淺談橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制

吳金林

宏基置業(集團)有限責任公司（350800）

淺談橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制

吳金林

宏基置業(集團)有限責任公司（350800）

橋梁樁基施工屬于隱蔽工程，其工程質量控制好壞直接影響橋梁工程的使用壽命，如質量控制不好，會造成嚴重的經濟損失和交通安全事故，故在橋梁樁基施工過程中，必須嚴格控制施工質量，按設計圖紙和相關規范施工。這里結合本人施工經驗，參考相關規范、相關文件資料，提出橋梁鉆孔灌注樁泥漿護壁施工質量控制的幾個要點。

鉆孔灌注樁；施工；質量控制

1 施工工藝流程

熟悉設計圖紙、地質資料→編制施工組織設計，做好工程技術交底→開挖施工便道，場地平整硬化→樁位測量放線→護筒埋設，開挖泥漿池、沉淀池→鉆機就位，孔位校正→鉆孔、成孔→一次清孔→鋼筋籠制作、吊裝→安設導管→二次清孔，灌注水下混凝土，成樁→混凝土養護→質量檢測。

2 成孔

2.1 施工準備

根據地質調查結果，初步確定樁基礎位置。施工前先將表面一定厚度的松土、腐殖土、雜物等清除，以免對樁基造成負摩阻的影響，避免設備偏移和傾斜，避免孔口坍塌。根據現場實際情況開挖施工便道，鋪設好給水排水管道、電力管線，做好場地硬化和平整，做好鉆孔施工平臺等。

2.2 測量放樣

專業測量人員使用經標定的全站儀進行樁位測量放樣，采用兩組相互獨立測量的方法，放出樁位中心位置后報監理工程師復測,并加設護樁。護樁采用十字線形式，布置在施工過程中不會被破壞到的地方，并且固定牢固，以便于在施工過程中隨時檢查樁位偏差，進行調整[1]。

2.3 埋設護筒

鉆孔護筒一般使用3～10 mm厚的鋼板加工而成，護筒頂端預留進出漿口，并設吊環，護筒底端設刃角。考慮樁長傾斜度的影響，結合鉆孔方法，護筒內徑一般比樁徑大200～400 mm。護筒頂面進出漿口底宜高出施工水位或地下水位1～2 m，并宜高出施工地面0.3～0.5 m。當孔內有承壓水時，護筒應高于穩定后的承壓水位2.0 m。

護筒的埋設深度應根據設計要求或樁位的水文地質情況確定，護筒底端應坐落在天然的結實土層或夯實黏土層中,埋設深度一般為2.0～4.0 m,特殊情況應加深以保證施工順利進行;有沖刷影響時，應深入局部沖刷線至少1.0～1.5 m。

護筒中心豎直線應與樁中心線重合，平面位置除滿足設計要求外，偏差一般不大于50 mm，護筒傾斜度偏差不大于1%。施工過程中，根據施工測量設置的樁位控制點經常檢查樁位中心，超出規定時及時糾偏。

2.4 制備泥漿

孔中的泥漿經過鉆孔旋轉攪動，在離心力的作用下，泥漿被甩到孔周壁并在孔周壁形成3～5 mm厚穩定薄層泥皮。在孔中水頭作用下，泥漿起到增大靜水壓力、隔斷孔內外滲流、保護孔壁免于坍塌的作用。泥漿還有攜渣、冷卻的作用。控制好鉆孔過程中泥漿的參數，是提高鉆進速度、保證施工順利進行的關鍵。鉆進過程中要根據不同的設備、施工工藝和地質地層中不同情況調整泥漿的比重、黏度、含砂率等施工參數。泥漿宜選用水化快、造漿能力強、黏度大的優良膨潤土，加適量外加劑（純堿、纖維素、分散劑等）制備。一般土層中，泥漿指標控制為：相對密度1.05～1.20，黏度16～22 s。易坍塌土層中，泥漿指標控制為：相對密度1.20～1.45，黏度19～28 s。

2.5 鉆孔施工

鉆孔作業過程中,應經常測試泥漿性能指標，采集樣渣，做好施工記錄，根據地層地質變化情況隨時修正泥漿性能指標。當鉆至砂土層、松散土層時，適當增大泥漿比重、黏度，嚴格控制鉆進速度，保持孔內較高的水頭高度；鉆至卵礫石、巖石層時，不能強行加壓，應吊住鉆桿，低速進尺，加大泥漿比重，以便及時排出鉆渣；鉆至黏土層時，因黏土有自造漿功能，故配置較小的泥漿比重，同時回收排出的黏土漿作為制漿材料備用。

鉆孔時，必須保證孔位準確。孔內泥漿液位宜高出護筒底腳0.5 m以上，高出地下水位或施工水位2 m以上，使孔內始終保持0.2 kg/cm2以上的靜水壓力。開始鉆進及護筒刃腳部位時，應低擋慢速鉆進，以便控制好樁孔位置、方向、豎直度、孔徑等，待導向部位和鉆頭全部進入地層后，方可加速鉆進。鉆進時，為減少彎孔、擴空、斜孔，應采取減壓鉆進，使鉆桿維持垂直狀態。起落鉆頭速度要均勻，鉆頭平穩旋轉，不得過猛或驟然變速。鉆進過程中，應控制進尺速度，以保證泥漿有足夠的護壁時間，做到鉆進速度與泥漿排渣速度相適應。每進2～3 m檢查孔徑、豎直度。鉆孔中出現坍孔、偏斜等異常情況時應及時妥善處理。

2.6 入巖及終孔判定

終孔深度以實際達到入巖深度為準，特別是樁端持力層的判斷尤為重要，根據鉆機振動受力情況、進尺速度的差異、隨循環液返回到孔口的渣土的特征、泥漿顏色等情況，參考工程地質勘查報告及設計圖紙來綜合判定需嵌入巖層的深度，必要時進行原位取芯驗證。

2.7 一次清孔

清孔是鉆孔樁施工中保證成樁質量的重要一環。清孔時應盡可能清除沉渣，使混凝土與基巖接合良好，以提高樁底承載力。清孔時，必須保持孔內水頭，防止坍孔。如沉渣厚度超過規定，可向孔底投入一些泡過的散碎黏土或投入適量純堿，以提高泥漿比重和膠結能力，使沉渣懸浮排出孔外。

為防止鋼筋籠吊裝過程中碰觸護壁，導致部分護壁脫落到孔底難以清除，因此清孔后的泥漿性能指標可略大于灌注混凝土前指標要求。一次清孔后灌注水下混凝土前,沉渣厚度應符合設計規范要求。

3 鋼筋籠制作及吊裝

3.1 鋼筋籠制作

鋼筋籠的制作材料、加工、接頭和安裝均應符合設計要求。

鋼筋籠制作是否分段制作，應根據吊裝條件、吊裝高度和設計孔深確定是否進行分段制作。分段制作目的是確保骨架不變形，但要做到接頭位置錯開。接頭一般采用套筒機械連接，每一個截面上接頭率不應超過50%。還應在骨架外側設置一定厚度的墊塊以保證保護層厚度。墊塊間距豎向為2.0 m，橫向沿骨架圓周不少于4塊。每隔2～2.5 m設置加強箍筋一道，骨架底端2 m范圍內，箍筋間距適當布置大些。根據骨架長度、鋼筋直徑大小，在骨架頂端均勻設置吊環。

3.2 鋼筋籠吊裝

鋼筋籠吊裝前應清除表面污物、銹漬等雜物。為保證鋼筋骨架起吊時不變形，宜用兩點起吊法。

鋼筋籠入孔時，應保持垂直狀態，對準孔位緩慢下放，嚴禁擺動碰撞孔壁或強制下放鋼筋籠，造成鋼筋籠變形，孔壁塌孔。

3.3 安裝導管，二次清孔

導管在安裝前應有專人負責檢查，可采用肉眼觀察和敲打聽聲相結合的方法進行檢查。檢查導管是否存在孔洞和裂縫、接頭是否嚴密，厚度是否合格。導管使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴禁用氣壓。安裝過程中應保證接頭嚴密。

根據孔深情況，對導管進行合理的編節，并正確記錄，作為灌注混凝土過程中控制導管埋深的依據。導管下放時，應緩慢垂直下放，避免碰觸鋼筋籠，導管下口距孔底距離應控制在25～40 cm。安裝導管后進行二次清孔，泥漿性能指標、孔底沉渣厚度滿足設計規范要求后，方可進入下道工序[2]。

4 灌注水下混凝土

4.1 水下混凝土配制

水下混凝土可用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通硅酸鹽水泥。水泥初凝時間不宜早于2.5 h，水泥標號不宜低于325號，每立方米水泥用量不宜少于350 kg。加減水劑或粉煤灰時可適當降低水泥用量，但不宜少于300 kg。首批混凝土的初凝時間要大于整根樁全部灌注完所需時間，否則需加緩凝劑，推遲混凝土的初凝時間。

粗骨料優先使用卵石，采用碎石時適當增加含砂率。骨料最大粒徑應小于導管內徑的1/5～1/8和鋼筋最小凈距的1/4,并且小于40 mm。細骨料則采用級配良好的中砂，含砂率控制在0.4～0.5，水灰比為0.5～0.6。

4.2 首批混凝土灌注

二次清孔驗收合格后應及時（控制在30 min內）灌注混凝土，現場初灌料斗、混凝土隔水栓和施工人員等應及時準備到位，在混凝土開始灌注前方可停止清孔。混凝土灌注前必須檢查混凝土均勻性及坍落度等性能指標是否滿足要求。如果這兩個指標不符合要求，應進行二次拌合。二次拌合后仍不符合要求，這批混凝土則不得使用。混凝土塌落度一般控制在180～220 mm。首批混凝土用量應滿足導管首次埋設深度（1 m以上）和填充導管底部的需要，并考慮導管內積存的混凝土量，最后確定應采用的料斗容量。首批混凝土開始灌注前，先拌制一定數量的水泥砂漿，置于導管內隔水塞的上部，同時將隔水塞下移，使砂漿全部進入導管。然后向儲料斗內儲足首批灌注的混凝土后打開料斗閥門，剪斷鐵絲，隔水栓埋入底部混凝土。此時后續混凝土澆筑必須及時跟上,保證混凝土連續施工。

4.3 連續灌注階段

混凝土應連續灌注，應有專人指揮，并做好灌注記錄。灌注時防止混凝土拌合物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔底，使泥漿因混有水泥而變稠凝結，使測深不準確。導管提升時應保持軸線豎直和位置居中，逐步提升。拆除導管動作要快，盡可能縮短拆除導管的時間，中途停頓時間不宜超過15 min，拆下的導管及時清理沖洗干凈。提升、拆除導管時應通過測量來確定混凝土面高程，不能盲目估計或憑經驗判斷，避免導管拔出混凝土面導致斷樁或混凝土夾層。

在灌注過程中，若導管內混凝土不滿，后續混凝土應徐徐灌入,不可整斗混凝土灌入漏斗和導管，從而在導管內產生高壓氣囊，管節間的橡皮墊被擠出，發生導管進水。

灌注混凝土初期，為保證不出現鋼筋籠上浮現象，應降低灌注速度。保持正常的提拔導管速度，當混凝土面上升到骨架底口4 m以上時，提升導管，使導管底口高于骨架底部2 m以上，然后恢復正常灌注速度。

4.4 樁頂混凝土灌注

由于樁頂混凝土浮漿較多，混凝土強度達不到要求，因此對于1.8 m樁徑的樁基、樁頂10 m內的混凝土應適當調整配合比,增大碎石含量，減少樁頂浮漿。在灌注到樁頂標高的時候超灌0.5～1 m，這樣采取雙保險來保證樁頂混凝土強度達到設計要求。在灌注最后階段，孔內混凝土面測定應采用硬桿簡式取樣法測定。

5 成樁的質量檢測

樁基檢測是質量把關的最后一個環節。鉆孔灌注樁成樁質量檢測方法有超聲脈沖檢測法、鉆芯檢測法、振動法、射線法等。使用超聲脈沖檢測法時，在鋼筋籠吊裝時可按照規范和設計要求預埋三根聲測管，聲測管均勻分布在鋼筋籠周邊，作為超聲檢測和接收換能器的通道。對超聲脈沖檢測結果有懷疑或者需要抽樣檢測時采用鉆芯取樣法進行檢測校核。此外，還應在混凝土灌注時，留有2～4組試件，標準養護，測定混凝土強度。

6 結語

橋梁樁基施工環節多、工藝復雜，只有在施工過程中精心組織、合理安排、規范管理，嚴格執行相關技術規范及標準,做好預防質量問題的措施，并對各個施工環節做好質量控制，才能使施工保質保量地順利進行。

[1]CJJ2-2008,城市橋梁工程施工與質量驗收規范[J].中國建筑工業出版社,2008.

[2]全國一級建造師執業資格考試用書—市政公用工程管理與實務[M].中國建筑工業出版社,2012.