橋梁施工中鉆孔灌注樁質量控制措施研究

陳浩東、羅強

（岳陽市交通公路工程建設有限公司，湖南岳陽 414000）

0 引言

當前，橋梁施工中經常使用鉆孔灌注樁技術。有效提升鉆孔灌注樁施工質量和效率，能夠降低樁基質量問題發生概率，橋梁的使用壽命也能得到進一步延長。因此，要使橋梁施工質量得到有效提升，必須加強對鉆孔灌注樁施工技術的研究和創新，如優化施工流程和工藝參數，重視質量控制問題，以有效提高施工效率和質量。

1 鉆孔灌注樁質量控制的意義

相比其他類型的橋梁施工技術，鉆孔灌注樁技術具有較為明顯的使用優勢。該技術具有極強的地層適應力、較為合理的工程造價、無擠土效應、無震害和承載力高等優點，因此得到了較為廣泛的推廣和應用[1]。目前，南方地區在橋梁施工中使用該項技術的概率更高，主要是因為南方地質比北方地質更加多樣化和復雜化。

在具體的橋梁施工中，倘若目標施工地區的地質條件比較差，加之鉆孔灌注樁施工質量控制不到位，必然會影響橋梁結構的安全性，很容易出現樁基質量事故，不僅會影響后續施工的正常開展，甚至可能造成一系列負面影響，為施工企業帶來無法挽回的經濟損失。因此，如何提升鉆孔灌注樁施工質量，進而提高橋梁工程質量，成為施工企業當前比較關注的問題[2]。

在鉆孔灌注樁施工過程中，進行質量控制可以大幅度降低基礎結構出現沉降位移的概率，保證施工過程的安全性，也有助于提高橋梁的使用質量和壽命。可見，在橋梁施工過程中進行鉆孔灌注樁質量控制有重要意義。

2 鉆孔灌注樁施工質量問題

2.1 出現鉆孔坍塌現象

在鉆孔灌注樁施工過程中，很容易出現鉆孔坍塌問題，會影響整體施工進度。在該環節的施工中，泥漿的密度和稠度往往難以把控，如果砂層過于松軟，且施工人員不能有效控制在松軟砂層中的鉆孔速度，孔壁很可能出現滲水問題。如果在鉆孔階段，機械設備的停留時間過長，或者鋼筋籠碰到孔壁，可能導致鉆孔灌注工作無法正常開展，鉆孔區也會出現塌陷問題。

2.2 樁孔垂直度不理想

在鉆孔灌注樁施工環節，樁孔易出現傾斜問題，該問題會直接影響橋梁施工質量[3]。出現這類問題主要是因為開孔后未復測樁孔中心點、鉆機基座傾斜問題未能得到解決、地質軟硬不均卻沒有采取適宜的鉆頭或鉆孔方法、地層中存在孤石、成孔后未用探孔器檢測垂直度、鋼筋籠未居中、未設置保護層鋼筋或墊塊、混凝土澆筑過快導致鋼筋籠上浮傾斜等。

3 鉆孔灌注樁施工技術要點

3.1 放樣準備技術

在鉆孔灌注樁施工過程中，需要有效提升放樣準備工作質量[4]。為此，施工企業需要根據原有的施工圖紙和交樁成果，建立更為精準的高程和平面控制網，完成橋梁控制點、橋梁中心線等關鍵位置的校對工作，以降低基礎中心的偏差和排樁中線的偏差。在樁基放樣的過程中，需要通過互校放樣的方式控制樁號和坐標。在這一過程中，需要使用全站儀，并在距孔心3.5m 左右的地方設置十字護樁，確保樁的位置更為穩固，即便出現突發情況，位置也不容易發生偏移。

3.2 鉆孔清理技術

鉆孔施工結束后，要及時進行清孔工作[5]。清孔的目的是通過抽、換孔內泥漿，清除孔內的鉆渣和沉渣，減少樁孔底部的沉渣厚度。清孔工作能為水下混凝土灌注提供良好的施工條件，提升測深精準度，使灌注施工更加順利，進而保證樁基質量。若是清孔不到位，會產生如下后果：

其一，孔底沉渣過厚，影響樁基承載力或導致樁基沉降。

其二，孔內泥漿的性能不達標，如稠度低，灌注樁基混凝土時，鉆孔中的鉆渣便容易在混凝土頂面沉積。鉆渣沉積過厚會導致混凝土無法頂升，或者混凝土沖破沉積層，造成樁基夾泥斷樁等問題。

其三，泥漿比重過小，有可能導致塌孔現象。

其四，泥漿含砂率高，稠度大，且鉆孔施工時間長時，會在孔壁上形成較厚的泥皮，其厚度超過4mm 會大大降低樁側摩阻力。據相關測試報告，嚴重不合格的泥皮可使樁側摩阻力降低50%以上。

因此，在鉆孔清理的過程中，施工人員需要盡可能保證孔位不出現塌落現象，并且需要及時按照原有的清理程序，實時檢測清理工作的完成度[6]。在鉆孔清理過程中，需要確保孔底沉渣厚度應小于10cm（摩擦樁）或5cm（端承樁），且施工人員應控制孔內的泥漿性能，確保泥漿比重在1.03～1.1 范圍，黏稠度在17～20Pa·s 范圍，含砂率小于2%。

鉆孔清理主要有以下方法：

3.2.1 抽漿法

抽漿法清孔比較徹底，適用于多種工況，但采用該方法對孔壁易坍塌的鉆孔進行清孔時，操作要格外小心，以免出現坍孔現象。

3.2.2 換漿法

采用泥漿泵，通過鉆桿以中速向孔底壓入相對密度1.15 左右，含砂率＜4%的泥漿，將孔內懸浮鉆渣多的泥漿替換出來。采用正循環回轉鉆，不需另加機具，且孔內仍為泥漿護壁，不易坍孔。但該方法也存在一定的缺點：

首先，若有較大泥團掉入孔底很難清除。

其次，相對密度小的泥漿是從孔底流入孔中，輕、重泥漿在孔內會產生對流運動，要花費很長時間降低孔內泥漿的相對密度，清孔時間較長。

最后，若是泥漿含砂率較高，不能用清水清孔，以免砂粒沉淀，達不到清孔目的[7]。

3.2.3 掏渣法

主要針對沖或沖抓法所成的樁孔，采用抽渣筒進行抽渣清孔。

3.2.4 砂漿置換法

該法操作較復雜，因此除了在一些有特殊要求的樁基中使用，實際工程中較少應用。

3.3 混凝土灌注

在混凝土灌注階段，施工人員需要對已灌注完的混凝土進行頂面標高和導管埋深方面的數據測量，以此來精準判定是否出現了塌孔現象。大多數情況下，混凝土的灌注導管直徑應當控制在250～300mm 之間，且導管底部和孔底的距離需要控制在300～500mm 之間。并且，在混凝土灌注施工環節開始之前，施工人員應進行導管的水密試驗，檢查導管的質量是否符合要求和標準。例如，混凝土的埋管深度不小于1m，灌注過程中導管埋入混凝土的深度應控制在2～6m 左右。

為了讓混凝土澆筑工作能夠盡快開展，在澆筑之前，施工企業還需要盡可能地多準備一些混凝土罐車，確保每個灌注樁的澆筑時間控制在4～5h。混凝土澆筑工作開始后，中斷時間不得超過0.55h。與此同時，施工人員應盡可能上下活動導管，確保導管的活動幅度得到全面控制，否則在混凝土灌注過程中，導管很容易拔出混凝土面[8]。

4 鉆孔灌注樁施工質量控制優化策略

4.1 合理完成資源準備方面的工作

開始鉆孔灌注樁施工之前，需要及時清理地表雜物。如果地表土層不均勻，施工人員需要先壓實土層或通過換填壓實的方式加固土層，完成基層處理方可安裝鉆孔灌注樁。施工過程中，各項機械設備是保證施工平臺結構更為穩定的重要前提，也是鉆孔灌注樁施工順利進行的基礎。施工人員還需確定樁柱位置，嚴格按照規劃和設計圖紙進行勘測和放線，并進行反復核對確認（見表1）。

表1 樁位偏差值范圍一覽

進行鉆孔灌注樁施工時，施工人員需及時檢查鉆機的工作狀態，若鉆機出現問題將影響后續施工進程[9]。同時，選擇鉆進技術時，技術人員也應慎重考慮。在鉆進環節，需要嚴格控制孔內水頭的位置，以保障鉆孔的穩定性。在施工過程中，還需重視材料運輸和儲存方面的問題，并聘請有豐富橋梁工程施工經驗的人員參與監管，確保橋梁鉆孔灌注樁施工的各個流程都順利推進。

4.2 合理完成鉆孔進尺控制工作

在具體的鉆孔過程中，施工人員應合理控制進尺速度，如果進尺速度超出額定界限會影響施工質量。為了讓進尺速度達到額定標準，施工人員需要提前做好勘察工作，根據現場施工的實際情況制訂施工計劃。此外，在鉆孔施工過程中，把控鉆孔垂直度和深度是保障鉆孔質量的重要措施。

在鉆孔施工過程中，如果鉆孔深度超出了鉆頭長度，施工人員便可按照正常速度進行接下來的鉆孔工作；如果出現了泥漿質量損失或滲漏問題，應立即停止工作，并按照既定方案流程完成泥漿補足方面的工作；如果出現了護筒漏漿方面的問題，需要提起鉆錘，讓泥漿先注入孔中，待泥漿在鉆孔中穩定方可繼續使用鉆孔完成接下來的施工。

4.3 合理進行成樁清孔質量控制

在鉆孔灌注樁施工中，最終的成樁質量會直接受樁身的垂直度、鉆孔的直徑位置以及孔形的影響[10]。為了保證成樁質量，需要在鉆孔過程中進行必要的觀察監測，及時記錄當前鉆孔的位置、深度以及孔徑。為了順利推進鉆孔工作，該項工序開始后，施工人員就需要提前清孔，清除樁底的殘渣，盡可能降低沉淀泥漿對鉆孔灌注樁承載力的影響。

但需要注意的是，采用不同類型的鉆機需要使用不同的清孔方式。并且，在清孔過程中，施工人員需要嚴格控制泥漿指標。

4.4 合理完成鋼筋籠制作安裝工作

鋼筋籠制作安裝工作是鉆孔灌注樁施工環節不可或缺的重要流程。為了確保鋼筋籠的使用質量達到理想效果，需對按要求對鋼材原材料及焊接件進行檢測，確保鋼材的各項使用性能滿足鉆孔灌注樁的施工質量要求。

完成清孔后需立即吊裝鋼筋籠，否則沉渣厚度超過既定標準，鋼筋籠吊裝質量就會受到影響[11]。在鋼筋籠制作的過程中，施工人員應根據實際情況，選擇整體或分節方式完成鋼筋籠的制作。焊接工作完成后，施工人員需要檢查鋼筋籠的焊接接口，確保其達到規定的使用標準。在焊接過程中，施工人員需要合理檢查鋼筋籠的吊環長度，根據護筒高程與鋼筋籠頂高程的數值差異，合理控制鋼筋籠的吊環長度。想要讓鋼筋籠吊裝工作順利開展，需要格外注重鋼筋籠的放置位置，確保在鋼筋籠放置過程中不與孔壁發生碰撞，否則鋼筋籠很容易出現形變問題，影響鋼筋籠最終的使用性能。與此同時，施工人員還在鋼筋籠吊裝過程中，使用分段吊裝的方式，讓上段和下段均完成順直焊接，否則鋼筋籠主筋保護層的厚度可能無法達到標準[12]。此外，在主筋每隔2m 左右的方位應當設置4 個位置對稱的“鋼筋耳環”，這樣能降低鋼筋籠吊籠問題出現的概率，確保鋼筋籠安裝工作順利完成。

5 結語

總的來說，在橋梁施工過程中，對鉆孔灌注樁的質量控制工作十分必要，不僅能延長橋梁的使用壽命，還能降低坍塌事故的概率。從各個方面出發，優化落實鉆孔灌注樁質量控制策略，能進一步發揮鉆孔灌注樁施工的優勢。