橋梁鉆孔樁樁基施工中的質量問題及處理

陳濤濤

（中鐵九局集團第七工程有限公司，遼寧沈陽110000）

0 引言

近年來，隨著我國橋梁建設工程不斷增加，施工質量是工程建設的重中之重。樁基施工是橋梁建設的核心內容，樁基的施工質量直接決定了橋梁工程的整體質量。樁基施工屬于地下工程，在施工中存在諸多不可預見的因素，導致施工難度加大，且在施工過程中極容易出現質量問題。在處理相關問題時，需要考慮實際的施工情況，分析問題形成的具體原因，進而提出有效的預防和應對處理方法，提升橋梁建設的施工質量。

1 工程概述及橋梁鉆孔樁樁基施工的特點

1.1 工程概述

成昆鐵路峨眉至米易段擴能工程EMZQ-12 標段站前工程，施工地點在四川省西昌市境內，起點里程為DK440+500，終點里程為DK458+425.76，工程建設全長21.384km。本標段梁式橋全部為鉆孔樁基礎，其中特大橋4 座、大橋3 座、中橋12 座，總計鉆孔樁樁基2164 根/97422 延米，平均樁長45m，樁徑為Φ1.25m 或Φ1.0m。

1.2 橋梁鉆孔樁樁基的施工特點

鉆孔樁樁基是利用鉆機成孔后，在孔內下設鋼筋籠和使用導管澆筑水下混凝土形成的橋梁基礎，能夠提高工程地基的承載能力，滿足橋梁設計的要求。在樁基施工中主要有以下特點：旋挖鉆在施工過程中噪聲小，沒有震動，不會側移，無煙氣排風，所以不會對周邊環境、建筑群、路面和地下設施等產生影響。樁身剛度強，具有強大的豎向和橫向荷載能力。樁徑、樁長、樁頂、樁底高程等可以按照要求進行調整和選擇，對于層面高低不平的適應性較強。較之于沉樁減少了搬運、吊置、捶擊等環節對樁基質量的影響。此外鉆孔樁無預制工序，施工設備簡單，工期效率高，適用于不同硬度的巖層[1]。沖擊鉆施工時震動大，需要對施工周圍有隔震要求的建筑和危房采取一定的保護手段。沖擊鉆具有很好的鉆孔性能，能對較硬的地層進行鉆孔且效率高，適用于硬度較高的巖層或風化巖層及不同的硬脆的地質環境等。但在施工中，排屑較為困難，對于軟質地質和黏度大的土層地質施工難度大，具有一定的局限性。

2 橋梁鉆孔樁樁基施工的常見質量問題分析與處理

2.1 塌孔問題與處理

塌孔是較為常見的問題之一，一般會在鉆孔過程中或成孔后形成，主要形成原因有：其一，混凝土漿液黏稠性小，護壁效果欠佳，容易出現漏水情況；護筒埋置過淺，周圍封堵處理不密實產生滲水；護筒底部土層厚度不足，導致發生滲水，進而使得泥漿水頭高度不符合標準，對孔壁產生的壓力不足。其二，在鉆孔過程中，停鉆時間過長，孔內水頭無法保持在相應的水位線上，導致水頭對孔壁壓力降低。其三，在提升鉆頭時或放置鋼筋籠過程中與孔壁產生碰撞。其四，孔內水流失導致水頭高度不足。清孔后沒有及時灌注混凝土。其五，施工現場附近有大型的設備或車輛運行產生震動。

預防措施：其一，在施工前，根據設計部門的地質勘查資料，對施工現場的地質進行了解，計算出準確的泥漿配比例、泥漿黏度與鉆孔速度。其二，在埋置護筒過程中，要對底部進行夯實，確保護筒安裝后回填的密實度。在水中振動沉入護筒作業時，根據地質資料務必將護筒穿過淤泥及透水層，確保護筒銜接處的密實性。其三，在阻抗過程中，無特殊情況應進行連續施工作業。其四，在提升鉆頭時或放置鋼筋籠過程中應保持垂直，避免與孔壁發生碰撞。其五，當不具備灌注條件時不宜進行清孔。其六，在鉆孔時，盡量減少周圍大型設備和車輛的運行。

處理方案：在該工程中，出現了輕微的塌孔問題。在處理時，把泥漿的比重加大，提高泥漿的水頭，增強水頭壓力，有效地防止了塌孔問題的發生。若是發生嚴重塌孔時，要馬上使用砂類土或片石進行回填，也可使用5%～6%的水泥砂漿黏土進行回填。必要時可以將鉆機移開，防止被埋入孔內，待穩定后重新鉆孔。

2.2 彎曲和縮頸問題與處理

通常在軟硬巖石互層鉆孔施工時，容易發生樁基彎曲。在處理時，將鉆頭提到彎曲部位并對該部位進行多次沖孔，直至其正直為止[2]。該工程中出現了嚴重彎孔問題，處理方法采用卵石與黏土混合物回填到彎曲位置上部50～100cm 處，等待填料沉實后重新進行鉆孔。此種處理方式也適用于解決梅花孔、探頭石等問題?？s頸問題主要是塑性土膨脹引起的。為防止縮頸問題發生，應重視對泥漿質量的控制，減少泥漿失水量。在鉆孔成孔時，要注意加大泵量，提升成孔速度。經過一定時間后，在孔壁逐步形成泥皮時，要注意防止孔壁滲水，減少膨脹發生的概率。必要時也可加大鉆頭，使用上下反復掃孔方式增大孔徑。

2.3 卡鉆問題與處理

形成原因：其一，孔內出現縮孔、探頭石、梅花孔或孔內掉塊。其二，下鉆過猛或鋼絲繩的松緊度未調節好，超出設計長度導致鉆錘傾倒，卡在孔壁上。其三，沖擊鉆在黏土層施工中沖程過大或泥漿太稠。

處理方案：在鉆孔過程中，要上下輕微地提動鉆錘，適當進行轉動，以方便提出鉆錘；在下鉆時，不應太快太猛；在鉆錘補焊時，確?？讖脚c尺寸吻合，采用合適的沖程量，以防止錘頭傾倒。發生卡鉆時，不能強制提出，需上下左右嘗試輕提，或用小沖錘進行沖擊，若還未能解決，可使用滑輪組或小爆破進行強提。

2.4 樁身傾斜、中心偏移問題與處理

形成原因：其一，鉆機在工作過程中未處于水平位置，或者施工場地的平整度和壓實程度與標準不符，導致鉆機發生不均勻沉降。其二，土層軟硬度不均勻，遇到孤石導致錘頭或鉆頭受到不均勻用力。其三，在水上作業時，鉆機狀態不平穩或鉆孔平臺穩固性較差。其四，在原有建筑物基礎上，鉆孔遇到障礙，致使錘頭位置偏向一側。

在該工程中，對于樁身傾斜采用主動糾偏法，按照地質勘探的資料對傾斜巖層的方向、厚度、傾角、頂部高程等進行判定，同時與施工完成的樁基鉆孔資料做出對比，以此明確鉆孔偏斜的精準高程。當鉆孔接觸到傾斜巖層頂部時，把片石黏土拋向孔內，同時進行沖擊鉆進，使用小到中沖程，提錘高度在1～2m 內，每次拋投片石黏土的方量為0.3～0.5m3，孔內厚度值達到0.4～0.6m，直到鉆孔穿過傾斜巖層。

2.5 斷樁問題與處理

形成原因：其一，導管無法撥動，且掛在鋼筋籠上。其二，吊車延誤拔管時機，致使導管被混凝土抱死，不能拔起。其三，灌注過程中，導管提升過高，致使導管底部與混凝土面發生脫離[3]。

預防措施：其一，在進行灌注前，必須做好相關的準備工作，確保灌注操作過程能夠連續進行。其二，在灌注前，要了解天氣狀況，科學安排灌注的具體時間。其三，在灌注時，必須控制好導管的預埋深度，通常在2m 以上。其四，在灌注混凝土過程中，要一邊拔導管一邊灌注，并安排專業人員實時監測混凝土頂面的上升高度，為確定導管上拔速度提供必要的依據。在提升導管時，要保持勻速、平穩，慢慢提升，隨時關注導管埋入深度，注意導管埋入不能過深或脫離混凝土面。

處理措施：其一，該工程中特大橋樁基6#-2 在混凝土澆筑到15m 時，導管掛在鋼筋籠上導致斷樁。采取的處理方法是：將直徑1.9m 的護筒打入斷樁位置以下3m 處，向內部注入泥漿封住地下水；再從側面打井對其進行抽水，使地下水位降低直至抽干積水；接著人工使用空壓機把1.5m 的混凝土鑿除，并將其清除干凈后，涂水泥漿重新澆筑到樁頂。其二，特大橋0#-4 樁基鉆孔到28m 時，因延誤拔管時機發生斷樁。在處理時，先安排專業人員潛入水下對鋼筋籠進行氣割，取出22m 鋼筋籠，因位置過于狹窄，剩余鋼筋籠無法割除；采用片石回填到鋼筋籠頂部50cm 處；接著使用沖擊鉆重新沖孔，錘重應達到5t 以上，才能把鋼筋和混凝土沖碎。在操作中，要連續使用強力磁鐵把碎渣吸出，當沖擊至原來樁標高下方20cm 處時止，重新進行樁基澆筑。其三，特大橋12#-5 樁基利用超聲檢測發現距離樁頂6.5～6.8m 截面處未有波速，可能發生斷樁。處理方法是：采用小口徑鉆機在樁身鉆出2 個或3 個小孔到斷樁處，使用高壓水對斷樁處進行沖洗，利用其中一個小孔作為壓漿孔，另外的小孔作為返漿孔，用高壓泵對孔內注入高標號水泥漿直至返漿孔返漿后，將其堵塞，繼續向孔內注入適量的水泥漿，并做好保壓。

2.6 導管進水問題與處理

形成原因：其一，在灌注中，混凝土方量不足或導管口與孔底間距過大，導致混凝土不能沒入導管底口，或導管埋入得過淺，導致泥漿從導管底口進入。其二，導管接頭不嚴密，接頭處導管高氣囊把橡皮墊擠出，致使導管焊縫處遭到破壞，水從接頭和與焊縫處流入。其三，在灌注時，導管上下提升用力過猛，破壞接頭處的橡膠墊使水流入。其四，操作不當、機械制動不到位或測深不精確，當導管底口拔離地面時涌入泥水。

預防措施：其一，在灌注前，準備足夠的混凝土方量，并確保導管底口與孔底的距離保持在30～40cm 范圍內。其二，選擇高質量的橡膠皮墊和導管，若導管存在破碎問題需進行補焊或不使用，安裝導管要嚴把質量關，要讓導管接頭處水密性符合標準。其三，在灌注過程中，導管上下抽動的力度不宜過大、過猛。其四，拆除導管前，要進行認真測量與計算，保證導管埋入深度的準確性。

在該工程施工中，因首批灌注方量不足出現進水問題，采用的處理方法是，在首批混凝土封底不成功的情況下，發生導管進水，馬上將導管提出，利用抓斗把孔底的混凝土清除，接著下管重新進行灌注。需要注意的是，在拔出導管時，即刻安排施工人員拆除導管并進行清洗，同時快速把安裝底塞的導管插入距混凝土表面下方2.5m 處，繼續灌注，導管向上提升0.5m，最后按照初灌要求進行灌注。

3 結語

以上是結合案例，對橋梁樁基施工中常見質量問題進行的原因分析以及相應的預防處理措施。經過實踐證明，上述處理方法能夠有效地解決相關問題，對提升橋梁樁基施工質量發揮了良好作用。