橋梁施工中鉆孔灌注樁質(zhì)量控制措施研究

廉兆成

（中煤長(zhǎng)江基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，南京 210046）

1 引言

鉆孔灌注樁施工技術(shù)適用于我國(guó)國(guó)內(nèi)大部分地質(zhì)狀況下的橋梁施工，但是其施工程序較為原始和復(fù)雜，容易受到建筑材料因素以及施工現(xiàn)場(chǎng)因素等影響。因此，在鉆孔灌注樁實(shí)施過(guò)程中采取質(zhì)量控制措施是非常必要的。

2 鉆孔灌注樁的基本情況

2.1 鉆孔灌注樁的深基礎(chǔ)形式

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工程建設(shè)不斷進(jìn)步，建筑物體量持續(xù)增加，這就意味著建筑物的基礎(chǔ)荷載水平面臨著不斷增加的壓力。為了保障建筑物的安全，建筑深基礎(chǔ)成為多數(shù)工程項(xiàng)目的首選基礎(chǔ)形式。尤其在我國(guó)面積廣大的軟土地區(qū)，建筑深基礎(chǔ)更是橋梁建筑工程項(xiàng)目的必要基礎(chǔ)形式。

樁基礎(chǔ)是土木工程施工技術(shù)領(lǐng)域中最常用的一種深基礎(chǔ)形式，其中，鉆孔灌注樁是樁基礎(chǔ)的一個(gè)最主要的樁型。鉆孔灌注樁一般作為抗壓樁應(yīng)用于建筑工程項(xiàng)目中，有時(shí)也可以作為抗拔樁，或者用作抗壓樁兼做抗拔樁，在建筑工程項(xiàng)目中發(fā)揮出雙重作用。抗壓樁對(duì)持力層的要求較高，需要選擇較硬土層，如基巖層、砂礫層及碎石層等。

2.2 鉆孔灌注樁的主要優(yōu)缺點(diǎn)

鉆孔灌注樁的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：

1）鉆孔灌注樁的適用地質(zhì)條件較廣，不僅可以廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)，在硬土地區(qū)也可以應(yīng)用，而且實(shí)施效率較高。

2）鉆孔灌注樁在樁孔的選擇上，其樁徑及樁長(zhǎng)都是比較靈活的，相應(yīng)承載力的取值范圍比較大。

3）鉆孔灌注樁的樁身抗彎性能較好，使鉆孔灌注樁能夠承受較大的荷載。

4）鉆孔灌注樁一般為非擠土樁，擠土效應(yīng)較小。

5）鉆孔灌注樁的施工工藝成熟，施工條件要求簡(jiǎn)單，對(duì)施工機(jī)械的要求更低，一般施工機(jī)械水平完全可以滿足使用需要，不需要額外準(zhǔn)備過(guò)多的機(jī)器即可以完成施工。

鉆孔灌注樁的主要缺點(diǎn)：首先，在橋梁工程項(xiàng)目施工時(shí)，由于不同土層受到的影響因素不同，施工過(guò)程中面對(duì)的情況比較復(fù)雜，因此，很有可能發(fā)生擴(kuò)徑、縮徑、斷樁等鉆孔灌注樁身質(zhì)量缺陷。其次，當(dāng)鉆孔灌注樁用作端承樁時(shí)，如果基巖是持力層，則很難控制鉆孔灌注樁端承樁的樁底沉渣，這對(duì)于基樁承載力的發(fā)揮有較大的影響[1]。另外，鉆孔灌注樁的樁身側(cè)壁泥皮質(zhì)量較難保證，一旦側(cè)壁泥皮質(zhì)量不過(guò)關(guān)，就會(huì)顯著降低基樁的側(cè)阻力，對(duì)整個(gè)建筑物的基礎(chǔ)造成巨大影響。最后，對(duì)于坡地及持力層坡度較大的樁，施工中會(huì)發(fā)生滑樁現(xiàn)象；鉆孔灌注樁的泥漿護(hù)壁在施工過(guò)程中會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境有一定影響。

3 橋梁施工中鉆孔灌注樁的常見質(zhì)量問(wèn)題

3.1 樁孔垂直度不夠

樁孔垂直度不夠會(huì)導(dǎo)致在施工過(guò)程中，鉆孔灌注樁的樁孔出現(xiàn)傾斜。一旦發(fā)生這種情況，會(huì)對(duì)橋梁施工質(zhì)量造成不可挽回的影響。樁孔垂直度不夠往往是由于在澆筑混凝土過(guò)程中缺少嚴(yán)格有效的管理，導(dǎo)致相應(yīng)的參數(shù)不符合實(shí)際施工需求，施工質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。如果這種情況在施工過(guò)程中沒有及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，那么情況持續(xù)惡化很有可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

就一般情況而言，如果由樁孔的垂直度不足導(dǎo)致鉆孔灌溉出現(xiàn)傾斜時(shí)，說(shuō)明在施工過(guò)程中樁基移位、樁端遇障礙物錘擊偏心，或者發(fā)生了鋼筋籠下沉的情況。發(fā)生這樣的問(wèn)題后，導(dǎo)管將不能順利安裝。雖然不會(huì)出現(xiàn)安全問(wèn)題，但是橋梁的質(zhì)量會(huì)嚴(yán)重受到影響，危險(xiǎn)系數(shù)增大。

3.2 鉆孔坍塌

在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，一旦發(fā)生了鉆孔塌陷問(wèn)題，會(huì)對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度產(chǎn)生很大的影響。施工人員在施工過(guò)程中，往往因?yàn)槟酀{的黏稠度較小、相對(duì)密度小，而出現(xiàn)了一些在松軟砂層進(jìn)展得過(guò)快，而在中間的停鉆時(shí)間卻偏長(zhǎng)，甚至鉆孔、鋼筋籠等碰撞了孔壁等人為因素的情形，既不能根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行正常施工，同時(shí)又由于缺乏專門的負(fù)責(zé)人不能及時(shí)加以解決與修復(fù)，使正常施工過(guò)程中不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)這一系列的問(wèn)題和隱患，造成了鉆孔區(qū)發(fā)生塌陷[2]。

此外，還要針對(duì)護(hù)筒的深淺需要做出合理的評(píng)價(jià)，一般情況下，護(hù)筒需要根據(jù)樁位進(jìn)行設(shè)置，其內(nèi)徑應(yīng)不小于樁徑，護(hù)筒中心與樁位中心的偏差不得大于50 mm，同時(shí)傾斜度的偏差不大于1%。但是，如果對(duì)樁位的測(cè)量數(shù)值不準(zhǔn)確，那么護(hù)筒的深度數(shù)值也是不準(zhǔn)確的，由此便會(huì)造成鉆孔坍塌。

3.3 鋼筋籠上浮及下沉

在使用螺旋鉆孔進(jìn)行灌注樁施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鋼筋籠在下放的過(guò)程中，不能一次性沉放到位，而產(chǎn)生這一問(wèn)題的最主要原因是鋼筋籠過(guò)長(zhǎng)，當(dāng)鋼筋籠下放到一定程度時(shí)便會(huì)產(chǎn)生卡頓現(xiàn)象，而這時(shí)的鋼筋籠既不能繼續(xù)下放又不能提上來(lái)，于是，施工人員便在被迫的狀況下，在孔口部加以隔斷處理。此外，鋼筋籠還會(huì)發(fā)生傾斜，主要由于吊筋與主梁板或是分段的鋼筋籠間，連接并不緊密或吊環(huán)松脫；或上下振動(dòng)導(dǎo)管時(shí)，由于導(dǎo)管掛帶鋼筋籠，對(duì)骨架施以一較大外力，吊環(huán)松脫，而一旦將導(dǎo)管和鋼筋籠分離時(shí)，鋼筋籠就沉入了孔中。

4 橋梁施工中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制

4.1 做好施工前期準(zhǔn)備工作

任何一個(gè)土木工程項(xiàng)目的順利實(shí)施，其前期工作都是必不可少的。完善的前期準(zhǔn)備工作可以有效地保證施工過(guò)程和施工安全，預(yù)防質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生。

首先，在鉆孔灌注樁施工之前，應(yīng)先把施工現(xiàn)場(chǎng)地表的垃圾雜物、浮土、污泥等清除掉。一旦發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)土層存在不均勻的現(xiàn)象，要預(yù)先進(jìn)行土壤壓扁，若施工現(xiàn)場(chǎng)的土層質(zhì)地較弱，可采用換填壓實(shí)的方法進(jìn)行加固。把整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的基層處理好，接著再安裝施工機(jī)械，這樣才能保證整個(gè)施工平臺(tái)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，為鉆孔灌注樁施工奠定牢固的基礎(chǔ)。同時(shí)，還需要確定樁柱位置。大橋的鉆孔灌注樁施工流程中，一項(xiàng)關(guān)鍵的施工重點(diǎn)在于對(duì)樁柱部位的確定。在施工準(zhǔn)備階段，施工單位必須嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖樣，對(duì)鉆孔灌注樁的樁柱部位進(jìn)行精確的勘測(cè)與放線，在鉆孔灌注樁的具體位置做綁點(diǎn)并進(jìn)行定位，并且對(duì)樁點(diǎn)的核對(duì)應(yīng)分多次反復(fù)確認(rèn)。

其次，必須檢查鉆機(jī)的工作狀態(tài)是否正常，因?yàn)殂@機(jī)是鉆孔灌注樁施工的主要機(jī)械設(shè)備，所以，鉆機(jī)的正常工作狀態(tài)也會(huì)直接影響鉆孔灌注樁的施工效率。在鉆進(jìn)技術(shù)上，優(yōu)先選擇沖擊成孔法。在鉆進(jìn)過(guò)程中，始終嚴(yán)格控制并保證孔內(nèi)水頭高出地下水位或施工水位2 m以上，以確保孔壁的穩(wěn)固性[3]。

另外，對(duì)于工程所要求施工材料的運(yùn)送和儲(chǔ)存也需要著重關(guān)注。在鉆孔灌注樁工程中，最主要的2個(gè)環(huán)節(jié)是鉆孔和灌注樁成型。除此之外，修筑便道、圍堰筑島和埋設(shè)護(hù)筒等施工項(xiàng)目中，其埋設(shè)的鋼護(hù)筒頂端標(biāo)高應(yīng)高出原地面或圍堰面50 cm，護(hù)筒底端埋入深度一般是不少于1 m，必須保證為黏性土并至少將護(hù)筒底埋入地下0.5 m以上。

最后，對(duì)于保證橋梁鉆孔灌注樁的工程質(zhì)量，提升施工的專業(yè)技術(shù)水平也是一種行之有效的辦法。施工企業(yè)需要聘請(qǐng)專業(yè)的、經(jīng)驗(yàn)豐富的橋梁工程施工人員和管理人員，確保橋梁施工過(guò)程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工。同時(shí)，鉆孔灌注樁施工人員和管理人員需要具有相應(yīng)的技能證書和執(zhí)業(yè)證書，需要定期接受相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，強(qiáng)化相關(guān)知識(shí)，從而提升技術(shù)和管理水平，在技術(shù)上確保橋梁鉆孔灌注樁施工的順利完成。

4.2 合理控制進(jìn)尺，確保速度適宜

鉆進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)合理控制進(jìn)尺，確保嚴(yán)格按要求施工，速度不能過(guò)快或過(guò)慢。為了達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)，需要提前做好勘察工作，全面掌握施工現(xiàn)場(chǎng)基本情況。在鉆孔施工過(guò)程中，要求橋梁工程施工人員和管理人員詳細(xì)掌握工程質(zhì)量狀況，同時(shí)還需要把控鉆桿垂直度與鉆孔深度。

施工過(guò)程中，如果鉆孔深度超過(guò)鉆頭的長(zhǎng)度，可使用正常速度鉆孔。一旦發(fā)生滲漏或泥漿質(zhì)量損失等問(wèn)題，工作人員應(yīng)馬上停止灌漿，并及時(shí)按規(guī)定補(bǔ)足達(dá)到一定質(zhì)量要求的泥漿。如果出現(xiàn)護(hù)筒漏漿等問(wèn)題，為了確保工程質(zhì)量，需要提起鉆錐，先把泥漿注入孔中，待泥漿穩(wěn)定后，再進(jìn)行鉆孔施工。同時(shí)，還要盡可能地加強(qiáng)并增大抗浮板的面積，從而增加鋼筋籠與持力層的接觸面，避免出現(xiàn)鋼筋籠下沉的現(xiàn)象。除此之外，如果在澆筑樁基混凝土?xí)r吊筋出現(xiàn)向上“攛”的現(xiàn)象，表明鋼筋籠出現(xiàn)上浮，需要放慢混凝土的澆筑速度，反復(fù)用鉆機(jī)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)慢提快落導(dǎo)管，由此讓浮出的鋼筋籠慢慢回放到澆筑的混凝土中。所以，對(duì)于泥漿的質(zhì)量和數(shù)量都應(yīng)高度重視，這樣才能有效地控制進(jìn)尺，使其有效滿足橋梁工程施工需要。

4.3 確保清孔工作完成度

清孔是鉆孔灌注樁施工中非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟。因?yàn)槿绻练e物發(fā)生堆積，勢(shì)必會(huì)在施工過(guò)程中造成樁體承載能力的下降，對(duì)工程質(zhì)量造成影響，對(duì)工程安全性產(chǎn)生威脅。對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行清理一般需要進(jìn)行兩次，通常是在鉆孔完成之后首先進(jìn)行第一輪清理，然后在吊放鋼筋之后，再進(jìn)行第二次清孔，以保證清孔的效果。因此，對(duì)于相關(guān)施工規(guī)范中泥漿的控制指標(biāo)：含砂率不超過(guò)6%；膠體率不低于90%等，在鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中需要嚴(yán)格把控，如果沒有就地取材，則需要經(jīng)過(guò)專門進(jìn)行的泥漿配合比設(shè)計(jì)，一般采用高塑性泥漿以及膨潤(rùn)土，并且需要嚴(yán)格按照施工機(jī)械、工藝流程和穿越土層條件進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語(yǔ)

在橋梁鉆孔灌注樁的施工過(guò)程中，對(duì)質(zhì)量的管理及控制成為整個(gè)施工過(guò)程的重中之重。由于橋梁鉆孔灌注樁施工的工藝較為復(fù)雜，在施工過(guò)程中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)未做好都會(huì)造成整個(gè)工程質(zhì)量的下降。因此，需要對(duì)鉆孔灌注樁的質(zhì)量進(jìn)行有效控制，盡可能地避免施工過(guò)程中存在不必要的問(wèn)題，進(jìn)而有效避免施工質(zhì)量隱患，確保橋梁施工質(zhì)量，為項(xiàng)目工程整體質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)，從而有效促進(jìn)我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。