鉆孔樁質量改進措施

■ 嚴復元

京滬高速鐵路建設標準高、質量要求嚴、技術難度大，要求線路施工后沉降值低，以確保列車運營高速、平穩、舒適。鉆孔樁作為一種軟基處理技術，應用于京滬高速鐵路施工中。德禹特大橋DK346—DK359區段設置了409個橋墩。其基礎采用鉆孔樁，樁徑為1.0 m和1.25 m，其中1.0 m的3 288根，1.25 m的2根，需灌注混凝土143 725 m3，采用鋼筋4 616.5 t。

1 可行性分析和目標

（1）現狀調查。通過對鉆孔樁質量調查，武廣、鄭西高速鐵路及太中銀鐵路低應變樁身完整性檢測合格率為100％，I類樁為90％。

（2）可行性分析。隨著我國高速鐵路的建設與發展，樁基礎處理要求更高。鉆孔樁作為軟基處理技術廣泛應用到高速鐵路。高速鐵路標準要求高，鉆孔樁檢測必須達到驗標與設計要求，即低應變檢測一次性合格率達100％。施工前組織技術人員調研，加強驗標與施工工藝學習，現場觀摩施工。

根據調研，影響鉆孔樁樁身質量主要有短樁頭、斷樁與偏樁問題，施工中應加強管理和控制。短樁頭、斷樁與偏樁問題關聯因素分析見圖1。

目標：提高鉆孔樁樁身質量，目前I類樁合格率為99％，目標值為100％。

2 影響因素確認和分析

通過現場調研和分析，影響因素見表1。將規章制度不健全、機械操作不當、樁位測量放點不準、鉆桿不直、設備缺陷和地質條件與設計不符確認為是影響樁身質量的非主要因素，將以下幾個因素確認為是影響樁身質量的主要因素。

（1）混凝土和易性不好。現場測定混凝土的和易性，發現按理論配比拌制的混凝土坍落度過小，坍落度損失較大、較快，造成混凝土的和易性不好，發生堵管。

（2）混凝土拌制輸送時間不當。現場測定混凝土拌制及輸送時間，發現混凝土拌制時間過長，產生泌水、離析，骨料與砂漿分離，摩擦力加劇，導致堵管。混凝土在輸送管路內流動性差，容易造成堵管。混凝土運輸過程中停留時間長，坍落度損失過大，造成堵管。

（3）混凝土灌注操作不符合規定。現場測定混凝土灌注，發現混凝土灌注時間過長、埋管過深及灌注完畢拔管過快，造成堵管、夾砂。

表1 影響因素確認

（4）鉆機定位及成孔偏移。現場檢查鉆機定位及成孔，發現鉆機不能準確對準樁位，鉆桿不能垂直鉆進，成孔垂直度超過允許偏差。

（5）鋼筋籠偏位。現場檢查鋼筋籠安裝，發現鉆機鋼筋籠安裝偏位，超過允許偏差。

（6）泥漿比重過大。現場測試混凝土泥漿，發現部分灌注前的泥漿比重超標。

3 改進措施

針對影響鉆孔樁施工質量問題采取的主要對策和措施見表2。

（1）調整混凝土配比，嚴格控制混凝土坍落度。混凝土中的水、細骨料和粉煤灰用量較少時，混凝土和易性不好，常發生堵管。結合工程實際情況，在不影響設計強度的條件下調整混凝土配比。坍落度過大，造成樁頂浮漿會過多；使樁體強度降低，坍落度過低，出現堵管現象。因此，應嚴格控制水膠比，按配比進行配料，確保混凝土出攪拌站時的坍落度在180～220 m m，灌注時的坍落度在190～210 mm。通過調整混凝土配比及坍落度，混凝土的和易性從根本上得到改善，杜絕了由此引起的堵管。

表2 主要對策和措施

（2）調整拌和時間，減少混凝土在運輸時坍落度損失。通過試驗確定拌和時間在120 s以上。混凝土拌制采取“少拌量、勤拌制”原則，每次拌和量約為1.5 m3，以免因堵管發生混凝土初凝現象。為防止混凝土停留時間過長、坍落度損失加大，混凝土從出攪拌站到灌注的時間控制在20 mi n以內。第一盤混凝土拌和時應適當加大水膠比，以保證拌和設備及混凝土車內部干燥而影響水膠比。當氣溫較高時，泵管上鋪蓋麻布并澆水降溫，以延長混凝土初凝時間。縮短鉆孔及移機時間，盡量控制10 mi n以內。經過多次試驗及現場測試，確定了混凝土最佳拌和時間及運輸時間，減小了混凝土初凝時間及坍落度損失值，防止出現堵管現象。

（3）嚴格控制灌注細節。鉆孔樁清孔后，開始灌注。導管安裝時，嚴格檢查各連接管件是否平順、牢固、密閉，保證灌注時不漏漿、不堵管。灌注過程中，應確保混凝土灌注的連續性。隨時檢查混凝土坍落度，一旦超標不得灌注。灌注結束后，及時拔出導管。經過多次試驗，確定了混凝土灌注后最佳拔管方式，保證了混凝土灌注時的連續性。

（4）確保鉆機定位準確，加強對成孔施工的監測。確保鉆機螺旋桿、鉆頭中心線與樁位中心線在一條直線上，成樁后樁心距偏差不能大于5 cm，對位時鉆頭與樁點偏移不得大于3 cm。鉆桿垂直度可通過懸掛在鉆桿導向架側面的垂球調整，最大允許偏差不能超過鉆桿長度的1％。孔鉆進過程中，鉆機定位應水平穩固，以免影響垂直度。加強對鉆孔監測，及時糾偏。鉆機鉆進時，一人負責記錄，一人負責指揮協調并監督記錄，同時檢查鉆孔的偏差并及時糾正。通過準確鉆機定位，加強監測和糾偏，避免偏孔現象。

（5）嚴格鋼筋籠安裝過程控制。鋼筋籠起吊過程中，應有專人指揮、監督，確保鋼筋籠不變形、不脫焊。嚴格安裝，鋼筋籠中心位置必須與孔位中心位置一致。灌注過程中隨時檢查，發現鋼筋籠產生位移、下沉或上浮，立即停止灌注，糾偏后再繼續灌注。通過對鋼筋籠安裝過程的控制，確保了鋼筋籠安裝質量，避免了鋼筋籠位移。

（6）嚴格執行清孔，控制灌注前泥漿比重，確保樁身灌注質量。灌注前應對泥漿比重等進行再次檢測。灌注時若發現泥漿比重過大，用稀釋的泥漿對孔內泥漿進行置換。通過二次清孔，保證灌注前孔內泥漿比重在1.10以下，避免了夾砂現象，確保了樁頭質量，杜絕了短樁頭現象。

4 效果與效益

（1）效果檢查。委托有檢測資質的單位對436根試驗樁進行檢測，鉆孔樁低應變樁身完整性檢測合格率100％，全部達到Ⅰ類樁水平。

（2）效益分析。工程業主方要求工程質量零缺陷，嚴禁出現斷樁、短樁頭、樁孔偏位和二類樁及三類樁。通過采取技術措施，提高了鉆孔樁施工質量，減少了返工，節約了原材料，杜絕了斷樁、短樁頭、樁孔偏位，保證了工期進度、質量等要求，并在實際工作中培養了施工人員，操作技能和整體水平全面提高，創造了不可估量的經濟效益。