缺乏科學(xué)的施工技術(shù)或是缺乏行之有效的質(zhì)量控制措施，就會(huì)極容易誘發(fā)質(zhì)量問(wèn)題，如斷樁、蜂窩等，導(dǎo)致工程資源投入與產(chǎn)出不呈正比。對(duì)此，施工單位在鉆孔灌注樁施工期間，需加強(qiáng)質(zhì)量檢測(cè)，并在落實(shí)此項(xiàng)工作后，以量化的方式評(píng)價(jià)施工質(zhì)量來(lái)作為后續(xù)施工的參考，從而發(fā)揮出導(dǎo)向的作用。

1.檢測(cè)方法

（1）鉆芯檢測(cè)法。該方法是目前檢測(cè)鉆孔灌注樁質(zhì)量時(shí)最普遍的一種方法，具體是：截取樁身的一部分作為檢測(cè)樣品，然后對(duì)所取樣的樣品進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，從而反映該樁的施工質(zhì)量。但是該方法只能對(duì)樁身的一部分進(jìn)行檢測(cè)，且成本較高，實(shí)施檢測(cè)的設(shè)備較為笨重，因此在使用時(shí)存在一定的限制，尤其是大規(guī)模鉆孔施工時(shí)該方法就不能滿足檢測(cè)要求。

（2）振動(dòng)檢測(cè)法。該方法是通過(guò)設(shè)備對(duì)樁頂施加一定的激震力，樁體內(nèi)部會(huì)隨之產(chǎn)生震動(dòng)，利用震動(dòng)波接收器分析內(nèi)部震動(dòng)波的傳播特點(diǎn)和傳播速率等參數(shù)，從而判斷樁身質(zhì)量。該技術(shù)易操作且精度高，目前也被廣泛應(yīng)用。

（3）射線法。射線法是將射線照射樁身，然后利用接收器接收同位素并如實(shí)記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，再與射線的起始值進(jìn)行比較，根據(jù)射線的衰減、散射等數(shù)據(jù)判斷鉆孔灌注樁對(duì)射線的吸收情況，從而為檢測(cè)灌注樁的質(zhì)量提供科學(xué)依據(jù)。

2檢測(cè)方式

鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測(cè)一方面是對(duì)成樁效果的檢測(cè)，另一方面是在施工過(guò)程中的各種檢測(cè)，確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)最后返工的情況。一般來(lái)說(shuō)，施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)重點(diǎn)有孔徑、孔型、孔深、孔渣厚度、混凝土試塊強(qiáng)度、灌注高度等施工環(huán)節(jié)，如果在施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量檢測(cè)不嚴(yán)格，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在灌注樁完成后再檢測(cè)出質(zhì)量不符合的情況則需要返工處理，一方面增加了勞動(dòng)強(qiáng)度延長(zhǎng)了施工周期，另一方面提高了項(xiàng)目建設(shè)的投資成本，因此需要在施工過(guò)程中嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)質(zhì)量檢測(cè)工作。

（1）成孔檢測(cè)

成孔檢測(cè)是對(duì)鉆孔灌注樁技術(shù)基礎(chǔ)施工質(zhì)量的直接判斷措施。在成孔檢測(cè)時(shí)應(yīng)當(dāng)將有效清除孔底的淤泥，因?yàn)橛倌嗟某练e會(huì)影響孔徑的質(zhì)量，而且在灌注混凝土?xí)r也容易混入混凝土中，隨著混凝土的持續(xù)灌注，泥漿會(huì)隨之上升，最終造成灌注樁上部的質(zhì)量不符合施工要求。

（2）施工過(guò)程檢測(cè)

施工過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)重點(diǎn)關(guān)注比較容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié)。首先應(yīng)當(dāng)明確鉆孔灌注樁技術(shù)的施工流程，主要有成孔、下導(dǎo)管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土、成樁。成孔后應(yīng)對(duì)孔底的淤泥進(jìn)行有效的清理，并檢測(cè)持力層的狀態(tài)，對(duì)出漿量、出漿狀態(tài)等進(jìn)行記錄。同時(shí)，監(jiān)理單位對(duì)下鋼筋籠、混凝土灌注等環(huán)節(jié)安排專人監(jiān)督，及時(shí)檢測(cè)，保證施工過(guò)程的質(zhì)量。

四、高速公路鉆孔灌注樁質(zhì)量缺陷及解決辦法

利用鉆孔灌注樁技術(shù)對(duì)公路橋梁進(jìn)行施工時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題，由于該階段的施工屬于地下部分，具有一定的隱匿性，很難通過(guò)肉眼觀察判斷，因此需要借助不同的檢測(cè)手段及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，有效消除，保障施工質(zhì)量。

1.斷樁

（1）出現(xiàn)原因

斷樁是鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行施工時(shí)常發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，且影響較大。在總結(jié)實(shí)際案例以及各項(xiàng)研究表明，造成斷樁的原因一種是混凝土的坍落度較小，強(qiáng)度較低，造成斷樁；另一種是由于導(dǎo)管直徑較小，灌注混凝土?xí)r引起堵塞，且在混凝土初凝前沒(méi)有及時(shí)疏通，造成孔內(nèi)混凝土的灌注量、灌注密度等受到影響，從而引發(fā)灌注樁的強(qiáng)度不符合施工要求出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。

（2）解決辦法

常用的斷樁缺陷解決方式主要有以下幾種：

原位復(fù)樁。首先通過(guò)檢測(cè)并確定斷樁的具體位置，然后對(duì)斷樁進(jìn)行徹底的清理，然后重新灌注形成一個(gè)滿足設(shè)計(jì)要求的新樁，這種方式能夠較徹底的解決斷樁缺陷。

接樁法。首先應(yīng)將斷樁處的混凝土進(jìn)行鑿除，然后將斷面上的夾泥等全面清理，并去除樁身中的不密實(shí)部位，然后進(jìn)行綁扎鋼筋、支模等作業(yè)，然后灌注混凝土，有效凝固后與原樁形成一個(gè)高質(zhì)量的新樁。

直接鑿除法。當(dāng)斷樁缺陷較大，且樁身的強(qiáng)度、硬度、穩(wěn)定性等方面均不能滿足設(shè)計(jì)需求時(shí)，需要直接鑿除重新灌注。該方法的特點(diǎn)是操作難度大，施工周期較長(zhǎng)，增加了項(xiàng)目的建設(shè)成本，但是處理效果最好。

2.混凝土離析和蜂窩現(xiàn)象

優(yōu)質(zhì)的樁基波形會(huì)呈現(xiàn)出清晰的特點(diǎn)，若存在質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)應(yīng)波形也將隨之變化，且不同樁基質(zhì)量缺陷所對(duì)應(yīng)的波形變化也不盡相同。因此，施工單位可以根據(jù)波形的實(shí)際特性對(duì)樁的質(zhì)量情況作判斷。斷樁的波形特點(diǎn)是：沒(méi)有反沖且貼近零線，會(huì)在某處生成多次回波；對(duì)于樁底部分的質(zhì)量問(wèn)題，會(huì)有回波不清的情況；首波具有較大的厚度和寬度，會(huì)隨波來(lái)傳播，并在此過(guò)程中遇離析部分后將散射，隨之出現(xiàn)波形增寬的情況，而這也是離析的重要標(biāo)志。

出現(xiàn)原因。在鉆孔灌注樁技術(shù)中，混凝土離析和蜂窩現(xiàn)象主要是由受彎構(gòu)件布筋過(guò)密造成的。由于灌注樁將承擔(dān)主要的承載功能，為確保其強(qiáng)度和形狀，需要布設(shè)鋼筋籠。但是當(dāng)鋼筋間距小于60mm時(shí)，在混凝土灌注時(shí)，漿液就難以從鋼筋籠中過(guò)渡到其外部，造成鋼筋籠與孔壁之間的空隙無(wú)法有效填充，從而造成離析、蜂窩等情況的發(fā)生。

解決辦法。在處理混凝土的離析和蜂窩現(xiàn)象時(shí)，首先應(yīng)將出現(xiàn)缺陷的工作面進(jìn)行整平，并備齊各種施工工具；然后在樁體上鉆孔，鉆孔時(shí)應(yīng)保證設(shè)備的穩(wěn)定性，根據(jù)鉆進(jìn)程度適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)速率，防止操作過(guò)程中設(shè)備不穩(wěn)定引起鉆孔傾斜；然后進(jìn)行清孔作業(yè)，將鉆孔時(shí)產(chǎn)生的沉渣有效清除，防止沉渣影響后續(xù)施工的質(zhì)量；最后實(shí)施高壓注漿作業(yè)，根據(jù)配合比生產(chǎn)高質(zhì)量的混凝土，并控制其用量，嚴(yán)格按照施工工藝進(jìn)行灌注作業(yè)。

除了以上缺陷外，灌注樁還經(jīng)常出現(xiàn)擴(kuò)徑和縮徑等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響樁基的承載性能，因此也應(yīng)當(dāng)引起重視。在處理該種缺陷時(shí)常采取的措施有補(bǔ)樁法和加大灌注樁截面法。補(bǔ)樁法是在出現(xiàn)缺陷的樁體兩側(cè)分別增加一個(gè)樁體，并與原樁體的標(biāo)高保持一致，并利用連系梁將三個(gè)樁體緊密連接為一個(gè)整體，從而具備項(xiàng)目要求的承載性能；而加大灌注樁截面法則是經(jīng)過(guò)檢測(cè)確定缺陷存在的具體位置后，在缺陷一定距離的上下兩側(cè)分別鉆孔并灌注，然后用鋼筋緊密的固定，確保樁體的穩(wěn)定性。

五、結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁技術(shù)在現(xiàn)階段的橋梁項(xiàng)目中應(yīng)用較為廣泛，但是也容易發(fā)生斷樁、混凝土離析和蜂窩等現(xiàn)象，影響灌注樁的施工質(zhì)量。這就需要在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照工藝流程作業(yè)，并對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，確保灌注樁的強(qiáng)度、安全性等方面滿足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需求。還要對(duì)成樁質(zhì)量運(yùn)用先進(jìn)合理的方法進(jìn)行檢測(cè)，為高速公路橋梁建設(shè)項(xiàng)目的安全運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。