論鉆孔灌注樁施工的注意事項及預防措施

張旭東

（中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽 471000）

鉆孔灌注樁是公路橋梁工程施工中的重點和難點，其特點是屬于隱蔽工程，工序繁多，一旦某個環節出現問題將會帶來嚴重后果。所以鉆孔灌注樁施工要掌握好幾個關鍵工序的質量控制。

1 施工前準備

1.1 技術準備

1.1.1 測量定位

測量是橋梁工程非常關鍵的工作，開工前要認真復核橋梁樁基中心坐標和高程，經上報審批后方可進行施工放樣，并應確保每個樁位和每個鋼護筒定位準確。

1.1.2 施工技術準備

鉆孔灌注樁在開工前要進行施工圖紙審核，熟悉圖紙和施工規范，進行現場實地考察，編制鉆孔灌注樁施工專項方案，對施工隊伍進行詳細的安全技術交底和施工技術交底。在施工方案中要制定完善的應急預案。方案經審批后方能進行施工。

1.2 施工準備

1.2.1 施工人員

鉆孔灌注樁現場施工的技術人員應有一定經驗，具備指導并處理突發事件的能力，對施工技術工人負有技術指導責任，并應做好崗前教育培訓工作，切實做好基礎工作。

1.2.2 施工設備

對與鉆孔灌注樁有關的機械設備如鉆機、吊車、砼拌合機和裝載機等進行進場驗收合格檢驗，確保其工作狀態處于正常態。

1.2.3 原材料及砼配合比

用于鉆孔灌注樁的砂、碎石、水泥和鋼筋等原材料進場前必須經試驗室檢測合格方能使用。砼配合比應驗證審批后方能施工。

2 施工過程質量

2.1 鉆孔灌注樁鉆進過程

2.1.1 坍孔

在樁基施工過程中出現孔內水位突然發生變化，出渣量增加而不見進尺即為坍孔。

造成坍孔的主要原因有：a）泥漿性能不符合要求，護壁效果不好；b）護筒本身漏水或因護筒埋置太淺，下端孔口漏水、坍塌；c）孔壁土質松散，泥漿加固孔壁作用較差；d）在松軟砂層鉆進，進尺太快。

主要預防措施有：a）增加泥漿指標，如加大泥漿比重、粘度和膠體率；b）堵塞護壁漏洞或用粘土在護筒周圍回填夯實加固；當發生孔口坍塌時，應立即拆除護筒，回填鉆孔，待孔內回填土體沉降穩定后重新埋設護筒；c）發生孔內坍塌，判明坍塌位置，用粘土重新回填，待沉淀密實后再鉆進，加強泥漿護壁；d）清孔時專人補水，保持內外既定的水位差；清孔后及時進行下道工序，減少停頓時間；e）在松散粉砂土或流砂中鉆進時，嚴格控制進尺速度和沖程速度，以慢速進尺為宜。

2.1.2 鉆孔偏斜

在鉆孔施工中要嚴格控制鉆孔的偏斜，一旦樁孔傾斜超過規定值后，將直接影響其承載力，對后續施工將造成嚴重的影響。

造成鉆孔偏斜的主要因素有：a）護筒埋設時，其垂直度不符合要求；b）鉆機定位不準確，鉆機底座未安置水平或安置不穩定以及鉆臺發生不均勻沉陷；c）鉆孔中遇到較大孤石或探頭石；d）在有傾斜的軟硬地層交界處、巖石傾斜處或粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進，鉆頭受力不均；e）鉆桿彎曲，接頭不正。

鉆孔偏斜預防方法：a）護筒埋設時嚴格測量垂直度、筒徑及高度；b）安裝鉆機時使轉盤、底座水平、起重滑輪邊緣、固定鉆機的卡孔和護筒中心三點一線，以使鉆機準確定位，在鉆進過程中還需經常檢查校正；c）鉆孔中如遇到有較大孤石或探頭石，可改用沖擊鉆，或在有孤石、探頭石處回填硬度與其接近的石料，其高度應超出該位置1m為宜；d）在有傾斜度的軟、硬地層鉆進時，應控制進尺，低速鉆進；e）鉆桿、接頭逐個檢查，及時撤換已變形的鉆桿。

2.1.3 卡鉆

造成卡鉆的主要原因有：a）孔內出現梅花石、探頭石和縮孔等未及時處理；b）鉆孔被坍孔下落的石頭或誤落入孔內的物體卡住；c）鉆頭尺寸大小不一，或在鉆進過程中鉆頭磨損嚴重，后經補焊，鉆頭直徑增加，入孔后卡鉆；d）下鉆過快過猛或鋼絲繩過長，使鉆頭傾斜卡在孔壁上。

卡鉆解決與預防方法有：a）卡鉆后不宜強行上提，要輕提，若提不動時，可用小鉆頭沖擊，或用沖吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動后輕提；b）在施工過程中主要保持護筒垂直，鉆頭尺寸應統一，下鉆不宜過快過猛。

2.1.4 擴孔、縮孔

造成縮徑的主要原因有：a）鉆進過程中孔壁坍塌或鉆頭擺動過大；b）鉆頭嚴重磨損，焊補或更換不及時；c）地層中有軟塑土，遇水膨脹后使孔徑縮小；d）泥漿失水量大，形成厚泥皮，在泥頁巖地層造成地層軟化膨脹形成縮徑。

擴孔、縮孔預防及解決方法：a）采取防止坍孔和防止鉆頭搖擺幅度過大的措施；b）及時補焊鉆頭，在軟塑地層采用失水率較小的泥漿護壁；c）若已經發生縮孔，宜在該處用鉆頭上下反復掃孔使之孔徑。

2.2 鉆孔灌注樁灌注過程

2.2.1 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮主要原因有：a）導管安裝時中心位置未與樁孔對中，尤其對于樁長較長的樁基而言；當導管安裝有偏差時，導管底口就會貼近鋼筋籠，在灌注過程中會對鋼筋籠產生向上的沖力，從而造成鋼筋籠上浮；b）混凝土坍落度過小或骨料偏大均會造成鋼筋籠上浮；c）灌注過程中導管在混凝土中埋入過深或鋼筋籠放置初始位置過高，在深埋的導管下口流出的混凝土，推動導管外上部混凝土整體上升，此時鋼筋籠粘著砼，并由于混凝土坍落度的損失而粘著力較大，由此產生的頂托力之和大于鋼筋籠的自重，推動鋼筋籠與混凝土一起上浮；d）在混凝土灌至鋼筋籠下時提升導管，灌注混凝土自導管流出后的較大沖擊力，推動了鋼筋籠的上浮；e）在提升導管過程中法蘭盤容易掛帶筋籠形成上浮。

鋼筋籠上浮預防措施：a）要準確定位鋼筋籠的初始位置并與孔口固定，導管下放時應確保導管在孔位的中心之上；灌注時當混凝土接近鋼筋籠底端時，將導管埋深控制在1.5～2m，同時注意導管的出口與鋼筋骨架的底端不得平齊灌注混凝土，并隨時掌握導管的埋深及混凝土灌注的標高，控制導管底口與鋼筋骨架底端高差不小于1m，如混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時及時將導管提升高出鋼筋籠底端；b）工地試驗室控制好混凝土的和易性和流動性，同時改進灌注工藝及把握好初凝時間，施工混凝土要按嚴格按設計配合比控制，灌注要保持快速連續進行，縮短灌注時間；c）灌注過程中，出現鋼筋籠隨導管拔出而上浮的情況時，立即控制混凝土灌注速度及灌注量，及時處理好導管與鋼筋籠的掛帶問題；d）因導管埋入過深導致鋼筋籠上浮時，立即停止灌注，立即拆除多出部分導管，把導管的埋深控制在2～6m以內，改善混凝土的和易性，在適當提高坍落度后重新灌注。

2.2.2 卡管

在灌注過程中導管混凝土和樁孔內混凝土不流動而無法繼續進行的現象叫卡管。

卡管的主要原因有：a）混凝土中粗骨料粒徑過大；b）混凝土運輸時間過長導致混凝土離析；c）混凝土流動性、和易性差造成離析；d）灌注混凝土不連續，在導管中停留時間過長；e）導管進水造成混凝土離析。

卡管預防措施有：a）配齊施工設備，設備能力應滿足樁孔在規定的時間內灌注完畢，主要設備應有備用，避免灌注中途因設備不正常而導致無法正常灌注；b）水下混凝土宜采用鋼導管，內徑為200～350mm，使用前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗，水壓應不小于孔內水深的1.3倍，避免因導管進水混凝土離析導致卡管；c）混凝土中粗骨料的最大粒徑不應大于導管內徑的1／6～1／8和鋼筋最小凈距的1／4，并小于37.5mm，避免因骨料導致卡管；d）隔水栓直徑要與導管內徑相配，同時兼顧良好的隔水性能以保證順利排出；e）混凝土拌合物應具有良好的和易性，灌注時保持足夠的流動性，樁徑D＜1.5m時，坍落度宜控制在180～220mm；樁徑D≥1.5m時，坍落度宜控制在160～200mm，要充分考慮氣溫、運距及施工時間的影響導致的坍落度的損失，必要時可摻入適量外加劑，以改善混凝土的流動性、和易性。

2.2.3 斷樁

斷樁是指樁身混凝土在某一部位出現不連續或某一部分的混凝土嚴重變質導致整根樁承載力達不到設計要求，甚至不能使用，造成質量事故。

造成斷樁的原因有：a）混凝土原材料不符合規定，配合比不當，混凝土的和易性、坍落度不符合要求，在灌注混凝土過程中發生卡管事故，未能及時處理或處理時間過長超出混凝土初凝時間；b）導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；c）受地下水活動或導管密封不良的影響，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現混凝土不凝固；d）在澆注混凝土時，導管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現樁身中巖渣沉積成層，將混凝土分開的現象。

斷樁預防措施有：a）清孔時要及時調整孔內泥漿的相對密度，清孔后泥漿的相對密度要滿足設計要求；清孔后分別從孔口、孔中部和孔底部提取泥漿，測定泥漿的各項指標是否滿足施工規范的要求；b）綁扎水泥隔水塞的鐵絲，應按首次灌注量多少選取其規格，嚴防折斷；c）灌注前應全面檢修設備，灌注時嚴格控制原材料、混凝土配合比，盡可能使灌注連續快速，以避免混凝土過早初凝而造成卡管事故的發生，避免停電、停水等現象。

3 結語

鉆孔灌注樁是隱蔽工程，質量事故引發的后果相當嚴重，因此在施工中應加強管理，采取科學的施工方案，只有嚴格按照規范、規程操作，加強監督檢測，才能避免質量事故或把質量事故降低到最小程度。

[1]楊文淵，徐犇.橋梁工程師手冊[M].2版.北京：人民交通出版社，2003.

[2]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規范[S].