近海岸灌注樁施工質量通病特征及全過程控制

田輝

(中交第四航務工程勘察設計院，廣東廣州 510230)

0 引言

近年來，鉆孔灌注樁由于成樁速度快，場地適應能力強，環境效益好，樁基承載力高等優勢，正越來越多的在近海岸工程中得到運用。

然而由于海上鉆孔灌注樁的施工條件差，且需要在較短時間內完成多個工藝環節，實現對混凝土的隱蔽，如果控制不好，很容易出現一些質量病害，進而影響工程質量。因此，如何解決灌注樁施工過程中的質量通病，加強樁基的質量控制對工程具有較大的實際意義。

1 常見的質量通病特征及成因

鉆孔灌注樁在施工過程中，容易出現下面的質量通病。

1.1 樁位偏差較大

1)特征。灌注樁成孔以后，孔底與孔口上下不垂直或者軸線偏差超出規范允許范圍。

2)成因。坐標網的控制不夠精確，施工平臺的平穩性不夠及施工機械自身的原因都將導致樁位偏差較大。

1.2 鋼筋籠上浮

1)特征。已經沉放到設計標高位置的鋼筋籠骨架，在混凝土灌注過程中，隨著混凝土灌注高度的上升而上升，也稱為“浮籠”。

2)成因。鋼筋籠沉放到位后固定不夠或首次混凝土灌注速度過快是鋼筋籠上浮的主要原因。

1.3 孔壁塌落

1)特征。在灌注樁成孔或混凝土灌注過程中，孔壁材料塌落，導致護筒內水或泥漿位突然上升溢出護筒，并冒出氣泡。

2)成因。孔壁材料較差或孔內水頭不夠是導致孔壁坍塌的主要原因。

1.4 導管進泥漿或堵管

1)特征。混凝土灌注過程中，孔內泥漿從導管的接頭處或底端進入導管稱為導管進漿;混凝土在導管中初步硬化影響混凝土的繼續下沉稱為堵管。

2)原因。導管氣密性不好或拔管過猛將導致導管進漿;混凝土質量太差或灌注間隔時間過長將導致堵管。

1.5 縮頸

1)特征。灌注樁成孔以后，灌注樁局部斷面樁徑小于設計斷面要求。

2)成因。孔壁材料的吸水膨脹性是縮頸發生的主要原因。

1.6 樁身夾泥或斷樁

1)特征。混凝土凝固后，樁中被泥漿或其他疏松體夾入樁芯混凝土形成間斷樁。

2)成因。混凝土灌注過程中孔壁材料塌落或拔管出混凝土面是產生樁身夾泥或斷樁的主要原因。

1.7 孔底沉渣過厚

1)特征。灌注樁灌注完成后，樁身底部沒有混凝土或夾有泥土的樁長超過設計要求值。

2)成因。清孔質量不高是導致孔底沉渣過厚的主要原因。

2 全過程質量控制方案

2.1 樁位偏差較大

1)事前控制。

對近海岸工程建立嚴格的坐標控制網，確保每個樁位的坐標準確，根據坐標安置好護筒，及時復核護筒的位置和標高。施工前對施工機具進行檢驗和校核，確保鉆桿的垂直度和儀器儀表精度符合要求;根據近海的施工環境搭設穩固的臨時施工平臺，防止由于轉機運動造成機身傾斜，進而影響鉆桿的垂直度。

2)事中控制。

開鉆初期，合理的控制轉速，成孔達一定深度時，檢查校核鉆架及鉆桿的垂直度，確保成孔垂直度在允許范圍內，待各方面均正常后，方可開始加速鉆孔，在鉆進過程中，應用水平尺矯正轉盤水平度和機身平穩性，加鉆桿時應重新復測轉盤水平度;遇到地下障礙物時先對障礙物進行處理，不同土層交接處應降低成孔速度，待平穩穿過后再恢復正常鉆進速度。

3)事后控制。

對成孔樁位及時進行復測，傾斜度不大的，利用鉆機上下反復掃孔，直至孔壁校直;傾斜度偏差較大，應根據實際情況對傾斜孔段回填砂粘土，待回填土沉積密實后重新成孔。

2.2 鋼筋籠上浮

1)事前控制。嚴格按設計圖紙進行鋼筋籠的加工，并根據實際情況適當減少鋼筋籠下端的箍筋數量，減少混凝土向上的頂托力;鋼筋籠定位準確后，將鋼筋籠上端焊接在鋼護筒上，利用鋼護筒的反作用力防止其上升。

2)事中控制。灌注混凝土過程中，實時掌控混凝土灌注的標高及導管埋深，當灌注混凝土表面在鋼筋籠底部上下約1 m時，應放慢混凝土灌注速度，當確定混凝土埋置深度超過鋼筋籠約3 m時，及時提升導管。

3)事后控制。當灌注完成后發現鋼筋籠出現上浮，要及時查明原因，并會同設計單位對單樁承載力進行驗算，必要時進行補樁處理。

2.3 孔壁塌孔

1)事前控制。施工前，在現場進行鉆孔試驗，參照勘察報告對實際地層進行復核，在基本配合比的基礎上進行調配試驗，找出最優的泥漿濃度指標。根據現場實際對樁位施工順序進行合理安排，盡量采用間隔施工;收集并仔細研讀潮差變化表，根據潮差變化合理安排每根樁的施工時間，盡量在潮位變化慢的時間區段施工，便于控制樁內外水壓差。

2)事中控制。鋼筋籠的安放要準確到位，盡量避免刮擦孔壁材料，同時要適當加快焊接，避免孔位空置時間過長。施工中應根據孔徑大小及土層情況來調整鉆斗的升降速度，一般粘土層，鉆進速度較快;在松散砂礫、砂層中鉆進時，要適當降低鉆進速度;當鉆孔通過砂礫等強透水層時，可以適當在泥漿中加防漏劑，必要時可直接向孔內填加粘土，并用鉆頭擠密攪拌，直到不漏漿為止;土質尤其差的部位不宜空鉆，并適當加大泥漿密度。施工過程中，嚴格控制好泥漿濃度指標，隨時進行測定，出現偏差，及時調整，并根據潮差變化增減泥漿，時刻保持筒內泥漿水位高出潮位1 m左右。

3)事后控制。發生輕微塌孔后，立即停止施工，采取保持或適當加大水頭等措施，防止繼續塌孔，并及時查明原因，然后用吸泥機吸出塌入孔中的泥土;若塌孔較為嚴重，應該保存孔位，回填粘土摻砂礫，待回填土沉實后，重新鉆孔成樁。

2.4 樁底沉渣過厚

1)事前控制。采用先進焊接工藝加快對接鋼筋籠速度，減少孔位空置時間，同時鋼筋籠沉放時，盡量避免碰撞孔壁。

2)事中控制。鋼筋籠沉放完成后，要立即組織進行二次清孔，并對清孔的泥漿濃度指標和沉渣厚度進行實時檢測，確保檢測結果滿足規范和設計要求，清孔后仍不能滿足要求時，可以使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣。混凝土灌注之前，應對首次灌注混凝土方量進行準確測算，確保有足夠的混凝土儲備量，利用首次混凝土的下沉的巨大沖擊力濺除孔底沉渣。

3)事后控制。對混凝土灌注完成后發現沉渣較厚，可以根據實際情況通過注漿補強進行處理，不滿足要求時，采取補樁措施。

2.5 導管進泥漿

1)事前控制。混凝土灌注前，應該對導管進行試拼裝、試壓，試水壓力為0.6 MPa～1.0 MPa，確保導管連接部位的密封性。嚴格控制導管底口距孔底間距，并根據間距計算首次灌注混凝土用量，確保混凝土上升埋入導管深度大于1 m。

2)事中控制。灌注混凝土過程中嚴格控制導管提升速度，確保導管插入孔內混凝土深度不低于2 m，避免導管底部完全脫離混凝土面。

3)事后控制。對首次灌注混凝土引起的導管進泥漿，應立即將導管及鋼筋籠拔出，鉆機重新就位后用鉆斗將孔內混凝土取出，然后重新下放鋼筋籠、導管，并投入足夠量的混凝土重新灌注。

若是導管接頭氣密性不好導致進漿，應迅速拔出舊管，重新插入新管，然后用潛水泵將導管內的泥漿及沉淀物抽出后繼續灌注。

2.6 縮頸

1)事前控制。根據試樁結果和勘察報告，對孔深范圍的土層進行劃分，并根據劃分選擇成孔速度。

2)事中控制。成孔時，盡量加大泵量，加快成孔速度，在成孔一段時間內，孔壁形成泥皮，則孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹。

3)事后控制。出現縮頸，利用鉆機上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

2.7 樁身夾泥或斷樁

1)事前控制。在混凝土灌注前，嚴格控制混凝土的質量，確保混凝土的粗骨料粒徑、和易性及坍落度等各項指標符合設計規范要求，同時要建立現場實驗室，及時對上述指標進行測定;水下混凝土坍落度宜控制在20 cm左右，并滿足混凝土灌注和易性的要求。

2)事中控制。做好孔內的泥漿清理工作，達到要求后立即灌注混凝土，并隨時了解混凝土面的標高和導管的埋入深度，避免因為拔管過猛導致導管離開混凝土面。要做好相應安排，確保混凝土灌注過程的連續性，避免出現灌注停歇時間過長;對灌注區段土質較差的部位，要適當減緩灌注速度，必要時進行預處理后灌注。

3)事后控制。對已發生或估計可能發生夾泥或斷樁的樁，應采用地質鉆機，鉆芯取樣，作進一步探查，若樁內有局部的蜂窩、松散，根據實際情況采取壓漿補強方法處理。對夾泥斷面超過規范要求或斷樁時，采取補樁的處理方法。

3 結語

鉆孔灌注樁作為近海岸工程廣泛采用的樁基形式，其質量好壞直接影響上部結構的使用，加之海上施工條件較差，加強對灌注樁施工的全過程質量控制對工程有著較大的現實和經濟意義。

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