淺析鉆孔灌注樁在施工過程中出現的質量問題及解決方法

李智勇

摘 要：在橋梁基礎承力結構施工中，雖然鉆孔灌注樁只是樁基礎的一種形式，但其應用卻越來越廣泛，原因是鉆孔灌注樁的施工具有速度快、低噪音和承載力強等優點。然而，鉆孔灌注樁的技術要求高，施工環節復雜，常常出現質量缺陷和質量事故等問題。因此，將對橋梁鉆孔灌注樁施工過程常見問題的原因進行分析，提出相應的措施，以提高橋梁的質量和使用壽命。

關鍵詞：橋梁施工；鉆孔灌注樁；基礎承力結構

1 橋梁鉆孔灌注樁施工常見問題分析

1.1 鉆孔灌注樁的沉降

鉆孔灌注樁施工施工完成后，經過荷載試驗測試，當外荷載大至接近樁設計的承載力，譬如樁設計承載力承受力為3000 kN，而外荷載增至2400 kN，鉆孔灌注樁就會出現沉降。沉降的程度根據樁端沉渣的數量確定，一般樁端沉渣量過多，不僅會導致鉆孔灌注樁失效，還會影響鉆孔灌注樁的評定，對后期橋梁的質量造成不穩定影響。筆者認為橋梁鉆孔灌注樁樁底沉渣厚度，端承樁應控制在在0.1m之內，而磨擦樁在控制在0.3m之內，但結合以往實際施工經驗，施工時往往沉渣不能滿足以上需求，其具體原因是清孔時泥漿性能不達標，過稀的泥漿使其攜渣能力不夠，導致清渣不夠、孔底沉渣過厚，而過稠的泥漿，則會在鉆孔的孔壁形成較厚的泥皮，減少鉆孔灌注樁的樁徑。

1.2 孔壁坍塌

鉆孔灌注樁的孔壁坍塌問題由不良的復雜地質、違規埋設的鋼護筒、施工過程中粘度不足的泥漿、效果差劣的護壁、排水不良孔口、下放鋼筋籠時對樁孔孔壁的碰撞、損傷、升降機具碰撞孔壁等原因造成的，容易造成埋鉆和卡鉆等質量事故。

1.3 擴孔和縮孔

擴孔或縮孔是由于成孔直徑不規則以及不良地質現象引起的，擴孔一般表現為局部的孔徑過大，縮孔則是孔徑的超常縮小。前者發生的原因是地下水呈運動狀態和土質地層太過松散，在鉆錐擺動幅度過大的時候，輕則出現擴孔，如果因為擴孔后坍塌繼續，則會影響鉆進，甚至導致坍孔事故。后則是通常表現為鉆進卡鉆、鉆頭難提等跡象，原因主要有二，一是鉆錐焊補時間滯后，磨損嚴重的鉆錐鉆出的孔不符合樁徑設計，二是橡皮土存在地層中，遇到水滯后發生膨脹，使得孔徑縮小。相比于擴孔，各種鉆孔的方法都有可能導致縮孔發生。

1.4 鉆孔偏斜

鉆孔偏斜又稱鉆孔彎曲，是指在工程鉆探過程中，鉆孔的實際軸線與設計軸線發生偏離的現象，橋梁鉆孔灌注樁的鉆孔偏斜超過規定的限度，會使得地質資料的可靠程度降低和工程質量的降低，導致正常鉆進困難，甚至釀成孔內事故。

筆者對鉆孔偏斜的問題進行分析，認為主要原因有：鉆孔過程中遇到探頭石頭或者孤石；鉆進過程中遇到料徑大小懸殊的砂卵石層，導致鉆頭受力不均；擴孔較大，導致鉆頭擺動偏向一方；未安置鉆機底座，導致鉆孔不均勻而發生沉陷和位移；鉆桿彎曲或者接頭不正。某些時候由于地質原因，且鉆進速度過快，亦會使得鉆孔樁發生偏斜。

1.5 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮常見于橋梁鉆孔灌注樁施工的混凝土澆筑，上浮的原因很多，除了一些類似導管提升掛鉤等顯而易見的原因，主要原因還有鋼筋籠底口與混凝土表面過于接近，當導管底口在鋼筋籠底口的2—3 m位置以下，過快的混凝土灌注速度導致混凝土下落并沖出導管底口，向上反沖，因此鋼筋籠上浮。另外當混凝土的量過多，導致導管埋深過大，這樣鋼筋籠在較大反沖力作用下，會出現上浮現象。其次在實際施工時，由于清孔時沒有達到規定的泥漿比重，在下放導管的過程中，導管口下端已經買入沉渣內，在澆筑混凝土時，混凝土下放速度過快導致混凝土定攜帶一定厚度的沉渣一起上行，其沉渣夾帶鋼筋籠也容易造成鋼筋籠的上浮事故。

2 橋梁鉆孔灌注樁施工的方法

2.1 控制成孔后孔底沉渣量

鉆孔灌注樁成孔后，應該對孔底的成渣量進行控制。首先是測定地下水位高低和掌握地層穩定情況，根據測定和掌握的數據確定泥漿的比重和粘度，譬如地下水位較高的時候，泥漿比重和粘度在規定范圍內適當增大，大約1.1的比重和18 s的粘度，就能夠預防鉆孔灌注樁成孔的坍塌。其次是施工人員在鉆孔結束后，應通過新鮮泥漿的補充，將孔內含砂量高和性能較差的泥漿清理出來，然后利用泵吸反循環二次清孔。再次是施工人員在鉆孔完畢后，進行終孔深度的檢查，另外要通過鉆桿和鉆頭或者測繩長度準確性的嚴格檢測，完成對終孔的驗收。最后是泥漿指標的檢測，在檢查沉渣厚度前關閉泥漿泵切斷排渣動力并用測錘檢測沉渣厚度，另外是在清孔結束30 min之內灌注混凝土，防止短時間內泥漿懸浮顆粒沉淀增大沉渣厚度。

2.2 控制孔壁坍塌

為了有效控制孔壁坍塌，首先是施工人員要對場地工程地質勘察報告進行認真審閱，全面了解地層的情況，杜絕不良的復雜地質造成孔壁坍塌；其次是施工單位要嚴格按照規定進行鋼護筒埋設，使得孔口能夠良好排水，同時還要防止下設鋼筋和升降機具的偏斜造成孔壁碰撞；再次是采用優質沖洗液在特殊地層鉆進進行護壁，同時采用正反循環抑制不穩定段地層的坍塌。最后是換漿時間的規范，一般是不穩定地層的鉆孔環境不宜太快，還有按施工程序，及時組織施工人員在二次清孔時替換掉高比重泥漿后，進行混凝土的及時灌注，以減少沉渣時間，同時保證樁身的質量。

2.3 擴孔和縮孔的控制

首先是擴孔現象的避免，施工人員要對鉆機的固定性和平穩性進行定期檢查，并通過鉆進時的減壓進行鉆頭擺動或偏位的防止；成孔過程中不宜快速鉆進，以保證孔壁的良好形成；為確?？變饶酀{可以對孔壁形成足夠的壓力，要適當保持泥漿的比重和孔內的水位；成孔和清孔后，為減少孔壁在小比重泥漿中的浸泡時間，應督促施工人員在規定時間內及時完成水下混凝土灌注。我單位施工的新建大準至朔黃鐵路聯絡線工程ZCZQ-4標段，其中東碾頭大橋，在施工鉆孔樁時地層條件復雜，采用反循環鉆機，加大泥漿比重，起到較好的效果。

其次是縮孔的控制，施工人員要在鉆孔前掌握地質的第一手資料，根據準確的地質資料進行不良地質條件土層的判別，譬如遇水膨脹情況等，我們也要通過采用失水率適當的優質泥漿進行護壁和鉆頭直徑的校正，所需成孔直徑必須大于鉆頭直徑20—25 mm。

2.4 鉆孔偏斜的預防和處理

首先是鉆機的安裝，保證一條豎直線上同時有轉盤、底座水平，起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三者，并對三者進行定期檢查和校正；其次，通過增設鉆架上的導向架，解決主動鉆桿較長轉動時上部擺動過大的問題，并通過鉆桿上提引水龍頭的控制，使得鉆孔沿導向架對中鉆進；再次是按部就班檢查鉆桿接頭，發現主動鉆桿彎曲等情況，應該及時調整或者調直；第四是軟、硬地層傾斜地段，通過吊著鉆桿控制進尺，利用回填片或者卵石沖平，再低緩鉆進；第五是在孔偏斜的位置吊住鉆頭上下反復掃孔，使鉆孔正直，如果偏斜情況一般嚴重的，可以將砂粘土回填到偏斜處，等到砂粘土沉積密實后再繼續鉆進，如果偏斜情況相當嚴重的，可考慮設置少量炸藥進行爆破，然后回填砂類土和砂礫石到爆破位置，進行重新沖鉆。

2.5 鋼筋蘢上浮控制

在進行混凝土灌注之前，使懸吊力與鋼筋籠自重處于平衡狀態。在進行混凝土灌注的過程中，現場技術人員要求施工作業隊做好以下控制措施：一是嚴格檢查混凝土灌注前孔內泥漿比重，應保證其處在規定范圍內，防止在下導管的過程中孔低沉渣過厚，導致灌注混凝土時沉渣夾帶鋼筋籠。二是嚴格控制首罐混凝土塌落度，在灌注前應按規定對混凝土進行塌落度實驗，使其在規定范圍內，超出規定時應按規范進行適當調整，調整后方可進行澆筑。第三應對混凝土灌注速度進行控制，一般來說，首罐混凝土在封底后應放慢灌注速度，使孔底混凝土上升速度保持勻速。第四是將重物加壓于鋼筋籠上，根據工程實際需求，在灌注混凝土時如果發現有輕微的上浮現象應及時停止灌注，并在鋼筋籠上端焊接比較粗的鋼筋，使鋼筋籠固定在鋼護筒頂部施工平臺上，然后繼續緩慢灌注混凝土。第五是鋼筋籠上用細鋼筋加焊防浮倒刺。第六：隨著樁內混凝土灌注，其導管應隨其進行及時更換，在保持導管口埋管深度大于等于1.5 m，但不宜買入過深，以防止在混凝土上升至鋼筋籠底部附近時出現的鋼筋籠上浮，同時還要逐步減緩混凝土的灌注速度。

3 結束語

橋梁鉆孔灌注樁工序繁多，工藝專業性強，技術的要求越來越高，在短時間按質完成水下混凝土施工的隱蔽工程難免出現各種各樣的問題。而施工過程中一旦稍有疏忽，輕則影響施工質量，重則釀成質量事故。因此，筆者對橋梁鉆孔灌注樁施工中常見的問題進行分析，做好施工各項技術的檢測，及時發現各個施工環節可能出現問題，針對性采取相應的預防和處理措施，以達到有效控制橋梁鉆孔灌注樁質量的目的，保質保量完成施工任務。