鉆孔灌注樁施工質量分析與控制案例

彭朝發

隨著交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁廣泛應用于公路橋梁和城市道路立交橋基礎施工，但鉆孔灌注樁施工質量控制環節較多，尤其對深樁，若不抓住重點有效控制施工質量，往往造成斷樁、縮頸等質量事故，嚴重者影響工期，而且給施工單位帶來較大經濟損失。本文以同(江)—三(亞)國道主干線甬(寧波)臺(臺州)溫(溫州)高速公路樂清市段樂清灣高架橋樁基施工質量控制為案例，陳述施工中遇到的問題及解決問題的過程，最后提出樁基施工質量預控對策。

1 樂清灣高架橋的建設規模和工程地質情況

樂清灣高架橋位于樂清市天成鄉境內，全長8 777 m，基礎設計為深鉆孔灌注混凝土摩擦樁，下部構造設計為雙柱式墩臺，上部設計為20 m預制混凝土組合箱形梁。基礎共有1 754根樁。工程所在位置為溫州海域樂清灣，海濱相地質情況，勘探資料的描述為:地面淺層為近期海潮沖積淤泥，地面以下:5 m～20 m位置為沉積淤泥，20 m～40 m位置為亞黏土，40 m～60 m位置為黏土，60 m以下位置為卵石層。鑒于上述地質情況，設計單位根據大橋的設計荷載標準，設計單樁承載力為800 t，樁徑 1 500 mm，樁長為62 m～70 m之間，平均長66 m。

2 施工最初階段的質量控制情況

根據常規的開工程序，施工單位編報分項開工報告，監理工程師檢查、核實施工準備工作情況，認可后批準同意開工。大橋12墩3號樁作為第一根樁開始施工。12-3號樁樁長68 m，剛開始鉆進時非常順利，以3 m/h的速度勻速鉆進，但當鉆機鉆進至標高-60.136 m時，鉆進速度迅速減小，在鉆頭最大加壓的情況下，鉆桿依然下不去并且開始搖晃，按地質資料說明，鉆機的鉆頭位置還沒有鉆到卵石層，在場有經驗的監理工程師分析為遇到較大的漂石，需采用沖抓鉆將漂石抓上來。不僅此例，與12-3號樁同一批施工的7根樁在鉆孔、下鋼筋籠和灌注混凝土過程中均遇到阻礙施工進展的各類問題。

施工伊始，出現這種嚴重的質量事故，施工單位、監理與業主都感覺到大橋樁基施工質量控制不容忽視，立即召集勘察、設計、施工單位及監理人員分析鉆孔、灌注等施工記錄，尋找引發質量事故的內在原因。

3 鉆孔灌注樁施工質量事故原因分析與改進措施

在多角度分析了問題樁的施工記錄后，認為:

1)勘察單位對大橋所在位置的地質鉆探頻率不夠，勘探取點不合理，提交的勘探資料與實際地質情況不符合，造成對實際地質情況了解不夠;

2)施工單位的現場準備工作不充分，沒有做好質量預控措施;

3)監理人員對開工審批程序執行不嚴格，對施工單位現場情況不了解。這三點是引發質量問題的主要原因。

分析得出原因后，提出四點改進措施:

1)勘察單位補加地質鉆探，對獅子山邊300 m內及出海的三眼陡、二眼陡、紅衛陡等特殊地段增加鉆探頻率，彌補地質情況的真實性;

2)設計單位根據新的地質勘探資料重新設計樁底標高，對樁底標高抬高了3 m以上的地段，補加樁底后壓漿設計;

3)施工單位重新編報鉆孔灌注樁質量目標組織設計和質量預控措施，務必增加投入質量預控硬件設備;

4)監理人員編報鉆孔灌注樁重點分項工程監理計劃，增加現場旁站人員，全過程動態監理施工。

表1 鉆孔灌注樁質量預控對策表

4 質量控制技術措施的改進和取得的效果

1)完善施工工藝流程。主流程線不變，仍是:鉆機就位→開鉆→鉆進→檢孔→清孔→安裝鋼筋籠→安裝導管→灌注混凝土→鉆機移位→小應變檢測→轉入下導流程。完善工作著重于:a.檢查鋼護筒埋設深度、栓樁點位是否正確，鉆機平臺是否搭設牢固，是否根據地質情況建立質量預控措施和硬件設施;b.下達開鉆令前檢查鉆機垂直度和轉盤中心點位;c.能否保證鋼筋籠的安全運輸，確保運到現場不變形;d.檢查導管的密封性、管底高度，斗的容量和阻水膽囊;e.檢查施工配合比，坍落度和混凝土攪拌時間;f.填寫水下混凝土灌注記錄，控制灌注速度，防止鋼筋籠上浮和埋管太深。

2)建立質量預控對策表(見表1)。

3)履行工序檢驗即時簽字手續，加強工作人員的質量責任意識，落實質量責任制。質量控制技術措施的落實，最終要靠技術人員、施工操作者的責任心。履行工序檢驗即時簽字手續，直接提高了工作人員的責任心，有力的推動了質量責任制的落實。

4)通過對引發施工質量事故的原因分析和各單位相應提出的技術改進措施，施工質量明顯上升。

其中有1根Ⅱ類樁(103-1)在樁長的上部14.820 m處檢測為縮頸。處理方法為:利用千斤頂將預制好的混凝土護筒套著樁體加壓沉入，將樁長15 m以上部分的混凝土鑿除，重新澆筑混凝土。經小應變檢測，處理后達到Ⅰ類樁標準。所有Ⅱ類樁均在20 m以下出現問題，無需處理。

5)鉆孔灌注樁施工的質量控制重點及相應的預控措施和實施方法。樂清灣高架橋5月～8月份樁基施工中出現的諸多問題，統計、分析表明，灌注混凝土與安裝鋼筋籠施工中出現問題概率較大。在這兩者中，孔斜造成鋼筋籠安裝不了以及攪拌站故障停轉導致灌注待料占的概率較大，故可以認為質量控制的重點在于:a.鉆孔的垂直度;b.攪拌設備的良好運轉;c.對地質情況的準確判斷。

據此，修正質量預控對策表(見表2)，突出重點預控措施。

表2 修正后的鉆孔灌注樁質量預控對策表

通過突出質量預控重點，重新進行技術交底，后階段的鉆孔灌注樁施工質量大大提高，達到全線第一的水平。

按照上述樁基礎施工質量預控表，在山西省太佳高速公路十三標段特大橋施工中，取得鉆孔灌注樁100%Ⅰ類樁的優良成績。

[1] 荊和平，經 明，劉宇生.卵漂石地層大口徑鉆頭與鉆進工藝的選擇[J].地質與勘探，2001(4):101-102.

[2] 郭泉河.反循環鉆進樁基孔[J].地質與勘探，1996(2):18.