淺談橋梁灌注樁施工

李有義

隨著大量橋梁工程的興建，灌注樁基礎具有施工方便，承載力高，適應性強的特點，在工程中大量使用。鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，施工過程中容易出現質量事故。這就要求在施工中做好施工前的準備工作，施工過程中的工藝控制以及施工過程中的事故和缺陷的及時處理。

1 施工準備

1)人員組織機構配置。

為滿足樁基施工需要，建立施工組織機構，安全生產、環境保護、質量保證體系和健全的管理制度。配置足夠的施工管理人員、工程技術人員和勞動力。

2)材料準備情況。

材料準備充分，且進場材料都嚴格按要求進行檢驗和試驗工作，不合格材料不準進入施工現場。

3)機械設備。

為保證施工能順利進行，配備足夠的機械設備，能滿足工程的全面開展。

4)技術交底。

按照設計和規范要求編制詳細的技術交底資料。在技術人員的指導下，嚴格要求施工隊伍將交底落到實處。

5)施工測量。

根據橋梁形式、跨徑及設計要求的施工精度確定利用原設計網點加密或重新布設控制網點，補充施工需要的水準點。

2 灌注樁施工

1)施工平臺的修建和護筒的設置:

場地淺水時宜采用筑搗法施工，筑搗面積應滿足施工要求，高度應高出施工水位0.5 m～1.0 m;深水時可采用鋼管樁施工平臺、雙壁鋼圍堰平臺或浮式施工平臺，平臺須牢靠穩定，能承受工作時所有靜、動荷載。設置護筒時，護筒內徑亦比樁徑大20 cm～40 cm，護筒中心線應與樁中心線重合，平面允許誤差為50 mm，豎直線傾斜不大于1%，旱地、筑搗處可采用挖坑埋設法，護筒底部和四周所填粘土必須分層夯實，護筒宜高出地面30 cm或水面1.0 m～2.0 m，埋設深度應根據設計要求或樁位的水文地質情況確定，一般宜為2 m～4 m。

2)制漿、鉆孔:

鉆孔時采用泥漿護壁，泥漿一般由水、粘土和添加劑按適當比例配制而成，開始鉆孔時，開孔的位置必須準確，開鉆時均應慢速鉆進，并開動泥漿泵進行循環，待泥漿均勻后方開始鉆進。適當控制進尺，在護筒底部，低擋慢速鉆進，待導向部位或鉆頭全部進入地層后方可快速鉆進，在鉆孔排渣、提鉆頭除土或因故停鉆時應保持孔內具有規定的水位和要求的泥漿相對密度和粘度。

3)清孔:

鉆孔深度、孔深、孔徑檢查符合設計和規范要求后方可清孔，清孔方法有換漿、抽漿、掏渣、砂漿置換、空壓機噴射，不論采用哪種方法必須注意保持孔內水頭，防止塌孔，清孔后應從孔底提出泥漿試樣進行泥漿性能指標試驗，不得用加深鉆孔方式代替清孔。

4)鋼筋籠制作、吊裝要求:

鋼筋骨架制作應符合設計要求，長骨架宜分段制作，分段長度應根據運輸和吊裝條件確定，確保不變形，接頭應錯開，骨架外側應設置控制保護層厚度的墊塊，其間距豎向為2 m，橫向四周不少于4處，骨架頂端要設置吊環，鋼筋制作和吊裝后應達到主筋間距±10 mm，箍筋間距±20 mm，外徑±10 mm，傾斜度±0.5%，骨架保護層厚度±20 mm，骨架中心平面位置20 mm，骨架頂端高程±20 mm，骨架底面高程±50 mm。變截面樁鋼筋骨架吊放按設計要求施工。

5)安裝導管:

下導管前，對導管進行水密承壓和接頭抗拉試驗，嚴禁用壓氣試壓。進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深1.3倍的壓力，也不應小于導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大內壓力的1.3 倍。

6)水下混凝土的生產及灌注:

混凝土的配置應根據設計要求的混凝土強度由試驗室根據現場材料等情況設計出混凝土配合比，然后按配合比的材料數量進行攪拌。水泥的初凝時間宜不少于2.5 h，強度等級不宜低于42.5，集料優先采用卵石，同時控制集料的最大粒徑不大于導管內徑的1/6～1/8和鋼筋最小凈距的1/4，同時不大于40 mm，細集料優先采用級配良好的中砂，另外混凝土的坍落度宜為180 mm～220 mm，水灰比宜為0.5～0.6，每立方米混凝土的水泥用量不宜少于350 kg，當摻減水劑或粉煤灰時不宜少于300 kg。灌注開始后，混凝土緊湊、連續的進行灌注，直至整根樁灌注完畢，整個灌注時間不得長于首批混凝土的初凝時間，首批混凝土的數量應能滿足導管首次埋置深度不少于1 m和填充導管底部的需要，導管埋置深度宜控制在2 m～6 m，灌注到頂部時要比設計高出0.5 m～1.0 m，灌注過程中注意觀察管內混凝土下降和孔內水位上升情況，及時測量孔內混凝土面高度，正確指揮導管的提升和拆除。

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3 施工中的常見問題成因及處理

1)初灌未封底:

a.樁底沉渣量過大，使初灌不能正常反漿。

b.導管距孔底太遠，初灌量不夠沒有埋住導管。造成這種情況的原因是清孔不干凈和導管底距孔底高度測的不準及首批混凝土量不足，這就要求在下完鋼筋籠后，再檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求應進行二次清孔，用標準的測量工具以及根據儲料斗的大小、樁徑的大小確定導管底距孔底的高度，通常不大于50 cm。

2)導管堵塞:

在鉆孔灌注樁混凝土施工中經常會出現導管堵塞的現象，究其原因有:

a.導管法蘭盤漏水，導管內混凝土中間被水層隔離，這時導管內混凝土不能流動，導管被堵塞。

c.導管裂縫，導管管壁太薄在施工中扯動過激，使管壁出現裂縫。

d.混凝土施工所用的砂、石等原材料級配不合格或水灰比不正確以及在施工中控制不夠嚴格與實際要求發生較大偏差而出現離析，使石料與砂沉積在導管底端，水泥漿上浮堵塞導管。

e.混凝土灌注過程不連續、間斷時間過長使已灌注的水下混凝土凝固也會出現導管堵塞。

f.初灌時隔水栓堵塞導管。

3)導管拔出混凝土面:

導管提漏有兩種原因:

a.當導管堵塞時，一般采用上下提振使混凝土強行流出，但如果此時導管埋深很少，極易提漏。

b.因泥漿過稠，在測量導管埋深時對混凝土澆筑高度判斷錯誤而在卸管時多提使導管提離混凝土面。產生提漏時，孔內混凝土面高度較小時，終止澆筑，重新成孔。孔內混凝土面高度較高時，可以用二次導管插入法。

4)導管被混凝土埋住:

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。導管插入混凝土中的深度應根據攪拌混凝土的質量、供應速度、澆筑速度、孔內護壁泥漿狀態來決定，一般情況下，以2 m～6 m為宜。如果導管插入混凝土中的深度較大，供應混凝土間隔時間較長，且混凝土和易性稍差，極易發生“埋管”事故。如果預料到不能及時供應混凝土，導管插入混凝土中的深度不宜太小，以5 m～6 m為宜，每隔15 min左右，將導管上下活動幾次，幅度以2.0 m左右為宜，以免使混凝土產生初凝假象。

5)鋼筋籠上浮:

常見原因:

a.鋼筋骨架內徑與導管間距小，骨料粒徑大，主筋搭接焊接頭未焊平，在導管的提升和下沉過程中，法蘭盤掛帶鋼筋籠。

b.鋼筋籠安裝時扭曲變形，導管與鋼筋籠接觸緊密使得提升導管時帶動鋼筋籠上浮。

c.由于機具故障，澆筑混凝土時停歇使得鋼筋骨架與導管間的混凝土凝結，在提升導管時帶動鋼筋籠。

d.澆筑混凝土速度過快產生向上的浮力將鋼筋籠托起。為防止鋼筋骨架上浮就要避免提升導管時帶動鋼筋骨架，另外當灌注的混凝土頂面到鋼筋籠底部1 m左右時，應減慢放料速度，當混凝土上升到骨架底4 m以上時，提升導管使其底口高于骨架2 m以上時再恢復正常的灌注速度。

6)孔壁坍塌:

孔壁坍塌在灌注樁施工中是經常遇到的事。

其主要原因有:

a.沒有根據土質條件，采用合適的成孔工藝和相應的泥漿質量。b.護筒埋置太淺，護筒的回填土和接縫不嚴密，漏水漏漿，以致孔內液面高度不夠或孔內出現承壓水，降低了對孔壁的靜水壓力等。c.清孔后泥漿密度、粘度降低，也會減少對孔壁的靜水壓力，使孔壁失穩。d.直接用供水管沖刷孔壁，或在松散砂土快速鉆進，或停在一處空轉時間太久。e.成孔后停休時間太長，沒有及時澆筑混凝土。

預防措施:

a.塌孔事故關鍵是以預防為主，鉆孔前針對技術資料分析土層結構，選擇適宜的成孔方法和機具，合理安排成孔順序，適當填筑作業平臺及選擇足夠強度和尺寸的護筒。b.當地區水位變化太大時，采用適當的方法保持水頭相對穩定。c.由于清孔或鋼筋骨架吊入造成塌孔時，應立即停止清孔或將鋼筋骨架吊出，利用鉆孔機具攪動添加泥漿護壁，同時將坍塌物清理干凈，待塌孔穩定后重新清孔和安裝鋼筋骨架。

總之，在橋梁灌注樁施工過程中，一定要嚴格施工工藝，在施工事項上和質量意識上提高認識，否則，就會在施工過程中造成事故和質量上的缺陷，輕者進行返工處理，重則造成巨大的經濟損失。

［1］交通部第一公路工程總公司.公路工程施工手冊(橋涵)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］鄭成元.探討灌注樁常見的施工質量問題［J］.山西建筑，2010，36(6):109-110.