深厚淤泥地層橋梁灌注樁技術研究

巢玉蘭

（江西省宜春公路建設集團有限公司，江西 宜春 336000）

1 工程概況

某特大型橋梁工程項目長度為2284m，設計為鉆孔灌注樁基礎形式，樁基數量為360 根，橋臺樁徑為1.2m，主墩樁徑為1.8m，樁長為50～90m。經過對現場的地質勘查發現，此次施工地質條件為淤泥質土，厚度比較大，必須加強處理才能保證工程的施工效果。

2 樁基施工方案

灌注樁成孔應用沖擊成孔方式，預制廠完成各項鋼筋的制作，利用專業車輛運輸到現場，并吊裝運輸到位，然后開展澆筑作業，形成完整的樁體結構。

2.1 施工準備

現場正式施工前進行設計方案的審查，之后在現場設置控制網并進行復核。使用全站儀進行現場檢測，確保數據偏差控制在合理范圍內，符合設計方案的要求。

2.2 護筒埋設

護筒直徑超過鉆頭直徑200mm 即可，使用10mm的鋼板制作，并且頂部超出地表0.5m 左右。安裝護筒通常采用加壓或者錘擊的方式，必須嚴格按照設計方案確定安裝位置，護筒頂面中心與設計樁位偏差在50mm 以內，傾斜度偏差不得超過1%[1]。護筒設置精度合格后，應用汽車起重機吊裝到規定部位。

2.3 鉆機就位

鉆機安裝必須達到穩固性標準：底架設置墊平，達到穩定狀態，沒有位移、沉陷等問題。

2.4 泥漿制備及循環作業

泥漿制備嚴格執行技術標準，保證各方面參數合格，且應用泥漿泵完成輸送作業，傳輸效率符合施工速度的要求。工作人員可合理利用循環作業的方式，以提高材料利用率。

2.5 鉆孔

開孔環節采取低錘密擊的方式，鉆孔深度進入護筒以下3m 時，根據地質條件適當地增加沖程，保持正常鉆進的方式，每鉆入2m 深度就要進行一次檢查和記錄，排除不利因素的影響。對土層進行隨時觀察，并做好泥漿密度控制，確保達到護壁的要求。

2.6 成孔檢查

成孔操作中，深度尺寸應符合設計標準，再應用檢控器檢查直徑、深度、垂直度，全部符合工程要求才能繼續開展施工，否則返工處理。

2.7 第一次清孔

以換漿法為主進行現場的清孔操作，將漿液沖入底部，從孔口排出，沉渣的厚度不得超過規定的要求，對于鉆渣進行過濾和沉淀處理，使其沉入孔底，反復操作直到符合要求為止[2]。

2.8 鋼筋籠加工及吊放

工廠內制作鋼筋籠，根據設計要求進行聲測管的安裝作業，按照設計方案設置混凝土墊塊，并且兩者之間的間距設定在2m 以內，橫向設置數量在4 個以上，嚴格控制各個結構部分的施工，避免影響總體施工效果。

2.9 第二次清孔

各項工作順利實施后開展二次清孔，該環節以導管作業方式為主，之后檢查確定泥漿、沉渣厚度等是否符合要求，以確保工程質量合格。

2.10 混凝土灌注

混凝土在規定區域內集中拌和制作，應用混凝土泵車運輸到作業現場，并利用直升導管法進行灌注。初灌環節，設置隔水栓，并且準備充足的施工材料。澆筑環節，埋管深度在2～6m；灌注施工即將結束時，加強混凝土材料的下落速度以及埋管深度的控制，且保證內部壓力符合要求，預防出現結團的問題。在澆筑環節應加強高度的控制，確保達到設計標準，符合設計高程的要求，偏差控制在1m 以內，且保持連續灌注作業[3]。

3 施工常見質量問題分析

3.1 樁位偏斜

3.1.1 原因分析

一是現場施工作業階段并未按照要求進行樁位的檢測和調整。二是鉆機設置時未達到水平標準，場地平整度不合格，地表硬度不足而發生傾斜，或者現場存在不均勻沉降的問題。三是鉆頭沖程比較大，導致鉆頭出現了劇烈的晃動。四是鉆進時遇到孤石或者地質硬度較高，鉆頭損壞嚴重。

3.1.2 預防措施

一是應用全站儀進行放樣檢測，保證位置精度合格，護筒埋設后及時進行檢測。二是沖擊鉆安裝到位之前，現場進行平整處理，并且壓實施工，保證強度性能合格，并調整鉆機，以達到水平的工作狀態。三是在施工前進行地質勘查和分析，結合現場實際情況調節泥漿比重。四是更換符合工程標準的鉆頭，保證鉆進垂直度達標。

3.1.3 處理措施

樁位偏斜超出規定標準后，需要及時回填黏土或者片石，合格后再進行鉆進作業。

3.2 塌孔

3.2.1 原因分析

一是泥漿密度不足，護壁的效果不合格，在投入使用后發生漏水的情況。二是鋼護筒埋設的深度沒有達到標準要求，填土密實度不合格，發生漏水。三是松軟地層內鉆進速度過快，護壁形成速度慢而發生滲水。四是鉆入施工時停留時間較長，內部泥漿沉淀而難以達到護壁效果。五是提升鉆頭或者下放鋼筋籠時觸碰孔壁而發生損壞的問題。六是相鄰孔位施工發生振動作用，導致結構損壞嚴重，或是現場車輛行駛而發生劇烈振動。七是清孔結束后，停留時間過長而沒有及時進行灌注施工。

3.2.2 預防措施

一是現場施工前進行地質勘查和分析，并根據現場需要調節漿液材料，對于淤泥質土或者細砂土層，應增加泥漿比重以達到護壁的效果。二是護筒埋設環節應保證底部夯實，填充效果合格。三是鉆孔作業中如果沒有特殊情況需要保持連續性施工，泥漿泵循環保持連續性。四是鉆頭提升和鋼筋籠下放保持垂直，不得觸碰孔壁。五是相鄰孔位如果間隔距離較小，不得同時施工，防止車輛、設備的持續作用導致結構損壞。六是澆筑前做好各項準備工作，防止意外情況影響工程施工效果[4]。

一是輕微塌孔問題，要合理地增大泥漿比重，減小沖程，提高護壁強度。二是塌孔部位如果在上部，可以適當地增加鋼護筒，增大周邊密實度。三是如果出現嚴重塌孔的問題，要及時應用片石或者砂土進行回填處理，并根據需要隨時轉移鉆機，情況穩定后再重新鉆進。鉆入環節防止觸碰孔壁，避免影響施工質量。

3.3 樁底沉渣過厚

3.3.1 原因分析

一是護壁泥漿的質量不達標。二是清孔效果比較差，沉渣過厚。三是清孔時存留的時間較長，未達到間隔時間要求。四是初次灌入量不足，且內部有空氣存在，或者沒有布置隔水栓。

3.3.2 預防措施

一是鉆孔作業除了黏土層可以應用原土漿液之外，其他各個基層結構都要采用人工制備的漿液，并且保證泥漿的比重、黏稠度符合要求，消除排渣困難的情況。二是嚴格落實二次循環處理措施。通過泥漿置換，在第一次清孔工作結束后，直接排放大顆粒的物質，并且保證泥漿的比重為1.2～1.4 之間；第二次清孔使用導管的方式處理，將沉渣厚度控制在合理的范圍內，并保證泥漿的質量達標。三是孔底沉渣厚度達到設計標準，目前主要是應用水文測繩開展檢測，確保數據精度合格。四是避免澆筑作業受現場環境干擾導致結構的性能不合格。五是澆筑環節應該確保水密性達標；初灌環節，漏斗應放置隔水栓，材料供應足夠；澆筑環節，應保持連續性進行，不能中斷。

3.3.3 處理措施

如果施工中出現樁底沉渣厚度超出規定標準的情況，及時應用清孔、加壓灌注的方式進行處理。澆筑完成后，應用鉆孔壓漿的方式進行處理。

3.4 樁身混凝土保護層厚度不夠

3.4.1 原因分析

一是沒有按照設計標準要求展開檢測工作，樁位的控制精度不合格，沒有及時地進行校對和檢測，造成結構傾斜，對結構性能產生不利影響。二是二次清孔時間超出標準，泥漿的密度不足，淤泥質土發生嚴重的縮孔問題，導致結構保護層不合格。三是鋼筋保護層墊塊數量不足。

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3.4.2 預防措施

一是針對進尺操作時未按要求進行，結構的性能和質量不合格，尤其是砂層厚度不達標的情況，應該定期進行護樁或者組織專業人員測量、調整，以滿足施工標準要求。二是加強泥漿比重、稠度、孔底沉渣厚度的控制，第一次清孔就要盡量符合設計標準，從而縮短二次清孔時間，預防發生縮孔的問題。三是現場施工時應按照設計方案的要求設置鋼筋籠保護墊塊，鋼筋籠頂部也應該設置更多的保護物體[5]。

3.4.3 處理措施

現場澆筑施工全部完成后，經過檢測如果發現保護層不合格，應立即糾正和處理。樁身混凝土保護層不合格的情況一般都是出現在樁頂向下淺層的部位，可通過開挖作業的方式進行處理，同時加大樁身保護層的厚度，以防止問題再次發生。

3.5 樁身混凝土夾泥

3.5.1 原因分析

一是混凝土澆筑的時機選擇不合理，與上一工序存在較長間隔，容易導致護壁性能降低，內部出現夾泥的問題而導致質量不合格。二是現場出現縮孔的問題造成夾泥。三是澆筑時坍落度比較大，流動性升高，灌注時導致結構土層被破壞，有渣土進入混凝土內。

3.5.2 預防措施

一是澆筑開始前加強準備工作，并制定合理的應急措施，現場澆筑施工必須達到連續性的要求，避免中斷。二是加強二次清孔的質量監督管理，保證泥漿比重合格，且要確保護壁的質量達到要求，不會發生縮孔的問題。三是加強坍落度的控制，保證結構性能合格。

3.5.3 處理措施

夾泥問題造成的混凝土松散、蜂窩、溝槽、裹覆等輕微病害問題，可使用壓漿補強的方式進行處理。如果夾泥嚴重出現斷樁病害，則需要及時進行補樁處理，確保樁體性能合格。

3.6 影響樁基檢測問題

3.6.1 原因分析

一是聲測管預埋未能達到標準要求，出現變形等嚴重的問題，造成結構的功能無法發揮。二是現場施工中質量管控不當，各個部位的混凝土性能都不合理，且檢測點布置不達標；檢測工作未能按照標準實施，或者現場的施工車輛、設備對工程結構產生巨大的影響，進而發生損壞等嚴重的問題。三是樁基混凝土質量未能達到要求。

3.6.2 預防措施

一是保證聲測管的質量符合要求，并保證聲測管的設置達到規范性要求。聲測管內徑應該稍微超過換能器的半徑，且徑向剛度達到標準要求，制作材料的溫度系數與混凝土接近。聲測管沿著鋼筋籠的內側布置，以確保形狀對稱。二是聲測管要保持封閉性設置，管內部潔凈度合格，確保不會有任何的雜質，并且聲測管的外觀、形式等都達到標準的要求，滿足現場使用的需要。三是鋼筋籠的吊放必須執行操作工藝方案，落實各項管理工作措施，加強施工人員的培訓。四是現場作業中，混凝土澆筑要超過設計高程1m 左右，并在結構強度性能合格后及時鑿除。五是嚴格控制樁徑，并在現場進行測量，提高結構的質量和性能，工作人員做好結構強度和性能的記錄。六是檢測工作不能受到其他因素的干擾和影響，確保信號采集符合標準要求。

3.6.3 處理措施

一是經檢測若水質不能達到清澈的標準，則要立即組織更換。若樁頭頂面不平整則要及時應用人工鑿平處理，達到結構設計標準。二是聲測管變形、堵塞或者多種因素造成的問題，導致精度不合格，可應用鉆芯法展開分析。

4 實施效果評價

在現場施工環節發現上述問題并經過處理后，進行樁基埋管法進行超聲波檢測，保證樁體結構達到完整性的標準，并進行樁端承載力的檢查。對該特大型橋梁進行全面檢測，發現全部樁基符合要求，一類樁占比超過95%，綜合質量性能較高，橋梁工程的質量符合要求。

5 結語

深厚淤泥地層條件下進行樁基施工，容易產生比較嚴重的質量問題，比如偏斜、塌孔、縮徑等，威脅橋梁工程的質量，甚至引發嚴重的安全事故，造成巨大的損失。因此，在現場施工中需要加強各項準備工作，制作性能合格的泥漿材料，提高護壁的效果，并落實監控管理措施，消除質量與安全隱患。經過對該工程的研究分析，發現深厚淤泥地層條件之下的灌注樁性能合格，橋梁工程的總體穩定性較高，完全可以滿足橋梁的運行要求，由此可見，該技術的推廣應用將為我國橋梁事業的發展奠定良好的基礎。