公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析與防治措施

馬生龍

【摘 要】 鉆孔灌注樁基礎(chǔ)以其承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、耗材少、適應(yīng)性強、成本適中和施工簡便而廣泛用于公路橋梁工程中。本文從目前公路橋梁建設(shè)的實際情況出發(fā)，分析了鉆孔灌注樁水下清基難以徹底、孔壁坍陷、護筒冒水、縮頸、成孔偏斜、卡管、鋼筋籠上浮、斷樁、樁身傾斜、樁身縱橫向偏位較大等通病產(chǎn)生的原因，提出了防治措施和施工注意事項。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；灌注樁；質(zhì)量通病；防治措施

在橋梁結(jié)構(gòu)中，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式，以其適應(yīng)性強、成本適中、施工簡便等特點，被廣泛應(yīng)用于公路橋梁及其他領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多，對其施工過程每一個環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求，對各種影響因素必須詳細考慮。如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不當(dāng)，就會在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報廢，給國家財產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期，并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

1.公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析

1.1孔壁坍塌造成孔壁坍塌的主要原因：（1）護筒周圍未用粘土填密而漏水或護筒埋深不夠，致使護筒周圍水分滲入孔內(nèi)，水流沖刷孔壁造成塌孔。（2）鉆孔作業(yè)過程中未及時向孔內(nèi)加泥漿，或泥漿大量損失，使孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位，或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，或泥漿密度不夠而造成泥漿護壁不好，使地下水在滲入孔內(nèi)的過程中沖刷孔壁。（3）在提升鉆頭、下落導(dǎo)管或吊放鋼筋籠時碰撞孔壁造成塌孔。鉆具鉆進速度過快、空鉆時間過長使松散的孔壁受擾后造成塌孔。（4）施工組織安排不周致使工序銜接不緊密，成孔后空置時間過長，泥漿發(fā)生沉淀，造成上部泥漿比重過小，泥漿護壁遭到破壞。

1.2鉆孔偏斜產(chǎn)生鉆孔偏斜的主要原因：（1）鉆機安裝就位穩(wěn)定性差，作業(yè)時鉆機晃動不穩(wěn)，或鉆頭磨損、部件松動、鉆桿導(dǎo)架不垂直，或鉆桿彎曲、接頭不直均可造成鉆孔偏斜。（2）鉆孔施工時地面松軟或軟硬不均勻，或土層呈傾斜狀分布，或施工時遇到較大的孤石或其他硬物，或在粒徑大小懸殊的砂、亂石層中鉆進時鉆頭所受阻力不均而造成。

1.3鉆孔漏漿產(chǎn)生鉆孔漏漿的主要原因：（1）護筒埋設(shè)過淺，或護筒四周回填粘土不密實或護筒接縫不嚴(yán)密，在護筒底或護筒接縫處發(fā)生滲漏。（2）在成孔過程中或成孔后，遇到透水性強或有地下水流動的土層而引起泥漿向外滲漏。孔內(nèi)水頭過高，使孔內(nèi)水壓高于孔外水壓，孔壁發(fā)生滲漏。（3）地層地質(zhì)情況不良，鉆孔穿越巖溶層或裂隙帶，使孔壁周圍有大量裂隙或孔洞而導(dǎo)致泥漿滲漏。

1.4鋼筋籠偏位、變形或上浮

（1）鋼筋籠過長，箍筋未起到作用，使得鋼筋籠的剛度不夠，吊入孔內(nèi)后鋼筋籠發(fā)生變形。鋼筋籠上未設(shè)墊塊或耳環(huán)控制保護層厚度，或樁孔本身偏斜或偏位。

（2）鋼筋籠吊裝時未垂直緩慢下放，而斜插孔內(nèi)使保護層厚度不夠而使鋼筋籠偏位。

（3）當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下，若此時提升導(dǎo)管，導(dǎo)管底部距離鋼筋籠很近，由于灌注的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮。

（4）當(dāng)灌注的混凝土超過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時，若其上層混凝土因澆注時間過長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠之間產(chǎn)生一定的握裹力，如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上浮。

1.5斷樁出現(xiàn)斷樁的主要原因：

（1）灌注水下混凝土?xí)r，由于導(dǎo)管插入混凝土深度不足，混凝土的翻涌力不夠，無法將頂層泥漿持續(xù)上推，導(dǎo)致混凝土被泥漿稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固。受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土中而使水灰比增大，形成樁身中局部混凝土不凝固。

（2）封底混凝土數(shù)量不足，未能將樁底殘渣全部翻至混凝土上，形成泥漿夾層。在灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升量過多，露出混凝土面造成沉渣沉積成層。

（3）在灌注混凝土?xí)r，沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法，使混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞。

（4）在灌注混凝土?xí)r，出現(xiàn)停電、機械故障等事故使樁基混凝土灌注不連續(xù)，或在某一位置因故停留時間過長造成夾層或形成施工縫。

2.防治措施

2.1孔壁坍塌

（1）在松散易坍的土層中鉆進時，應(yīng)適當(dāng)埋深護筒，并用粘土密實填封四周，防止護筒周圍水分滲入沖刷孔壁。

（2）鉆機鉆進過程中應(yīng)及時添加新鮮泥漿，使孔內(nèi)泥漿面高于孔外水位。同時還應(yīng)隨時觀察土層變化。

（3）在提升鉆頭、下落導(dǎo)管時應(yīng)保持垂直，避免碰撞孔壁。搬運和吊裝鋼筋籠時，應(yīng)防止變形，安放要對準(zhǔn)孔位，避免碰撞孔壁。

（4）按照正常的速度鉆進，不要進尺太快或避免在一個地方鉆進時間太長，以免對孔壁產(chǎn)生過大擾動。

2.2鉆孔偏斜

（1）施工場地應(yīng)夯實平整，確保鉆機平臺穩(wěn)固。安裝鉆機時應(yīng)對導(dǎo)架進行水平或垂直校正，鉆桿位置偏差不得大于規(guī)定值。在施工過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆孔設(shè)備，發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時要及時維修或更換。

（2）在不均勻地層中鉆孔時，應(yīng)采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機。進入不均勻地層或軟土層時，要控制鉆進速度，應(yīng)低速鉆進。

（3）當(dāng)鉆孔出現(xiàn)偏斜時可提起鉆頭，上下反復(fù)掃鉆幾次，以便削去硬土。如糾正無效，應(yīng)向孔中局部填入石子、粘土至偏孔處0.5m以上重新鉆進，慢速提升、下降，重復(fù)掃孔鉆進糾正。

2.3鉆孔漏漿

（1）在埋設(shè)護筒時坑底與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實。在護筒的適當(dāng)高度開孔，使護筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度，并控制孔內(nèi)水頭高度，不要使壓力過大。

（2）鉆進時鉆頭起落應(yīng)準(zhǔn)確、小心，防止碰撞護筒。適當(dāng)加大泥漿密度或向孔中倒入粘土，鉆機慢速轉(zhuǎn)動填糊孔壁，或在回填土中摻入片石、卵石并反復(fù)沖擊，增強護壁強度及護筒周圍和底部接縫處密實度。

（3）施工中如發(fā)現(xiàn)護筒冒水，應(yīng)立即停止鉆孔，并用粘土在護筒四周填實加固；若護筒嚴(yán)重下沉或移位時，應(yīng)重新安裝護筒。

2.4鋼筋籠偏位、變形和上浮

（1）鋼筋籠過長時應(yīng)分多節(jié)制作，并應(yīng)焊接或增設(shè)箍筋以增加鋼筋籠剛度，在鋼筋籠主筋上應(yīng)每隔一定距離設(shè)置混凝土墊塊或焊接耳環(huán)控制保護層。鋼筋籠搬運和吊放過程中要防止變形。

（2）在灌注混凝土過程中，應(yīng)隨時掌握混凝土灌注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深，當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

2.5斷樁

（1）成孔后應(yīng)認真清孔，一般采用沖洗液清孔，沖孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定，必要時應(yīng)多次清孔。清孔后要及時灌注混凝土，以避免孔底沉渣超過規(guī)定。

（2）孔口護筒埋深一定要符合規(guī)定，以防孔口塌方。吊放鋼筋籠過程中不可碰撞孔壁，以防孔壁坍塌。

（3）導(dǎo)管接頭用方絲扣連接，并設(shè)置橡膠圈密封嚴(yán)密，確保導(dǎo)管的密封性。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

（4）灌注混凝土前應(yīng)認真進行孔徑測量，準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量，并嚴(yán)格控制混凝土的拌和質(zhì)量，混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性，坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。

（5）在混凝土灌注過程中應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深，提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土。

3.結(jié)語

鉆孔灌注樁施工時存在的通病是在橋梁施工中經(jīng)常遇到的問題，如何采取一定的技術(shù)措施和質(zhì)量保證措施防止通病的產(chǎn)生，只有周密計劃、精心組織、精心安排，制定和采取有效的防控措施，控制和確保每一環(huán)節(jié)、每道工序的施工質(zhì)量，才能確保整個樁基質(zhì)量，并最終保證橋梁工程的百年大計。

參考文獻：

[1]曾江紅，鄧萬釣，等.高速公路工程質(zhì)量通病處治手冊[M].長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

[2]徐偉，郭正紅，駱艷斌.橋梁施工[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3]李永清，周太震.鉆孔灌注樁工程質(zhì)量缺陷分析與防治技術(shù)[J].西部探礦工程，2013，（8）：200-201.