高速公路橋梁樁基施工質量問題研究和處理技術

顧少偉

（江蘇開通建設工程有限公司， 江蘇 淮安 223001）

1 工程背景

京滬高速公路柴米河大橋起點樁號 K768+865.037，終點樁號K769+218.307，中心樁號K769+043.072，既有橋梁跨上部結構形式為裝配式預應力砼連續箱梁，全橋共3 聯，連跨布置為（24.9+3×25+24.96）+（3×25+24.96）+（24.96+3×25+24.89），橋梁全長356.07m，交叉角度900。根據設計方案，柴米河大橋對既有橋梁上部結構頂升49cm 后再利用上、下部結構，內邊梁加固，雙側拼寬，每側拼寬7m。下部構造采用柱接蓋梁、樁柱式橋墩（其中0#、2#、3#、14#墩臺下設承臺）、座板臺、柱式臺，鉆孔灌注樁基礎，直徑1.2m，灌注樁共計8 根，直徑1.5m 灌注樁48 根，直徑1.8m 灌注樁8 根，全橋樁基共計64 根。

2 孔斜事故

施工中都出現了無法放入鋼筋籠這一現象，起始認為是縮孔或者斜孔所引起，通過成孔檢測儀檢測后確定為孔斜事故。

2.1 孔斜事故的處理

2.1.1 對于孔斜事故較輕時，往往將偏斜地方進行吊起，而后再由鉆頭從上到下反復掃孔，直到鉆孔修理直即可。

2.1.2 在孔斜比較嚴重或者修斜沒效果這種情況下，在偏斜位置的上方利用回填片、卵石進行沖平，再重新進行鉆孔。

2.2 孔斜事故的原因

孔斜事故的發生原因具體包含如下幾種：

（1）在鉆孔時碰到比較大的孤石或者探頭石；處于傾斜度較大且軟硬地層相交處或者在巖石傾斜時、大小粒徑不等的砂卵石層中進行鉆孔時，鉆頭所受力度不勻稱；鉆頭在較大擴孔出擺動時會偏向一方；

（2）孔斜和不均勻沉陷會由于不按要求安裝鉆機，而在鉆機運轉過程中振動過大和鉆進過程產生以上現象；孔斜會由于鉆桿在間隙過大受壓后發生彎曲導致，而間隙過大產生的原因是插接式連接鉆桿磨損或鉆具彎曲。

（3）鉆機鉆桿、動力頭的工作導向及支撐部件是鉆桅，鉆孔在鉆桅出現傾斜現象時必然會發生偏斜。因此，保證鉆桅與地面夾角成90°是鉆機施工的基本條件之一；鋼絲繩提放鉆桿的支撐點是鉆桅鵝頭，由于鵝頭的嚴重變形導致鋼絲繩產生水平作用力，鉆桿由于作用力而產生不均勻晃動，導致孔斜現象發生；當鉆桿與動力頭的同心度不符合相關要求時，非常容易導致鉆桿晃動，進而出現孔斜現象；鉆桿的兩個支點由動力頭和鉆桿托架共同構成，鉆桿會隨著托架的上下不平穩運動而晃動，導致孔斜現象；當晃動量過大或傾斜的現象出現在鉆桿上時，加壓方向變化的現象則會出現在孔底的鉆頭上，導致孔斜現象；當地層變化時，鉆頭地板鉆齒排列位置適應性較差，也易發生孔斜現象。

2.3 孔斜事故的預防

可采取以下措施預防孔斜事故：

（1）鉆機安裝過程中，在平穩堅固的地基上安放基座，使得底座和轉盤水平，使得護筒中心、重滑輪緣和固定鉆桿的卡孔在一條直線上，鉆進過程中及時檢查校正。

（2）仔細檢查鉆具，特別是在入孔前，嚴禁彎曲的鉆具入孔，同時應該及時修復或更換插接式連接鉆桿接頭的間隙過大或磨損嚴重的鉆具。

（3）輕壓慢轉的操作規程應該應用在：存在傾斜的軟、硬地層或換層界面處、開孔鉆進時，當地下障礙物妨礙鉆機鉆入時應及時處理，禁止盲目加壓。

（4）定期進行檢查，檢查所用工具為檢孔器，及時糾正偏斜。

2.4 易孔斜施工地層注意事項

（1）設備的保養和檢修工作應定期完成，確保設備以最佳的工作狀態用于施工過程中。

（2）相關地質資料應該在施工前詳細了解查閱，做好事故預想預案，防止孔斜發生。

（3）操作手對易產生孔斜的地層施工時，應該保證操作技巧平穩鉆進，禁止盲目加壓。

（4）做好垂直度的檢測工作在易出現孔斜的地層施工過程中的必要條件，及時糾偏，避免出現更大偏斜。

3 樁位出現裂隙、溶洞的事故

3.1 確定裂隙、溶洞出現的位置及狀況

地下水長期腐蝕石灰巖最終形成溶洞，水和二氧化碳作用于石灰巖中的碳酸鈣，最終轉化為碳酸氫鈣，具有微溶性。石灰質的含量在石灰巖層各部分含量也有所不同，導致不同的侵蝕程度出現在石灰巖層中，逐漸出現互不相依的裂隙和溶洞。根據實際情況確定裂隙和溶洞的具體位置和狀況。

3.2 出現裂隙、溶洞現象后的解決方案

3.2.1 護筒內如果出現水面冒氣泡或者有渾水的情況下，孔內水頭的高度呈下降趨勢，然而下降時的速度較為遲緩，這種狀態證明屬于輕微漏漿，能通過加入適量的黏土或者直接將袋裝黏土放入，對泥漿的質量有進一步的提升與改善，可繼續進行鉆進。在鉆進時應注意將沖程鉆進維持到最小，等孔內基本穩固好，然后再開始恢復鉆進工序。

3.2.2 漏漿速度在大量涌出渾水和氣泡時較快， 加入黏土繼續鉆進，到原標高處，依然漏漿，此時應停止鉆進。如果終孔距離其較近，方量太大的回填土，為了防止坍孔，漿泥質量要符合要求，同時保證孔內外水位差。

3.2.3 漏漿現象一旦發生在鉆孔樁施工過程中，非常容易造成坍孔。坍塌位置的判明方式為采用重整護筒，坍孔處以上1-2m 有回填片石和黏土混合物時繼續鉆進；片石應盡量較小，鉆進過程中速度保持較慢。

3.2.4 全部回填適用于單一的處理方法不能解決問題時，鉆進工作應在回填物沉積密實后進行；向孔內投入片石和水泥的同時保證孔內外水位差符合要求，沖砸過程選擇小沖程，沖砸后加入黏土，不能隨意變動回填的次序。長時間反復觀察依然漏漿時，泥漿嚴重流失，孔內泥漿比重急劇下降，導致鉆孔工作不能正常施工。所以，水泥和片石必須先回填，黏土在孔內水穩波動較小時加入，防止再次水泥流失。

3.3 漏漿處理的注意事項

在漏漿的處理過程中，第一步保證孔內水位符合要求，第二步鉆孔的相關資料以及原始記錄，判定地質情況是溶洞或裂隙，回填材料的選取依據是漏漿程度和上述資料。輕微漏漿，軟弱夾層作為巖層時，回填黏土不能采用單一的，因為鉆進過程在軟弱夾層中進行時非常容易出現斜孔現象，所以在回填過程中，黏土和片石應該同時按比例填入。施工過程中，必須綜合考慮現場資料和施工環境，相應的變動處理方法。

4 斷樁事故的預防

采取以下措施預防斷樁事故：

（1）在灌注之前做好充足的準備，為確保灌注操作能夠連續不間斷的工作；

（2）進行灌注的前期，一定要觀看天氣預報情況，將灌注的時間進行合理有序的安排；

（3）在進行灌注時應注意將導管的埋置深度控制好，導管的埋置深度要確定大于2m；

（4）由1mm 厚鋼板做成的錐形可活動護罩提前在砼導管上進行套裝，為確保導管法蘭能夠順利將鋼筋骨架掛住，護罩底部大小等于法蘭大小；

（5）灌砼開始后，灌砼與拔導同時進行，砼頂面所上升的高度要安排指定人員定期檢測,為確定導管的上拔速度，在進行提升時速度應保持均勻且平穩，緩緩升起，實時監測導管的埋入深度，為有效避免導管埋入太深或者導管與砼面出現脫離現象；

（6）拌制砼的過程中一定要嚴格遵循相關標準，將水灰比、坍落度控制好，為確保砼的和易性，避免砼的和易性較差，導致導管發生堵塞現象，只能拔出導管，會引發斷樁問題。

5 樁身砼離析、縮孔事故

樁基混凝土拌合物成分相互分離被稱為樁基的離析，樁基的質量由于內部結構和組成的不均勻而造成缺陷。離析的因素主要有：較小的坍落度、和易性較差和初灌量過小的混凝土、導管埋深不足和進水、地下水位在混凝土初凝前的變化。混凝土與管壁在拔管時產生的摩擦阻力造成的離析現象；不當的灌注方法以及混凝土的質量也會導致離析。

5.1 樁身砼離析的處理措施

在樁身砼出現離析現象時，可以利用以下幾種解決方案進行處理：

（1）在處理樁身砼離析層時，如果孔洞蜂窩出現缺陷，能通過小孔鉆進的方式到要處理的位置，利用高壓水進行處理后，再由高壓泵往需要進行處理的位置壓入水泥漿；

（2）在完成砼灌注后樁身發現縮孔現象的話，位置如果較淺，將進行直接開挖，對縮孔位置實施施工補救措施，位置處于較深并且較嚴重時，需要及時進行補樁。

5.2 樁身砼離析、縮孔事故的預防措施

（1）在導管進行入孔連接時，密封工作必須做到位，為有效避免漏水現象的產生；

（2）灌注中一定要將導管埋深控制好，為防止浮漿的入侵；

（3）一定要避免地下水入侵造成的水浸；

（4）在灌注過程中，必須將導管埋深工作進行嚴格把控。

6 避免出現坍孔可選如下方案：

（1）在樁基施工之前，必須仔細查看地質勘查報告，做好分析研究，將護筒的填埋深度進行明確，做好充足的粘土準備，還要將泥漿護壁做到位。

（2）避免因多次鉆孔機振動對地層帶來的不良影響，鉆孔的時間與孔位需要進行合理分配，在施工過程中要通過跳打法進行施工，不能在相鄰的樁孔連續施工，在跳打時應注意要在相鄰的成型樁砼完成后再開始施工。

（3）采取隔孔施工程序，采用混凝土灌注樁，孔內的樁身會由于周圍的土的移動而產生壓動力。成樁初期，樁身的混凝土強度值較低，泥漿來平衡成孔，采用適當的樁距可有效防止坍孔現象的發生。

7 結語

公路橋梁最基礎的就是樁，樁基的施工質量在某種程度來說確定著橋梁的承載性能。實時監控施工情況，對于工程中有質量問題的，要通過合理的解決方案及時處理，為保證樁基的質量能夠滿足相關標準需求。