公路橋梁鉆孔灌注樁施工質量問題與防治措施

摘要：鉆孔灌注樁在基礎工程中已得到廣泛應用。但由于地質條件復雜、所用設備優劣、施工水平差異等原因，鉆孔灌注樁成樁后或鉆孔過程中往往會出現樁身混凝土斷樁、偏位等問題。文章根據施工中發生事件闡述了相應的處理措施。

關鍵詞：鉆孔灌注樁；質量；防治與處理

在橋梁結構中，鉆孔灌注樁作為一種基礎形式，以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點，被廣泛地應用于公路橋梁及其他領域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質量的因素較多，對其施工過程每一環節都必須嚴格要求，對各種影響因素必須詳細考慮。如地質因素、鉆孔工藝、護壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不當，就會在灌注中產生質量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報廢，給國家財產造成重大損失，直至影響工期，并對整個工程質量產生不利影響。

一、鉆孔過程中出現的施工質量問題及處理措施

（一）護筒冒水

1、問題：護筒外壁冒水，嚴重的會引起地基下沉，護筒傾斜和移位，造成鉆孔偏斜，甚至無法施工。

2、造成原因：埋設護筒的周圍土不密實，或護筒水位差太大，或鉆頭起落時碰撞。

3、處理措施：在埋筒時，坑地與四周應選用最佳含水量的粘土分層務實。在護筒的適當高度開孔，使護筒內保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時，應防止碰撞護筒。發現護筒冒水時，應立即停止鉆孔.用粘土在四周填實加固，若護筒嚴重下沉或移位時，則應重新安裝護筒。

（二）孔壁坍陷

1、問題：鉆進過程中，如發現排出的泥漿中不斷出現氣泡，或泥漿突然漏失，則表示有孔壁坍陷跡象。

2、造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土質松散，泥漿護壁不好，護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

3、處理措施：在松散易坍的土層中，適當埋深護筒，用粘土密實填封護筒四周，使用優質的泥漿，提高泥漿的比重和粘度，保持護簡內泥漿水位高于地下水位。搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，安放要對準孔位，避免碰撞孔壁，鋼筋籠接長時要加快焊接時間，盡可能縮短沉放時間。成孔后，待灌時間一般不應大于3小時，并控制混凝土的灌注時間，在保證施工質量的情況下，盡量縮短灌注時間。

（三）縮頸

1、問題：縮頸即孔徑小于設計孔徑。

2、造成原因：塑性土膨脹。

3、處理措施：采用優質泥漿，降低失水量。成孔時，應加大泵量，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。或在導正器外側焊接一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。如出現縮頸，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

（四）鉆孔偏斜

1、問題：成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。

2、造成原因：鉆機安裝就位穩定性差.作業時鉆機安裝不穩或鉆桿彎曲所致；地面軟弱或軟硬不均勻；土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。

3、處理措施：先將場地夯實平整，軌道枕木宜均勻著地；安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20cm，在不均勻地層中鉆孔時，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機。進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，鉆速要打慢檔。另外安裝導正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土，如糾正無效，應于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。

（五）樁底沉渣量過多

1、問題：成孔后發現樁底沉渣量過多。

2、造成原因：檢查不夠認真，清孔不干凈或未進行二次清孔；泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起；鋼筋籠吊放過程中，未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底；清孔后，待灌時間過長，致使泥漿沉積。

3、處理措施：成孔后，鉆頭提高孔底10-20cm，保持慢速空轉，維持循環清孔時間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要用清水進行置換。鋼筋籠吊放時，使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致，避免碰撞孔壁。可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度，減少空孔時間，從而減少沉渣。下完鋼筋籠后，檢查沉渣量，如沉渣量超過規范要求，則應利用導管進行二次清孔，直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求。開始灌注混凝土時，導管底部至孔底的距離宜為30-40mm，應有足夠的混凝土儲備量，使導管一次埋人混凝土面以下10m以上，以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣。達到清除孔底沉渣的目的。

二、混凝土灌注過程中出現的施工質量問題及處理措施

（一）卡管

1、問題：灌注混凝土過程中。無法繼續進行的現象。

2、造成原因：初灌時，隔水栓堵管；混凝土和易性、流動性差造成離析；混凝土中粗骨料粒徑過大；各種機械故障引起混凝土澆筑不連續，在導管中停留時間過長而卡管；導管進水造成混凝土離析等。

3、處理措施：使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配，同時具有良好的隔水性能，保證順利排出。在混凝土灌注時，應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性，配合比應通過實驗室確定，坍落度宜為18-22cm，粗骨料的最大粒徑不得大于導管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4，且應小于40mm，為改善混凝土的和易性和緩凝，水下混凝土宜摻外加劑。應確保導管連接部位的密封性，導管使用前應試拼裝、試壓，試水壓力為0.6-1.0MPa，以避免導管進水。在混凝土澆筑過程中，混凝土應緩緩倒入漏斗的導管，避免在導管內形成高壓氣塞。在施工過程中，應時刻監控機械設備，確保機械運轉正常，避免機械事故的發生。

（二）鋼筋籠上浮

1、問題：鋼筋籠的位置高于設計位置的現象。

2、造成原因：鋼筋籠放置初始位置過高，混凝土流動性過小，導管在混凝土中埋置深度過大鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上浮；由于混凝土灌注過鋼筋籠且導管埋深較大時，其上層混凝土因澆注時間較長，已接近初凝，表面形成硬殼，混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力，如此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上，混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升，同時也帶動鋼筋籠上升。

3、處理措施：鋼筋籠初始位置應定位準確，并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度，縮短灌注時間，或摻外加劑，防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小，混凝土接近籠時，控制導管埋深在1.5-2.0m.灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時，應及時將導管提至鋼筋籠底端以上。導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m，不宜大于5m和小于1m，嚴禁把導管提出混凝土面。當發生鋼筋籠上浮時，應立即停止灌注混凝土，并準確計算導管埋深和已澆混凝土面的標高，提升導管后再進行澆注，上浮現象即可消失。

（三）斷樁

1、問題：混凝土凝固后不連續，中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。

2、造成原因：由于導管底端距孔底過遠，混凝土被沖洗液稀釋，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；受地下水活動的影響或導管密封不良，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體；由于在澆注混凝土時，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，將混凝土樁上下分開的現象；澆注混凝土時，沒有從導管內灌入，而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土，產生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬，個別孔段出現疏松、空洞的現象。

3、處理措施：成孔后，必須認真清孔，一般是采用沖洗液清孔，沖孔時間應根據孔內沉渣情況而定，沖孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規范規定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規程。嚴格確定混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求。在地下水活動較大的地段，事先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲，應根據首次混凝土灌入量的多少而定，嚴防斷裂。確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據導管內外混凝土的上升高度而定，切勿起拔過多。

三、施工控制措施及要點

1、鉆進過程隨時注意往孔內補充漿液，維持孔內的水頭高度。孔內泥漿面任何時候均應高于江水面1-1.5m。

2、加接鉆桿時，應先停止鉆進，將鉆具提離孔底8-10cm，維持泥漿循環10cm以上，以清除孔底沉渣并將管道內的鉆渣攜出排凈，然后停泵加接鉆桿。鉆桿連接螺栓應擰緊上牢，認真檢查密封圈，以防鉆桿接頭漏水漏氣，使反循環無法正常工作。

3、鉆孔過程應連續操作，不得中途長時間停止，盡可能縮短成孔周期。詳細、真實、準確地填寫鉆孔原始記錄，鉆進中發現異常情況及時上報，以備處置。

4、為了保證鉆頭能夠順利通過護筒底口，鉆機必須根據鋼護筒的傾斜度及其頂口的平面位置偏位。

5、為了保證混凝土的澆注質量，在鉆孔過程中應嚴格控制泥漿的質量，并且在混凝土澆注前采用二次清孔的施工工藝。

6、沖孔灌注樁施工過程中，定期進行驗孔，檢驗是否縮孔、斜孔，認真測定孔深、樁底人巖不小于2.0m。

7、沖孔灌注樁終孔后，清孔至符合要求為止，沉渣厚度控制在小于5cm以內。

8、下放鋼筋籠前，復測孔深是否與原來孔深相吻合，如差值較大，可能發生塌孔，重新沖孔至設計標高。

9、首灌砼量必須通過計算，以保證導管埋深不小于1.Om。

10、水下砼攪拌時應嚴格控制其坍落度和和易性，運輸過程中發生泌水的砼不能使用，以防灌注時發生堵管。

11、鉆孔樁砼澆筑高度應比設計高度高出70cm-80cm，多余部分待系梁或承臺基坑開挖后鑿出，確保樁頂質量。

12、鋼筋、水泥進場必須有出廠合格證和試驗資料。其品種、規格、型號都必須符合要求。

13、鋼材在集中加工時，認真審閱圖紙，下料準確無誤。焊接時采用雙面搭接焊，焊縫寬度和高度必須符合規范要求。在配料時注意同一斷面的受力主筋焊接接頭面積在同一區段內不能超過50%。且避免在最大受力處設置接頭，并盡可能使接頭交錯排列，焊工持有操作證才能進行焊接作業，主鋼筋焊接采取雙面搭焊，焊接長度不小于5d，且應將鋼筋焊接段進行彎折，以便焊接后的鋼筋軸線處于同一直線上。當樁基鋼筋籠節與節焊接時，應先焊順岸方向，后焊接另側方向。

四、結語

鉆孔灌注樁在施工過程中，發生斷樁、短樁或其他質量缺陷也是正常的，但處理一定要認真，盡量將事故消滅在萌芽狀態。若發生了這類事故，要對樁底的斷層位置、地質、鉆孔成孔狀況及當時原始記錄加以認真分析，處理后必須要再進行驗證為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象.在施工過程中。要控制好灌注工藝和操作，抽動導管使混凝土面上升的力度要適中，保證有程序的拔管和連續灌注，升降的幅度不能過大，如大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁，導致孔壁下墜或坍落，樁身夾泥，這種現象尤其在砂層厚的地方比較容易發生。

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