橋梁工程鉆孔灌注樁施工工藝及質量缺陷處理措施

姚桂玲

摘 要：鉆孔灌注樁是高速鐵路、高速公路和客運專線橋梁下部經常使用的一種基礎，但樁基成孔、成樁質量很難控制。文章就樁基施工注意事項、施工工藝、樁基質量缺陷處理等問題進行簡要介紹。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；質量控制；質量缺陷

1 鉆孔灌注樁簡介

鉆孔灌注樁是在泥漿護壁條件下，利用機械鉆進形成樁孔，采用導管法灌注水下混凝土的施工方法。

鉆孔灌注樁作為一種常見的基礎形式以其適應性強，成本適中，施工簡便，成樁后承載力高等特點，廣泛地應用于各種工程領域。鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進行，其施工過程無法觀察，成樁后也不能進行開挖驗收，施工中任何一個環節出現問題，都將直接影響到整個工程的質量和進度，甚至給投資者造成巨大的經濟損失和不良的社會影響。因此，必須要加強施工質量管理并落實施工技術措施，避免鉆孔灌注樁發生各種質量缺陷。

2 鉆孔灌注樁施工前注意事項

2.1 根據地質剖面圖，針對不同地層選用適當的鉆孔方案，選擇適當的鉆機、鉆進速度、泥漿性能等，并預見到鉆進過程中可能碰到的困難。

2.2 根據現場設置的工程控制網點，測設出各樁位的中心坐標及開挖位置，經復核無誤后，做出明顯標識，并做好交底的記錄。

3 鉆孔施工過程中應注意事項

3.1 鉆孔施工過程，必須填寫鉆孔施工記錄，經常注意地層變化，在地層變化處取樣檢查，判明后記入到施工記錄表，并與地質剖面圖核對。若發現地質情況與設計不相符，應及時通知監理工程師和設計院，以便提出相應處理措施。

3.2 為了避免成孔直徑小于設計和規范要求，沖擊鉆成孔時，應經常檢查鉆頭尺寸。當發現沖擊鉆頭磨損值超過規范允許值后，應及時補焊或更換新的鉆頭。

3.3 鉆孔過程中應認真檢查樁孔是否垂直，如果發現傾斜應及時加以處理。

3.4 在未達到設計樁底標高之前，嚴禁提前終孔。鉆孔樁終孔后，應對孔深、孔徑、傾斜度進行檢查，符合規范要求后方可清孔。

4 鉆孔灌注樁施工工藝

4.1 埋設護筒

護筒制作要求堅固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復使用。

4.2 制備泥漿

泥漿在鉆孔中的作用是：（1）可防止塌孔，（2）具有護壁作用，同時將孔內外水流切斷，能穩定孔內水位；（3）泥漿比重大，具有浮渣作用，利于鉆渣的排出。

4.3 鉆孔

4.3.1 鉆具聯接要牢固，鉛直，初期鉆進速度不要太快，在孔深4.0m 以內，不超過 2m/h，以后不要超過3m/h。在覆蓋層始終要減壓鉆進，鉆進速度與泥漿排放量相適應。

4.3.2 鉆進過程中，經常測試泥漿指標變化情況，并注意調整鉆孔內泥漿濃度。

4.3.3 經常注意觀察鉆孔內附近地面有無開裂或護筒、樁架是否傾斜。

4.4 清孔

4.4.1 清孔方法是用原漿換漿法清孔，清孔后泥漿指標比重、含砂量、粘度、孔底沉渣按規范要求檢查。為防止孔內沉渣大于規范要求，一般用抽砂筒先將孔內泥砂打掉再換漿。

4.4.2 清孔時應保持鉆孔內泥漿面高于地下水位1.5～2.0m以防止塌孔。

4.4.3 清孔達到要求，由監理工程師再次驗收孔深，泥漿和沉渣厚度。經監理工程師檢查合格后再灌注混凝土。

4.5 鋼筋籠制作安裝

4.5.1 鋼筋籠制作必須嚴格按設計圖和規范要求執行，鋼筋籠的加強箍必須與主筋焊牢，以保證鋼筋籠焊接質量。

4.5.2 超聲波檢測樁的鋼筋籠要安裝聲測管，聲測管與箍筋連接牢固，并保證聲測管接縫嚴密不漏水。

4.6 澆筑水下混凝土

4.6.1 用直徑30cm導管灌注水下混凝土，導管每節長度 3～4m。導管使用前試拼，并做封閉水試驗。

4.6.2 導管安裝時底部應高出孔底30～40cm，導管埋入混凝土內深度2～3m，最深不超過4m，最淺不小于1m。

4.6.3 混凝土要連續澆注，中斷時間不超過30分鐘。澆灌的樁頂標高應高出設計標高0.5m以上。

5 鉆孔灌注樁施工的事故處理

5.1 塌孔

造成塌孔的原因有：（1）松散卵石、砂礫石或流砂層地基、泥漿濃度不夠；（2）有承壓水地層水頭不夠；（3）淤泥質地基，護筒埋深不夠；（4）砂質地基，鉆進速度過快。一般處理方法主要是找出塌孔原因，回填砂礫混粘土，靜置一段時間，重新鉆孔。

5.2 卡鉆

鉆孔經過巖層分界面時相鄰巖層強度差別較大、操作中因為未及時根據地質情況調整鉆頭的行程等原因引起“卡鉆”現象。針對發生“卡鉆”的原因采取相應的方法處理：

（1）由于“探頭石”引起的卡鉆現象，可以適當往下放鉆頭，而后強力快速往上提，使“探頭石”受瞬間沖擊縮回，從而順利提起鉆頭。

（2）因鉆頭穿過巖層突變處導致的卡鉆，優先采用水下爆破的方法進行處理。在整體巖層中此方法容易奏效，砂土地層中不宜采取此方法處理。

（3）由于機械故障導致鉆頭在濃泥漿中滯留時間過長造成的鉆頭無法提升現象，應采取插入高壓水管置換泥漿的方法進行處理。

5.3 掉鉆

由于機械故障、鋼絲繩斷裂、孔壁坍塌等因素造成鉆頭落入孔底的現象通常稱掉鉆。發生掉鉆后，應及時采取恰當的方法打撈。

（1）鉆孔壁穩定的情況，直接用鉆機起吊打撈器入孔進行打撈。打撈前，先探明鉆頭在孔中的位置，為制定打撈方案提供依據。打撈設備和打撈操作方法必須保證在抓住鉆頭后盡量一次成功，避免起吊至空中再度落入孔中的現象發生。

（2）鉆孔壁出現局部坍塌時，應先加大孔內泥漿的濃度，將旋轉鉆頭放入安全的深度范圍攪動泥漿以加強鉆孔壁，而后采取“氣舉法”清除鉆頭上方的沉積土和淤泥，確認鉆頭已露出后再實施鉆頭的打撈工作。鉆孔壁隨時有繼續坍塌可能時，先在孔內安裝長鋼護筒、攪拌樁圍護等方法加固鉆孔壁，而后打撈鉆頭。

5.4 縮孔

縮孔是在飽和性粘土、淤泥質黏土，特別是處于流塑性狀態的土層中出現的特有現象。其原因是此類地層含水高、塑性大，鉆頭經過后鉆孔壁回縮，從而導致鉆孔的直徑小于設計的樁直徑。針對發生縮孔的原因，采取塊、卵石土回填，而后用重量較大的沖擊鉆沖擊，擠緊鉆孔孔壁的辦法處理；或者采用在導正器外側焊接一定數量的合金葉片進行旋轉清理的辦法。

5.5 偏斜孔

鉆機安裝時，支撐不好、樁孔地質構造不均勻等因素引起鉆機整體或鉆頭在鉆孔過程中發生偏斜，導致出現偏孔。

（1）因鉆機傾斜造成的應先移開鉆機，檢查鉆孔壁情況，如果鉆孔壁比較穩定，則應加固施工范圍內的地基或加大鉆機的支撐面積，而后重新安裝鉆機恢復施工；鉆孔壁隨時有坍塌可能的，應將鉆孔回填至原地面，待地層靜置穩定后重新開始鉆孔。

（2）地質構造不均勻引起的，先分析清楚巖層的走向，采用適當的回填材料（回填材料一般為片石加黏土、純堿、鋸末等組成的混合物）將鉆孔回填至計算確定的高程處，靜置一段時間后恢復施工。孔中心偏差小于20cm的，靜置1～2h后可以繼續鉆孔。孔中心偏差大于20cm的，應待地層沉積穩定后恢復鉆孔施工。穿過傾斜巖層過程中，應采用自重較大的復合式牙輪鉆、沖擊鉆，以慢速鉆孔。

5.6 樁體混凝土不連續

由于灌注過程中，發生的孔壁局部坍塌的雜物等侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在樁體形成夾層導致鉆孔樁混凝土不連續。對于此類問題，應積極與設計單位協調采取合理措施處理。

（1）對于鉆孔樁底部混凝土夾渣的情況，采取樁底部壓漿或者高壓注漿方法處理。

（2）樁體的少量夾層或不連續，用小型沖擊鉆鉆出一系列小直徑的孔進行置換清理泥漿和雜物（鉆孔直徑60～75mm，樁中心一個孔，其余3～4個孔分布在以樁中心為圓心，直徑為450mm左右的圓周上）。清理后，進行高壓注漿處理。

（3）對于夾層較嚴重的，在鉆孔樁中心處鉆一個直徑75mm的孔探明缺陷范圍。而后以鉆孔樁中心為圓心，采用沖擊鉆鉆直徑80～100cm的孔，而后人工入孔清理，清理結束后，灌注高強混凝土。

5.7 鋼筋籠上浮。

主要原因：（1）灌注速度快；（2）未設水管壓鋼筋籠；（3）導管法蘭盤掛住鋼筋籠；（4）混凝土凝結快，和易性不好。

處理方法：一經發現，停止進料，測量埋管深度和鋼筋籠埋置深度，焊好壓鋼筋籠的鋼管靜置10～15分鐘并將水面以上灌注斗和管內混凝土清除，慢提（邊轉動）將埋管深度減到1.5m時，可恢復灌注。

5.8 斷樁

鉆孔樁灌注混凝土到一半時發生堵管、導管破裂、導管撥管等因素時，不能及時處理，就會出現斷樁。一般處理方法：（1）加樁；（2）灌漿補強。

6 結束語

綜上所述，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作到每個工序嚴格按照規范操作，水下混凝土灌注統一指揮、緊張而有序，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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