淺談橋梁鉆孔灌注樁施工質量控制

楊　毅

摘要：文章以橋梁鉆孔灌注樁施工中的常見重點問題為基點，從質量技術方面進行了分析，并提出了一些控制方法，以便在實際工作中借鑒參考。

關鍵詞：橋梁鉆孔灌注樁；施工質量控制；缺陷樁；斷樁

中圖分類號：TU375文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0158-02

隨著我國交通基礎設施建設的快速發展，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域。但鉆孔灌注樁屬于水下隱蔽工程，一般施工質量效果無法直接觀察，雖然其施工工藝并不復雜，但施工中的每個環節都至關重要，會影響整個樁的質量，一旦出現缺陷樁，處理起來也麻煩，往往影響工期，增加投資。因此，嚴格控制好鉆孔灌注樁每個環節的施工質量，是提高樁基質量的關鍵。

一、幾種缺陷樁的形成原因

（一）斷樁的產生原因

斷樁是嚴重的質量事故，對于誘發斷樁的因素，必須在施工初期就徹底清除其隱患，同時又必須準備相應的對策，預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。斷樁產生的原因有以下幾個方面：

1．灌注混凝土過程中，測定已灌混凝土表面標高出現錯誤，導致導管埋深過小，出現拔脫提漏現象形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期，超壓力不大或探測儀器不精確時，易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此，必須嚴格按照規程用規定的測身錘測量孔內混凝土表面高度，并認真核對，保證提升導管不出現失誤。

2．在灌注過程中，導管的埋置深度是一個重要的施工指標。導管埋深過大，以及灌注時間過長，導致已灌混凝土流動性降低，從而增大混凝土與導管壁的摩擦力，加上導管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管，在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁。

3．卡管現象也是誘發斷樁的重要原因之一。由于人工配料（有的機械配料不及時校核）隨意性大，責任心差，造成混凝土配合比在執行過程中的誤差大，使坍落度波動大，拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產生離析現象，使粗骨料相互擠壓阻塞導管；坍落度過小或灌注時間過長，使混凝土的初凝時間縮短，加大混凝土下落阻力而阻塞導管，都會導致卡管事故，造成斷樁。所以嚴格控制混凝土配合比，縮短灌注時間，是減少和避免此類斷樁的重要措施。

4．坍塌。因工程地質情況較差，施工單位組織施工時重視不夠，有甚者分包或轉包，施工者談不上有什么經驗，在灌注過程中，井壁坍塌嚴重或出現流砂、軟塑狀質等造成類泥沙性斷樁。這類現象在本工程的斷樁中占有相當大的比例，較為嚴重。而且位置深、難處理，是導致工期無限延期及經濟上大量浪費的重要因素之一。

5．另外，導管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續進行，突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應認真對待灌注前的準備工作，這對保證樁基的質量很重要。

（二）縮頸

在鉆孔過程中，由于鉆錐磨損或焊補不及時，再或地層中遇到膨脹的軟土、粘土、泥巖等，容易產生縮孔現象。

（三）灌注時發生井壁坍落

成孔后灌注水下混凝土時發生坍孔現象，若坍塌不止，應將導管拔出，以粘土回填重新成孔；輕微坍落在施工中不易被察覺，聲測時發現局部裹泥或夾砂現象。根據實際情況還可以采用壓漿、旋噴等工藝處理樁芯局部夾泥砂或空洞等缺陷，不再贅述。

二、灌注施工質量控制要點

（一）原料質量控制要點

砼原料宜選用卵石、石子含泥量小于2%，以提高砼的流動性，防止堵管。一般砼初凝時間僅3～5小時，只能滿足淺孔小樁徑灌注要求，而深樁灌注時間約為5～7小時，因此應加緩凝劑，使砼初凝時間大于8小時。為了使砼具有良好的保水性和流動性，應按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后，先開動攪拌機并加入30%以上的水，然后與拌合料一起均勻加入60%的水，最后再加入10%的水，最后加水到出料時間控制在60秒內，坍落度應控制在180+20毫米之間，砼灌注距樁頂約5米處時，坍落度控制在160毫米～170毫米，以確保樁頂浮漿不過高。氣溫高，成孔深，導管直徑在250毫米之內，取高值，反之取低值。

（二）鉆孔質量控制要點

1．采取隔孔施工程序。鉆孔混凝土灌注樁是先成孔，然后在孔內成樁，周圍土移向樁身土體對樁產生動壓力。尤其是在成樁初始，樁身混凝土的強度很低，且混凝土灌注樁的成孔是依靠泥漿來平衡的，故采取較適應的樁距對防止坍孔和縮徑是一項穩妥的技術措施。

2．確保樁身成孔垂直精度。這是灌注樁順利施工的一個重要條件，否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求，應采取擴大樁機支承面積使樁機穩固，經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施，并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。

3．確保樁位、樁頂標高和成孔深度。在護筒定位后及時復核護簡的位置，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發生漏漿的現象。在施工過程中自然地坪的標高會發生一些變化，為準確地控制鉆孔深度，在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄，以便在成孔后根據鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。

雖然鉆桿到達的深度已反映了成孔深度，但是如在第一次清孔時泥漿比重控制不當，或在提鉆具時碰撞了孔壁，就可能會發生坍孔、沉渣過厚等現象，這將給第二次清孔帶來很大的困難，有的甚至通過第二次清孔也無法清除坍落的沉渣。因此，在提出鉆具后用測繩復核成孔深度，如測繩的測深比鉆桿的鉆探小，就要重新下鉆桿復鉆并清孔。同時還要考慮在施工中常用的測繩遇水后縮水的問題，因其最大收縮率達1.2%，為提高測繩的測量精度，在使用前要預濕后重新標定，并在使用中經常復核。

為有效地防止塌孔、縮徑及樁孔偏斜等現象，除了在復核鉆具長度時注意檢查鉆桿是否彎曲外，還根據不同土層情況對比地質資料，隨時調整鉆進速度，并描繪出鉆進成孔時間曲線。鉆頭直徑的大小將直接影響孔徑的大小，在施工過程中要經常復核鉆頭直徑，如發現其磨損超過10mm就要及時調換鉆頭。

4．灌注水下混凝土前泥漿的制備和第二次清孔。清孔的主要目的是清除孔底沉渣，而孔底沉渣則是影響灌注樁承載能力的主要因素之一。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣，使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態，再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔．最終將樁孔內的沉渣清干凈，這就是泥漿的排渣和清孔作用。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用，我們可以看出，泥漿的制備和清孔是確保鉆孔樁工程質量的關鍵。從筆者施工的幾個鉆孔樁工程來看，其項目粘土層較多，能在鉆進中形成泥漿，故采用原土造漿，但現場必須準備一定數量且性能合格（塑性指數大于25，含砂率小于4%）的粘土或膨潤土以備不測，同時在開工前準備數量充足符合要求的泥漿。

在鉆孔到設計深度時要做的第一步就是清孔。清孔過程中要注意保持水頭，經常檢測泥漿指標，直到孔口返漿比重持續小于1.10～1.20，測得孔底沉渣厚度小于50mm?？捎弥睆奖仍O計樁徑小5cm長3～4倍鉆孔直徑的鋼筋圓圈作為探孔器放入孔內驗收樁徑，如發現探孔器下不去或鋼絲繩明顯偏向孔一側，說明出現縮徑或斜孔，應及時回鉆處理。然后下鋼筋籠，盡可能縮短澆筑前的操作時間，減少沉淀量。嚴禁用加深孔底深度的方法代替清孔，這樣會極大地降低樁尖處土的極限承載力，也容易因泥漿相對密度過大而造成夾泥或斷樁。鋼筋籠的制作應嚴格按設計圖紙進行施工，要保證鋼筋籠的焊接質量，成籠圓直，保證伸進承臺部分的鋼筋長度。在鋼筋籠內側縱向綁扎加固的木棒，保證鋼筋籠的垂直性。下放時，隨時調整鋼筋籠的位置，使鋼筋籠中心與樁中心保持一致，并逐步去掉加固用木棒。為了保證中心的一致性及鋼筋籠的保護層厚度，在鋼筋籠外側用定位鋼筋空心穿孔砼預制圓柱體。灌注導管口徑下限控制在200mm以上，其連接處應平滑，以減少提升導管時的阻力。在下導管前，應對導管的連接進行水密試驗，并記錄各節長度和編號，便于澆注過程中的長度計量。

（三）澆筑過程中質量控制要點

水下混凝土施工隱蔽性強、容易產生質量問題，是鉆孔灌注樁質量控制的關鍵。首批混凝土除數量滿足要求外，可適當增加一點水泥量或含砂量，以保證其和易性和流動性，使以后澆筑的混凝土容易頂升；若首批混凝土的初凝時間早于灌注全部混凝土所需的時間，則首批混凝土中應加入緩凝劑。要經常檢測混凝土的坍落度，并作記錄。

澆筑過程中，最重要的就是控制導管的埋深，《規范》要求在2m～6m范圍內。埋深過小會使管外混凝土面上的泥漿卷入混凝土形成夾泥，過大則使混凝土不易流出頂升，還可能造成樁外圍的混凝土出現骨料離析和空洞，減少樁的有效直徑。亦可造成近導管處混凝土面高，遠導管處混凝土面低，從而使混凝土先頂升再水平擴散，出現死角區，使泥漿和混凝土混合物填實在死角區造成鋼筋的握裹力不足。

提升導管的原則是：（1）每次卸掉的導管長度應和澆入樁孔的混凝土上升高度相對應；（2）必須保證導管埋深在2m～6m范圍內。

這就要求在澆筑過程中，應及時準確地測定混凝土面的上升高度，計算導管埋深，從而確定導管拆卸的節數，做好拆卸記錄，防止導管拔出混凝土面而造成斷樁。在混凝土澆至鋼筋籠位置時，應放慢混凝土澆筑速度，使導管有較大的埋深。待混凝土表面進入鋼筋籠一定深度后，再提升導管口控制在最小埋深，使導管口高于鋼筋籠底骨架一定距離后繼續灌注，防止鋼筋籠被頂托上升。

當灌注將至設計位置時，由于導管外泥漿稠度增大，混凝土頂升，可用水沖法稀釋泥漿，提高灌注落差，并適當加大埋深，因為此時泥沙、部分拌合物及被首批混凝土翻上來的沉淀物等雜物均落在混凝土的上面，測深無法反映混凝土頂面高度，容易造成誤測，致使過早停澆。所以《規范》規定，樁頂標高應預加上0.5m～1.0m的高度，待基坑開挖后再鑿除質量不高的一部分樁頭。

三、結語

鉆孔樁事故處理的方法很多，難度也較大，無論采取什么先進的辦法處理都將對工程的進度、質量及施工企業的信譽帶來不可忽視的影響。因此，在鉆孔樁施工中必須做到每個工序嚴格按照規范操作， 橋梁鉆孔灌注樁施工中遇到的問題是多種多樣的，在實際施工過程中，應根據實際情況來分析歸納，對可能出現的問題制定切實有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發生。

參考文獻

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作者簡介：楊毅（1971－），男，南寧市政工程有限公司項目經理，研究方向：橋梁施工、排水施工。