橋梁鉆孔灌注樁施工質量要點及常見問題對策

鄭海建

（上海宏南市政設施養護有限公司，上海 201311）

0 引 言

雖然鉆孔灌注樁已經作為一種成熟的施工技術廣泛應用于橋梁、建筑物等各類樁基礎中，但是從咸塘港橋的鉆孔灌注樁施工過程來看，在該施工工藝中還是有大量的質量、技術控制要點需要牢牢掌握，并且根據現場施工質量問題選擇正確的應對之策，才能控制施工時各類不利因素的影響，保證樁基質量達到規范與技術要求。下面以咸塘港橋樁基施工工程為例，對鉆孔灌注樁施工的質量與技術要點與質量問題的應對之策展開敘述。

1 案例工程的概況

咸塘港橋位于航三公路新建工程東段，樁號K3+616.569～K3+766.569，中心樁號 K3+691.569，橋跨 30m+30m+30m+30m+30m，與道路正交，橋梁總寬 35.6m。采用 C40 鋼筋混凝土輕質橋臺，臺后鋪 8 m 搭板。基礎用φ800 鉆孔灌注樁，共 120 根，每臺墩 20 根，0# 和 5# 臺樁長 38 m；1# 和 4# 墩樁長 45 m；2# 和 3# 墩樁長 48 m，其中 2#、3# 墩位于水中，需圍堰抽水形成陸地施工，其他均為陸地樁。

2 鉆孔灌注樁技術簡況

本橋樁基為鉆孔灌注樁，該工藝是在早期灌注樁基礎上形成的具有一定技術難度和較高隱蔽性的施工技術，質量保證度高。成樁有兩個過程：先用機械鉆孔、人工挖孔或鋼管擠土在地基上成孔，然后孔內放鋼筋籠和灌注混凝土成樁。現已是一項成熟技術，陸上與水中廣泛采用；工藝設備簡單、流程精簡、施工簡便，可有效改善建構筑物因基礎差不能得到穩定支撐的缺點，既無傳統摩擦樁附帶的沉降問題，也無灌注樁技術復雜的工藝、過高的技術要求和工藝種類過多等給施工帶來的不便，很大程度上適應了樁基工程建設發展的需要。

3 施工質量要點

鉆孔灌注樁施工作業過程中，需認真研讀施工圖紙和施工規范，熟練掌握工藝流程的各個質量控制要點，才能夠保證施工質量達到要求。下面就本施工工藝流程中各質量控制要點作簡要的說明。

3.1 施工準備

3.1.1 場地準備

施工前，通過圖紙、勘測交底，結合現場，對施工區域全面調查，確認現場符合施工要求。

咸塘港西岸的粉質土、軟性黏土等不良土已預處理，2#、3# 墩建圍堰抽水清淤后，素土逐層回填壓實形成陸地施工條件。

3.1.2 機械設備準備

樁基為φ800 鉆孔灌注樁，樁長 38～48m，120 根。根據工程情況，配兩臺 GPS-10 型樁機從橋兩頭同時施工。進場前，施工人員對樁機參數、操作要領、性能已詳細掌握，并經項目部、監理單位查驗合格，確保鉆機滿足鉆孔要求。操作人員持證上崗，經項目部技術交底與安全技術交底。現場備足樁機易損件，確保設備零件及時更替，避免影響工期與質量。

3.1.3 放樣準備

根據施工圖紙和交樁成果，建立平面和高程控制網。放樣前嚴格校核橋梁控制點、橋梁中心線、樁基位置，要求基礎樁心偏差≤100 mm；排樁中線與橋縱軸同向偏差≤50 mm，與橋橫軸同向偏差≤100 mm，并校核排樁中心與橋兩頭道路中心的關系。樁基放樣按樁號、坐標雙控互校放樣，無誤后，依設計圖紙樁號和坐標，用全站儀放出樁基中心點，在距孔心 3.5 m外的堅硬地面設 4 個十字護樁，護樁均用細石混凝土圍護，保證穩固不位移，以便隨時對樁位進行校正。樁位定好后，及時形成書面文件，報送監理審驗，且經監理復測合格，簽字、批準后方可鉆孔。

3.2 開鉆

鉆前，清除雜物，平實場地，將鉆架下地基碾壓密實，鉆機底部用枕木鋪墊穩固，保證鉆機不傾斜。

根據現場情況制備好泥漿，設置好泥漿池和收集池。鉆孔時用反循環系統冷卻鉆頭、清理殘渣與孔內護壁。預埋護筒，為鉆頭導向、保護孔口不滑塌和提高孔內的泥漿水頭壓力。護筒頂高在施工水位或地下水位2 m 以上，且上口高出施工地面 0.3 m，用黏土分層夯實其四周，防止外水滲孔，另于護身上口預留 2 個溢漿孔，便于溢漿。

鉆孔采用旋轉鉆機，順序為間隔跳打，且后一個鉆孔在前一孔混凝土終凝后開始。

開鉆本橋第一孔前，嚴格檢查鉆機狀態，防止鉆孔出現故障；開鉆后密切關注第一孔鉆進速度，需低壓慢速，便于掌握地層對鉆機的影響。確定鉆孔參數后，初鉆速度為 5m/h，并保證鉆機的垂直度，預防鉆孔超徑；鉆進中時刻注意鋼絲繩的垂直度，發現偏斜及時糾正。其他工程鉆孔，必要時可用探孔設備檢查樁孔垂直度，保證樁孔滿足設計和規范要求。

3.3 鉆進

鉆進時，施工人員要控制好鉆進的速度和鉆頭的壓力，保持“低壓慢進”，等鉆頭至護筒下口 1 m 深后，再將鉆機參數調整至正常。另外，孔內需維持 1.5～2.0 m 高度的水頭，多關注護筒里泥漿面高度，泥漿不足則及時補給，確保孔內外壓力平衡，避免孔壁坍塌。

操作人員需經常檢查鉆頭的尺寸與位置，確保成孔質量，并持續觀察孔壁狀態，預防孔壁坍塌；為準確控制成孔，需將鉆孔時間控制在 6 h 左右，若時間過長，易導致孔底殘渣增多和孔壁坍塌，難以保證成孔質量；每鉆進 4～5 m 驗 1 次孔并做好記錄，及時報監理審驗。

3.4 成孔和一清

孔深達到設計要求后，立即停鉆，盡快成孔驗收。成孔驗收通過后，用抽漿法第一次清孔，將鉆頭略提高后空轉，繼續反循環 5～15 min 清孔底渣土。

3.5 鋼筋籠制作與沉放

先查驗現場鋼筋的質保資料，會同監理做好現場驗收、取樣和送樣工作；驗收和檢驗合格后，焊制鋼筋籠。本橋樁基用 HRB400 鋼筋，主筋為φ22 閃光對焊、加強筋為φ20 點焊，螺旋筋和箍筋為φ16 雙面搭接焊。籠體制作后，報監理驗收，并根據設計要求對主筋焊點按每樁主筋焊點的 5 % 比例見證取樣送檢。驗收和檢測合格后才可認定該鋼筋籠合格。若焊接質量不合格，則需有效補焊或換人焊，重新驗收、送樣。另，主筋焊接頭須符合設計和規范要求，籠體吊環滿足起吊要求。

籠體吊移時要避免其變形，沉放時需將其扶正再下放，并密切觀察下放姿態，另綁墊塊防其碰壁。下放中若遇阻，不可強壓下沉，防其變形。先檢查受阻原因，再制定去阻措施。若因籠體傾斜碰壁受阻，則需糾正吊放，先將籠體吊高，查明無阻后再扶正下放；若因樁孔偏斜使籠體無法下放，則需糾正樁孔，直至樁孔滿足籠體下放要求。

籠體分段間接長時，加快焊接速度，盡量縮短下放時間。按設計要求，橋墩需做成樁聲測檢驗，依要求取三樁籠體內側設置φ60 mm 鋼質聲測管。

3.6 混凝土灌注

樁基均用水下 C35 商品混凝土、φ250 導管灌注，導管接頭用絲扣牢固連結，且加設橡膠密封圈。導管在使用前須做承壓試驗，介質為水，壓力≥0.3 MPa，安裝時移動吊鉤使其處于孔心位置，再緩慢向孔底下放，防其與籠體相碰。導管底口下放至距孔底 30～40 cm 處，便于混凝土灌注。

籠體和導管到位后，便用導管對孔底二清。二清主要使孔底渣土和孔內泥漿符合要求：沉渣厚度≤300mm：距孔底 50 cm 內的泥漿相對密度≤1.10，粘度≤20 Pa·s，含砂率≤2 %。達到要求后，準備灌注混凝土。

混凝土首灌量需≥1.5m3，首灌后導管埋深需≥1 m。灌注要連續不中斷，預防斷樁。灌注中保持導管埋深 2.0～6.0 m（過淺易成斷樁，過深易使混凝土堵管或籠體上浮），提升導管時要緩慢，預防提升快留空混入泥漿。孔內灌注面上升至需逐節拆管時，拆管要快，控制在 15 min 內。混凝土灌入導管要緩慢，防止過快形成管內高壓氣囊損壞管節間的橡膠密封墊。灌注過程須詳實記錄，及時報監理審驗。

為保證樁頂質量，樁頭灌注標高要高于設計標高1 m 或＞樁長 3 %，后期破樁頭降頂至設計標高。

4 施工中常見的質量問題和對策

本橋鉆孔灌注中，遇到一些成孔或成樁的質量問題，這些問題是同類樁基施工共性。下面探討鉆孔灌注樁施工中常見的質量問題形成原因和處理對策。

4.1 質量問題的原因

4.1.1 坍孔的常見原因

①護筒周圍黏土回填不密實或護筒埋深太淺，導致地表水滲入造成塌陷；②孔內泥漿密度不足，水壓過低，造成孔外地下水進入孔內破壞泥漿引起坍孔；③施工不規范，監測頻次和范圍不足，致防治措施落實不及時；④孔壁受撞擊致坍塌，如升降鉆頭、導管或籠體時碰撞孔壁致坍塌（1 # 墩 10 # 樁因下籠太快碰壁坍孔）。

4.1.2 鉆孔偏斜的常見原因

①鉆機陳舊、鉆頭損壞嚴重、鉆機安裝不規范、鉆桿彎斜等機器原因致鉆孔偏斜；②鉆進中，地質不均且與勘設不符致未調整鉆孔參數，鉆頭受力不均致斜孔、偏孔。

4.1.3 漏漿的常見原因

①漏漿一般發生在孔體周圍保護性土體不密實或者地層土質不良時，如卵石層、圓礫層等；②地下水位高、流動性大處，孔外水不斷沖刷孔周土體及孔內樁體時出現漏漿（3 # 墩 1 # 樁因地下水沖刷致漏漿）；③鉆孔區整體土質差，處于地層斷裂帶或地質活動頻繁區，發生漏漿。

4.1.4 鋼筋籠變形、浮移的常見原因

①籠體變形原因有籠體制作長度過長或使用的鋼筋規格不合理致剛度低、或籠體過壓、或墊塊安裝不規范致保護不足；②籠體制作和安裝不規范，片面追求進度，致焊接質量差或吊放過快而變形；③混凝土密度過大、灌注過快、凝結時間過短、和易性差，致籠體產生浮移。

4.1.5 斷樁的常見原因

①混凝土和易性差、坍落度小、骨料級配不合理、骨料最大粒徑過大，灌注中易堵管，致灌注中斷夾泥而斷樁；②導管埋深太淺、提升過快、幅度過大致下口脫離孔內混凝土、接頭不嚴致孔內泥漿混入混凝土等都會使樁體夾泥而斷樁；③混凝土供應不足，致灌注中斷時間太長，未按設計規范接樁而斷樁。

4.2 常見對策

4.2.1 孔壁坍塌的常見對策

①根據鉆孔區域地質合理確定護筒埋深，周圍黏土回填時須按規范壓實，預防孔外水體滲透致坍孔，采取合理的鉆進速度；②預處理不良土質；③合理選用優質泥漿，鉆進時嚴格按設計和規范操作，合理鉆進并及時注入泥漿；④接長鋼筋籠體時，快焊快接，減少下放時間，避免孔壁長時間晾置；⑤提放鉆頭和導管、下放鋼筋籠時要慢而穩，防碰壁。

4.2.2 鉆孔偏斜的常見對策

①對鉆機設備定期檢修、維護，確保其正常運行；②鉆進中多檢查鉆桿垂直度，發現偏差立即糾正，防斜孔、擴孔發展；③根據地質，及時調整鉆機作業參數，發現地質不均勻時（如堅硬孤石或硬度不等的地層切面），可換用自重大、鉆桿剛度大的鉆機減少鉆頭滑移偏斜，并減慢鉆速；發現鉆頭偏移后可反復掃鉆糾偏；若糾偏無效及時停鉆將孔回填好，探明情況后在原位重鉆或更改孔位。

4.2.3 漏漿的常見對策

①保持孔內外水壓平衡，用黏土將孔周回填密實；易漏漿部位用優質泥漿或增大泥漿密度護壁；②遇大孔隙地質時，回填黏土和片石封堵漏徑，待封堵完成再繼續鉆進；③加大護筒埋深，使護筒穿過不良土質層；④注意控制孔外水體沖刷，必要時封堵沖刷路徑。

4.2.4 鋼筋籠體變形及浮移的常見對策

①確保籠體制作質量，主筋須焊接成直線，當樁體較長，合理分段；籠體內每隔 2 m 加焊一個φ20 水平加強箍筋可防起吊中籠體發生彎曲、扭曲等變形；②吊放時要確保籠體初始位置準確，籠體中心線與孔心重合，下放緩慢，邊放邊糾；另固定好籠體的懸掛設備，按設計規范要求裝好籠外墊塊和操作吊放；③灌注混凝土時，嚴格控制灌注速度和導管埋深，按要求施工；孔內混凝土首灌要慢，籠底埋入混凝土 2～3 m 后再適當提升灌注速度。

4.2.5 斷樁的常見對策

①嚴把原材料質量關，混凝土配合比、骨料最大粒徑合理，每根樁留組試塊，在開灌、中間和結束時各做 1 次坍落度測定；②混凝土中導管埋深須控制，導管不得拔離混凝土；③灌注中斷，若因導管堵塞，孔內混凝土還沒初凝，則提出導管快速清堵，然后重新下放導管底口至原灌注面上 10 cm 處，加設球膽，計算導管長度和料斗容積，待混凝土灌滿導管和料斗瞬間，釋放導管和料斗，利用重力將導管壓入原混凝土，完成濕接樁，若中斷后混凝土已過初凝，斷樁位置高于地下水位且深度小于 4 m，可先抽清孔內泥漿，安排人員在鋼筋籠保護下穿戴安全設備下至斷樁處，鑿毛混凝土斷面和清洗斷樁處鋼筋，然后繼續澆筑混凝土；斷樁位置較深或處低于地下水位下，可用小直徑鉆頭在斷面處鉆孔，小孔深滿足要求后重清理樁孔，再在小孔中置入一段小鋼筋籠，埋深為籠體半長，然后繼續澆筑混凝土。

5 結 語

咸塘港橋 120 根樁經成樁檢測均為 I 類樁，由此表明，只要選擇合理的施工工藝、掌握工藝質量控制要點、不斷完善質量問題的對策，就能有效避免施工過程中的質量問題進一步擴大，從而保證樁基工程整體的施工質量達到設計與規范要求。