公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術及常見問題控制

白 新 權

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司,山西 大同　037006)

?

公路橋梁鉆孔灌注樁施工技術及常見問題控制

白 新 權

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司,山西 大同037006)

介紹了公路橋梁鉆孔灌注樁施工特點，從樁孔施工、鋼筋籠制作、水下混凝土灌注等方面，闡述了鉆孔灌注樁施工技術要點，并針對鉆孔灌注樁施工中常見的問題，提出了相應的質量控制措施。

鉆孔灌注樁，橋梁，施工技術，質量控制

0　引言

鉆孔灌注樁的問世最早可追溯到20世紀40年代的美國，后被引進我國公路橋梁工程，且在施工技術水平上取得了長足進步。盡管如此，作為橋梁工程常見下部基礎結構形式的鉆孔灌注樁，因工程隱蔽性特點使得實際施工過程難以被全面監控，這就對工程質量的把控與安全隱患的排除提出了挑戰。為此，有必要對鉆孔灌注樁施工技術的要點、難點進行分析交流，對施工中暴露出的常見問題進行原因總結與防治措施探討，從而積累經驗，降低施工過程中發生事故的頻率，提高成樁質量和道路橋梁基礎工程的安全系數，為我國公路交通事業“走出去”這一戰略發展舉措的推進做好基礎性工作。

1　公路橋梁鉆孔灌注樁施工特點概述

在公路橋梁工程建設中，普遍存在各種不良地質條件，如穩定性差、流動性大等地質現象常有出現。針對這些不能滿足公路橋梁施工設計要求的地質環境，需要在地基處理中應用科學、先進的方法來解決這類因地質問題造成的負面影響，提高工程建設質量。鉆孔灌注樁作為一種適應性強、施工簡單、容易操作的理想成樁方法，是公路橋梁工程中常見的下部基礎結構形式。因其施工具有不易受外在氣候環境影響，兼之可有效改善施工現場地質土壤狀況，提高地基處理質量的特點，在各類復雜地質條件下有著廣泛應用。鉆孔灌注樁的施工工序主要包括前期場地平整、護筒埋設、鉆機安裝；中期的泥漿制備、鉆孔清孔、鋼筋籠制作、安裝以及后期的水下混凝土灌注、質量檢測等環節。因鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，為避免施工中斷樁、縮孔、卡鉆等現象的出現，需要明確鉆孔灌注樁施工中的技術難點與實施要點，落實相關控制措施，確保施工安全與質量達標。

2　鉆孔灌注樁施工技術要點分析

針對公路橋梁鉆孔灌注樁的施工特點，結合筆者多年實際施工經驗，特此對鉆孔灌注樁施工的技術要點闡述如下。

2.1樁孔施工(制孔)階段的技術要點

樁孔施工主要包括測量放樣、護筒埋設、鉆機安裝、泥漿制備、測量復核、開鉆制孔等工序。在施工準備階段首先應做好清理與平整場地的前期工作，確保搭設的工作平臺足夠堅固、穩定，一方面可以承受施工作業時所有靜貨負載，另一方面又必須給施工設備的進出預留充足空間。在樁位測量放樣與護筒埋設上，首先由技術員放出樁位中心點，然后施工隊拉好護樁線。設置的護樁位置需做到不妨礙機械運作，以免造成護樁的破壞；對于護筒埋設，護筒內徑通常比樁徑大0.2 m～0.4 m為宜，埋置深度在粘性土地質條件下不小于1 m，砂類土地質條件下不小于2 m。護筒中心的偏差應不大于5 cm，傾斜度不大于1%。至于泥漿制備，根據配比經驗，一般地質條件下泥漿性能指標可采用表1標準。

表1　泥漿性能指標

以上配比僅就一般情況而言，如遇特殊地質條件應根據現場情況加以斟酌，靈活調整。此外，在開鉆前還應對鉆頭直徑、鉆機安裝的位置進行檢查，確保鉆頭中心與樁中心盡可能位于同一豎直線，兩者偏差應小于20 mm。開始鉆進時要低擋慢進，鉆進過程中應根據地質土層的情況，采用不同的方式與鉆速，如遇到淤泥、細砂、粉砂等土層時鉆速需予以減慢，而當遇到圓礫土、卵石土、含粘性土礫石土層時不僅應減慢鉆速，還需要加大泥漿比重。當鉆孔達設計高程時，應將鉆頭提離孔底5 cm～10 cm并保持轉盤勻速旋轉，讓泥漿繼續保持循環直至泥漿中基本無鉆渣時方可停機檢孔。

2.2鋼筋籠制作、安裝技術要點

在鋼筋籠制作環節，需要根據《公路工程質量檢驗評定標準》中規定的鋼筋籠制作允許偏差進行制作(見表2)。

表2　鋼筋籠制作允許偏差

當采用擠壓或機械進行接頭連接時，應先行給予工藝評定，并在施工時通過現場取樣試驗的方式確保接頭的可靠性。在焊接吊筋時，需要用測定的護筒頂標高對吊筋的長度進行反復核對，同時應將鋼筋籠中心平面與樁中心偏差保持在20 mm內，骨架頂端高程誤差范圍控制在±20 mm之間。制作鋼筋籠保護層時，可在鋼筋籠外側設置2 m一組、高度不小于6 mm的耳環筋。為使在鋼筋籠下放過程中盡量不刮傷孔壁，通常需要設計制作一些墊塊，用以減小對孔壁的刮傷程度，同時也可以使鋼筋籠保護層顯得更為均勻。圖1，圖2分別是粗繪的鋼筋籠下放過程中配套的圓形墊塊大樣和中心偏差示意圖。

2.3水下混凝土灌注技術要點

在水下混凝土灌注時，為保證成樁質量，需要對導管先行水密承壓和接頭抗拉試驗，確保采用的φ200 mm～φ300 mm的鋼導管牢固可靠，另外，還需控制好樁孔底到導管底的間距，一般在30 cm～40 cm之間。

灌注混凝土過程中，宜將導管埋深控制在2 m～4 m區間并用測繩保持對孔內混凝土面位置的隨時檢測，以便及時、準確調整導管埋深。為保證樁頭混凝土質量，實際澆筑的混凝土標高以大于設計值0.5 m以上為宜。此外，在灌注將近結束時，施工的技術要點在于避免導管內外壓力差過小，導致混凝土頂升困難。可在施工時采用在孔內加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土的方式保持灌注工作的順利進展。

3　鉆孔灌注樁施工中常見問題及質量控制措施

鉆孔灌注樁施工涉及的工序、工藝相對復雜、技術要求較高且水下混凝土灌注的時間要求較短，因而工作量與工作強度較大，極易導致操作上的失誤，造成質量病害。為此，必須在施工工藝、基礎操作技能上多下功夫，通過對成孔、成樁過程常見問題產生原因的梳理分析，總結預防治理經驗，為高標準、高質量地完成樁基施工任務保駕護航。

3.1樁孔孔壁坍塌問題

鉆孔樁在成孔前后孔壁不同程度坍落的現象在施工中時有發生。如在成孔中，我們常會發現排出的泥漿不斷出現氣泡，又或護筒內的水位突然莫名下降，這些現象都是塌孔的征兆。原因分析：

1)施工操作不當；

2)護筒埋設深度不足；

3)成孔后待灌時間和灌注時間過長。

質量控制措施：嚴格按照施工要求開展鉆孔作業，確保作業過程鉆桿垂直、樁機穩定；遇松散易坍土層適當加大護筒埋深；成孔后盡量快速進行混凝土灌注，控制待灌時間在3 h以內。

3.2掉鉆或卡鉆問題

針對掉鉆、卡鉆這一問題的原因分析如下：

1)鉆桿安裝接頭緊密性不足，導致結構安裝不牢；

2)鉆頭和滑絲接觸不良。

質量控制措施：加強鋼絲線、鉆桿、鉆機等零部件的定期檢查維護，對發現破舊磨損的零件，及時進行更換。此外，發生卡鉆時應防止強行拉扯鉆頭導致空打，掉鉆后可選擇打撈叉、偏勾等專業工具進行打撈或安排專業技術人員處理。

3.3樁孔局部縮徑問題

產生樁孔局部縮徑的原因主要有：

1)泥漿失水量大引起的樁體周圍土層膨脹；

2)鄰樁施工間距和時間間隔不當；

3)鉆頭直徑磨損過大。

質量防治措施：首先應采用優質泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；對設計樁距小于4 m距離的，新樁孔可采用跳隔法進行施工或延長開鉆時間；對鉆頭直徑磨損過大造成的問題考慮選用雙導正環保徑的籠狀鉆頭，同時采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑，一旦掃通清孔后及時進行混凝土灌注。

3.4孔底沉渣過多問題

針對施工中的這一質量病害，筆者根據多年實踐經驗總結主要原因與防治措施如下：

1)泥漿過稀，清孔未凈；

2)鋼筋籠吊放未能垂直對中，導致碰刮孔壁泥土坍落孔底；

3)清孔后待灌時間太長，引發泥漿沉淀。

質量防治措施：采用優質泥漿清孔，成孔后將鉆頭提離孔底10 cm～20 cm，維持慢速空轉且循環清孔時間大于30 min；保持鋼筋籠垂直緩放入孔，避免對孔壁造成傷害；清孔完畢后迅速進行混凝土灌注，灌注時確保導管底端埋入混凝土面以下1 m深，以利用混凝土的沖擊力沖刷孔底殘留沉渣。

3.5鋼筋籠上浮問題

引起鋼筋籠上浮的原因主要有：

1)鋼筋籠初始放置位置不適；

2)混凝土流動性過小且導管在混凝土中埋深過大導致鋼筋籠被混凝土頂托上浮；

3)提升導管過猛，而混凝土下沉過快，瞬間反沖力促使鋼筋籠上浮；

4)制作的鋼筋籠質量欠佳且吊裝不當造成變形等因素。

控制措施有：在確保放置鋼筋籠的初始位置準確無誤的同時確認其與孔口固定的牢固程度；通過添加緩凝劑或縮短混凝土澆灌時間的方法防止混凝土頂層進入鋼筋籠時的流動性；針對反沖力造成的上浮現象，應注意計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，根據現場情況隨時停止混凝土澆灌，通過緩慢提升導管的方式進行施工。除此之外，亦應對鋼筋籠加工、組裝的精度進行嚴格要求，沉放鋼筋籠時，要對軸向準確度等進行確認，無誤后再進行吊放。

3.6斷樁問題

斷樁是指混凝土凝固后不連續，中間被鉆孔使用的沖洗液等疏松體及泥土充填的間斷樁。產生斷樁原因主要為：

1)使用坍落度損失大的配合比；

2)澆灌過程不連續。

防治措施：對使用的混凝土配合比必須進行試配和計算，嚴格按有關規范要求執行，確保混凝土具有良好的和易性、流動度；針對澆灌過程不連續的問題，要求灌注過程快速連續，灌注過程嚴防埋管、卡管及其他情況的出現。

4　結語

影響鉆孔灌注樁施工質量的人為因素較多，為避免各類特大事故的發生，應以系統工程的理念對施工過程展開全面管理，確保鉆孔灌注樁的成樁質量，為公路橋梁整體施工質量的提高做好基礎性的工作。

[1]桂業昆，邱式中.橋梁施工專項技術手冊[M].北京：人民交通出版社，2005.

[2]劉彬.鉆孔灌注樁施工技術在公路橋梁施工中的應用[J].交通世界，2015(6)：52-57.

[3]楊如華.公路橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制的對策[J].交通標準化，2013(12)：96-98.The construction technology and common problems control of highway bridge bored pile

Bai Xinquan

(ShanxiYuanfangRoadandBridge(Group)LimitedLiabilityCompany,Datong037006,China)

This paper introduced the construction characteristics of highway bridge bored pile, from the pile hole construction, steel reinforcement cage fabrication, underwater concrete pouring and other aspects, elaborated the construction technology point of bored pile, and put forward corresponding quality control measures aiming at the common problems in bored pile construction.

bored pile, bridge, construction technology, quality control

1009-6825(2016)19-0163-03

2016-04-22

白新權(1975- )，男，工程師

U443.154

A