橋梁鉆孔樁樁基施工中的質(zhì)量問題及處理

陳濤濤

（中鐵九局集團第七工程有限公司，遼寧沈陽110000）

0 引言

近年來，隨著我國橋梁建設工程不斷增加，施工質(zhì)量是工程建設的重中之重。樁基施工是橋梁建設的核心內(nèi)容，樁基的施工質(zhì)量直接決定了橋梁工程的整體質(zhì)量。樁基施工屬于地下工程，在施工中存在諸多不可預見的因素，導致施工難度加大，且在施工過程中極容易出現(xiàn)質(zhì)量問題。在處理相關(guān)問題時，需要考慮實際的施工情況，分析問題形成的具體原因，進而提出有效的預防和應對處理方法，提升橋梁建設的施工質(zhì)量。

1 工程概述及橋梁鉆孔樁樁基施工的特點

1.1 工程概述

成昆鐵路峨眉至米易段擴能工程EMZQ-12 標段站前工程，施工地點在四川省西昌市境內(nèi)，起點里程為DK440+500，終點里程為DK458+425.76，工程建設全長21.384km。本標段梁式橋全部為鉆孔樁基礎(chǔ)，其中特大橋4 座、大橋3 座、中橋12 座，總計鉆孔樁樁基2164 根/97422 延米，平均樁長45m，樁徑為Φ1.25m 或Φ1.0m。

1.2 橋梁鉆孔樁樁基的施工特點

鉆孔樁樁基是利用鉆機成孔后，在孔內(nèi)下設鋼筋籠和使用導管澆筑水下混凝土形成的橋梁基礎(chǔ)，能夠提高工程地基的承載能力，滿足橋梁設計的要求。在樁基施工中主要有以下特點：旋挖鉆在施工過程中噪聲小，沒有震動，不會側(cè)移，無煙氣排風，所以不會對周邊環(huán)境、建筑群、路面和地下設施等產(chǎn)生影響。樁身剛度強，具有強大的豎向和橫向荷載能力。樁徑、樁長、樁頂、樁底高程等可以按照要求進行調(diào)整和選擇，對于層面高低不平的適應性較強。較之于沉樁減少了搬運、吊置、捶擊等環(huán)節(jié)對樁基質(zhì)量的影響。此外鉆孔樁無預制工序，施工設備簡單，工期效率高，適用于不同硬度的巖層[1]。沖擊鉆施工時震動大，需要對施工周圍有隔震要求的建筑和危房采取一定的保護手段。沖擊鉆具有很好的鉆孔性能，能對較硬的地層進行鉆孔且效率高，適用于硬度較高的巖層或風化巖層及不同的硬脆的地質(zhì)環(huán)境等。但在施工中，排屑較為困難，對于軟質(zhì)地質(zhì)和黏度大的土層地質(zhì)施工難度大，具有一定的局限性。

2 橋梁鉆孔樁樁基施工的常見質(zhì)量問題分析與處理

2.1 塌孔問題與處理

塌孔是較為常見的問題之一，一般會在鉆孔過程中或成孔后形成，主要形成原因有：其一，混凝土漿液黏稠性小，護壁效果欠佳，容易出現(xiàn)漏水情況；護筒埋置過淺，周圍封堵處理不密實產(chǎn)生滲水；護筒底部土層厚度不足，導致發(fā)生滲水，進而使得泥漿水頭高度不符合標準，對孔壁產(chǎn)生的壓力不足。其二，在鉆孔過程中，停鉆時間過長，孔內(nèi)水頭無法保持在相應的水位線上，導致水頭對孔壁壓力降低。其三，在提升鉆頭時或放置鋼筋籠過程中與孔壁產(chǎn)生碰撞。其四，孔內(nèi)水流失導致水頭高度不足。清孔后沒有及時灌注混凝土。其五，施工現(xiàn)場附近有大型的設備或車輛運行產(chǎn)生震動。

預防措施：其一，在施工前，根據(jù)設計部門的地質(zhì)勘查資料，對施工現(xiàn)場的地質(zhì)進行了解，計算出準確的泥漿配比例、泥漿黏度與鉆孔速度。其二，在埋置護筒過程中，要對底部進行夯實，確保護筒安裝后回填的密實度。在水中振動沉入護筒作業(yè)時，根據(jù)地質(zhì)資料務必將護筒穿過淤泥及透水層，確保護筒銜接處的密實性。其三，在阻抗過程中，無特殊情況應進行連續(xù)施工作業(yè)。其四，在提升鉆頭時或放置鋼筋籠過程中應保持垂直，避免與孔壁發(fā)生碰撞。其五，當不具備灌注條件時不宜進行清孔。其六，在鉆孔時，盡量減少周圍大型設備和車輛的運行。

處理方案：在該工程中，出現(xiàn)了輕微的塌孔問題。在處理時，把泥漿的比重加大，提高泥漿的水頭，增強水頭壓力，有效地防止了塌孔問題的發(fā)生。若是發(fā)生嚴重塌孔時，要馬上使用砂類土或片石進行回填，也可使用5%～6%的水泥砂漿黏土進行回填。必要時可以將鉆機移開，防止被埋入孔內(nèi)，待穩(wěn)定后重新鉆孔。

2.2 彎曲和縮頸問題與處理

通常在軟硬巖石互層鉆孔施工時，容易發(fā)生樁基彎曲。在處理時，將鉆頭提到彎曲部位并對該部位進行多次沖孔，直至其正直為止[2]。該工程中出現(xiàn)了嚴重彎孔問題，處理方法采用卵石與黏土混合物回填到彎曲位置上部50～100cm 處，等待填料沉實后重新進行鉆孔。此種處理方式也適用于解決梅花孔、探頭石等問題。縮頸問題主要是塑性土膨脹引起的。為防止縮頸問題發(fā)生，應重視對泥漿質(zhì)量的控制，減少泥漿失水量。在鉆孔成孔時，要注意加大泵量，提升成孔速度。經(jīng)過一定時間后，在孔壁逐步形成泥皮時，要注意防止孔壁滲水，減少膨脹發(fā)生的概率。必要時也可加大鉆頭，使用上下反復掃孔方式增大孔徑。

2.3 卡鉆問題與處理

形成原因：其一，孔內(nèi)出現(xiàn)縮孔、探頭石、梅花孔或孔內(nèi)掉塊。其二，下鉆過猛或鋼絲繩的松緊度未調(diào)節(jié)好，超出設計長度導致鉆錘傾倒，卡在孔壁上。其三，沖擊鉆在黏土層施工中沖程過大或泥漿太稠。

處理方案：在鉆孔過程中，要上下輕微地提動鉆錘，適當進行轉(zhuǎn)動，以方便提出鉆錘；在下鉆時，不應太快太猛；在鉆錘補焊時，確?？讖脚c尺寸吻合，采用合適的沖程量，以防止錘頭傾倒。發(fā)生卡鉆時，不能強制提出，需上下左右嘗試輕提，或用小沖錘進行沖擊，若還未能解決，可使用滑輪組或小爆破進行強提。

2.4 樁身傾斜、中心偏移問題與處理

形成原因：其一，鉆機在工作過程中未處于水平位置，或者施工場地的平整度和壓實程度與標準不符，導致鉆機發(fā)生不均勻沉降。其二，土層軟硬度不均勻，遇到孤石導致錘頭或鉆頭受到不均勻用力。其三，在水上作業(yè)時，鉆機狀態(tài)不平穩(wěn)或鉆孔平臺穩(wěn)固性較差。其四，在原有建筑物基礎(chǔ)上，鉆孔遇到障礙，致使錘頭位置偏向一側(cè)。

在該工程中，對于樁身傾斜采用主動糾偏法，按照地質(zhì)勘探的資料對傾斜巖層的方向、厚度、傾角、頂部高程等進行判定，同時與施工完成的樁基鉆孔資料做出對比，以此明確鉆孔偏斜的精準高程。當鉆孔接觸到傾斜巖層頂部時，把片石黏土拋向孔內(nèi)，同時進行沖擊鉆進，使用小到中沖程，提錘高度在1～2m 內(nèi)，每次拋投片石黏土的方量為0.3～0.5m3，孔內(nèi)厚度值達到0.4～0.6m，直到鉆孔穿過傾斜巖層。

2.5 斷樁問題與處理

形成原因：其一，導管無法撥動，且掛在鋼筋籠上。其二，吊車延誤拔管時機，致使導管被混凝土抱死，不能拔起。其三，灌注過程中，導管提升過高，致使導管底部與混凝土面發(fā)生脫離[3]。

預防措施：其一，在進行灌注前，必須做好相關(guān)的準備工作，確保灌注操作過程能夠連續(xù)進行。其二，在灌注前，要了解天氣狀況，科學安排灌注的具體時間。其三，在灌注時，必須控制好導管的預埋深度，通常在2m 以上。其四，在灌注混凝土過程中，要一邊拔導管一邊灌注，并安排專業(yè)人員實時監(jiān)測混凝土頂面的上升高度，為確定導管上拔速度提供必要的依據(jù)。在提升導管時，要保持勻速、平穩(wěn)，慢慢提升，隨時關(guān)注導管埋入深度，注意導管埋入不能過深或脫離混凝土面。

處理措施：其一，該工程中特大橋樁基6#-2 在混凝土澆筑到15m 時，導管掛在鋼筋籠上導致斷樁。采取的處理方法是：將直徑1.9m 的護筒打入斷樁位置以下3m 處，向內(nèi)部注入泥漿封住地下水；再從側(cè)面打井對其進行抽水，使地下水位降低直至抽干積水；接著人工使用空壓機把1.5m 的混凝土鑿除，并將其清除干凈后，涂水泥漿重新澆筑到樁頂。其二，特大橋0#-4 樁基鉆孔到28m 時，因延誤拔管時機發(fā)生斷樁。在處理時，先安排專業(yè)人員潛入水下對鋼筋籠進行氣割，取出22m 鋼筋籠，因位置過于狹窄，剩余鋼筋籠無法割除；采用片石回填到鋼筋籠頂部50cm 處；接著使用沖擊鉆重新沖孔，錘重應達到5t 以上，才能把鋼筋和混凝土沖碎。在操作中，要連續(xù)使用強力磁鐵把碎渣吸出，當沖擊至原來樁標高下方20cm 處時止，重新進行樁基澆筑。其三，特大橋12#-5 樁基利用超聲檢測發(fā)現(xiàn)距離樁頂6.5～6.8m 截面處未有波速，可能發(fā)生斷樁。處理方法是：采用小口徑鉆機在樁身鉆出2 個或3 個小孔到斷樁處，使用高壓水對斷樁處進行沖洗，利用其中一個小孔作為壓漿孔，另外的小孔作為返漿孔，用高壓泵對孔內(nèi)注入高標號水泥漿直至返漿孔返漿后，將其堵塞，繼續(xù)向孔內(nèi)注入適量的水泥漿，并做好保壓。

2.6 導管進水問題與處理

形成原因：其一，在灌注中，混凝土方量不足或?qū)Ч芸谂c孔底間距過大，導致混凝土不能沒入導管底口，或?qū)Ч苈袢氲眠^淺，導致泥漿從導管底口進入。其二，導管接頭不嚴密，接頭處導管高氣囊把橡皮墊擠出，致使導管焊縫處遭到破壞，水從接頭和與焊縫處流入。其三，在灌注時，導管上下提升用力過猛，破壞接頭處的橡膠墊使水流入。其四，操作不當、機械制動不到位或測深不精確，當導管底口拔離地面時涌入泥水。

預防措施：其一，在灌注前，準備足夠的混凝土方量，并確保導管底口與孔底的距離保持在30～40cm 范圍內(nèi)。其二，選擇高質(zhì)量的橡膠皮墊和導管，若導管存在破碎問題需進行補焊或不使用，安裝導管要嚴把質(zhì)量關(guān)，要讓導管接頭處水密性符合標準。其三，在灌注過程中，導管上下抽動的力度不宜過大、過猛。其四，拆除導管前，要進行認真測量與計算，保證導管埋入深度的準確性。

在該工程施工中，因首批灌注方量不足出現(xiàn)進水問題，采用的處理方法是，在首批混凝土封底不成功的情況下，發(fā)生導管進水，馬上將導管提出，利用抓斗把孔底的混凝土清除，接著下管重新進行灌注。需要注意的是，在拔出導管時，即刻安排施工人員拆除導管并進行清洗，同時快速把安裝底塞的導管插入距混凝土表面下方2.5m 處，繼續(xù)灌注，導管向上提升0.5m，最后按照初灌要求進行灌注。

3 結(jié)語

以上是結(jié)合案例，對橋梁樁基施工中常見質(zhì)量問題進行的原因分析以及相應的預防處理措施。經(jīng)過實踐證明，上述處理方法能夠有效地解決相關(guān)問題，對提升橋梁樁基施工質(zhì)量發(fā)揮了良好作用。