橋梁灌注樁工程質量控制探討

歐秀英，陸建軍

(1.廣西壯族自治區陽朔公路管理局，廣西 陽朔 541999；2.廣西路建工程集團有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

樁基作為橋梁最重要的基礎部分，其施工質量直接影響橋梁的整體質量，施工中因使用工藝不當、施工組織設計不到位，管理不嚴，導致斜孔、漏漿、塌孔、卡錘、埋錘、掉錘、地面塌陷、串孔、斷樁等質量事故時有發生。

1 工程概況

覽勝橋位于陽朔縣新城區政府辦公區的西側，由北向南跨越田家河，橋梁中心樁號LSLK0+719.174，全跨徑組合(37+60+37)m，主跨為等截面懸鏈箱型拱，邊跨為拱梁組合結構，拱圈為等截面圓曲線拱，腹拱、次腹拱均采用等截面箱型拱，橋梁總長度為142.28 m，橋梁橫向四幅設計，總寬約48 m。工程項目所處位置地質構造較復雜，雁山斷裂、白沙斷裂從新城區經過，兩條斷裂大致平行。現場勘察資料顯示基巖為灰巖，基巖上覆厚度不等的第四系粉質黏土、中砂、卵礫砂。石灰巖巖溶較發育，在勘察場地內未發現斷裂構造蹤跡。

2 施工難點

(2)汛期長，洪峰多。金寶河(九大水庫)、遇龍河、栗木河是漓江的分支，三河在大榕樹下游合流匯入田家河，經過新城區在陽朔東街流入漓江。經統計，2016-05-08，遭遇特大洪水，九大水庫泄洪，田家河水位上漲12 m，2017-07-02，遭遇更大洪水，九大水庫和漓江上游青獅溏水庫同時泄洪，田家河上游三河洪水泛濫，下游漓江反灌頂托，水位上漲高達23 m，當時樁基隊伍已進場施工，機械設備全部被泡，項目部一樓全部被淹。

(3)巖土層結構變化大。本場地位于喀斯特地貌區，場區巖溶裂隙發育，溶洞和土洞分布無序，大小不等，形態各異。巖性較單一，但差異風化作用強烈，巖面坡度變化很大，對施工將產生不利影響。

3 樁基施工中發生的常見質量事故

在覽勝橋樁基施工中，常見的質量事故均有發生，如斜孔、漏漿、孔壁坍塌、卡錘、埋錘、掉錘、地面塌陷、鋼筋籠上浮、串孔、斷樁等等。分述如下：

(1)斜孔。全橋約20%的樁基施工存在斜孔現象，根據勘察報告，場地內灰巖巖面凹凸不平，埋深相差懸殊，坡度變化很大。樁基施工過程中容易出現滑樁、懸樁、半懸樁等質量問題，在荷載作用下，可能產生樁基失穩。

(2)漏漿、孔壁坍塌、地面塌陷。68#樁沖錘正常沖孔鉆進過程中，發生泥漿突然快速漏失，地面瞬間塌陷，鋼護筒墜入孔內的質量事故。原因分析：68#樁在層底深度11.40 m以下有2.6 m高的溶洞，充填砂土、卵石及黏性土，上面覆蓋厚8.2 m的沖洪積土層和3.2 m的微風化灰巖層。地基存在臨空面，施工遭遇溶洞時，泥漿大量流失，水動力條件急劇變化，水力起降迅速增大，加上巖溶真空或負壓吸蝕作用，產生水土流失，孔壁失穩，溶洞頂板發生變形坍塌，而引起地面塌陷。

處理措施：用片石和黏土回填至地面，等15 d以上，地層穩定后重新開孔沖擊鉆進。

經驗教訓：樁基施工前，進行溶洞注漿處理，既止水又有助于樁基成孔。

(3)鉆進時塌孔。2#樁連續發生兩次鉆進時漏漿、孔壁坍塌質量事故，第二次發生漏漿、孔壁坍塌事故時鉆桿被卡在孔內無法撥出。原因分析：因施工單位和其它外界因素等影響，施工單位樁基正常開工時已接近汛期。為趕工期，施工單位將卷揚機帶動沖錘自由落體沖擊鉆進改為了旋挖鉆機鉆進，但沒有調整泥漿的性能，相對密度和黏度太小。鉆進時沒有控制好鉆進速度，進尺過快，保持不住泥漿面水頭高度，大量漏漿。經驗證明，巖溶、裂隙發育地段，不適用旋挖鉆機成孔。

成語中有很多名詞用作動詞的現象，比如“繩之以法”中的“繩”，本來指的是墨線，這里的意思是糾正。“兵不血刃”中的“血”，原意指鮮血，這里指血染。“相形見絀”中的“形”，原意指形狀，這里指比較。[3]

(4)灌注混凝土終孔時塌孔。106#樁澆灌快要終孔時，混凝土瞬間塌落消失不見。原因分析：106#樁層底深度5.1 m以下有8 m高的溶洞，充填卵石有黏性土，溶洞下9.72 m的微風化石灰巖層有垂直裂隙。并且與106#相鄰的107#樁在與106#樁相近底層深度有11.10 m高的溶洞，充填流塑至軟塑狀黏性土及砂卵石，漏水。故判斷混凝土是往107#溶洞方向滑走。現場采取的處理措施為持續補灌混凝土直至成樁。

(5)串孔。18#樁混凝土灌注時發生與2#樁串孔的質量事故。施工單位安排相鄰的18和2#同時施工，兩孔巖溶存在連接性，是導致串孔質量事故發生的原因。

(6)斷樁。106#樁成樁后超聲波檢測結果顯示，樁底沉渣過厚，樁底往上1.8 m處有夾層。106#樁塌孔事故發生突然，混凝土不能及時補充供應，中止時間過長，是產生斷樁的主要原因。施工單位對該斷樁進行了修補處理，處理程序為：確定工作孔位置→鉆工作孔→清孔→用高壓水旋噴切割斷面層→清除沉渣和夾層不密實疏松體→清樁→對斷樁部位進行壓漿補強或置入鋼筋束后灌漿處理→檢測。該樁最終檢測結果評定為二類樁。

4 經驗總結

覽勝橋場地處于巖溶強發育區，部分鉆孔揭露較多溶洞，多呈串珠狀發育，局部溶洞規模較大且大部分充填，另局部基層埋藏深，與附近鉆孔揭露情況差異很大，巖面起伏大，對施工有不利影響。施工時必須采取預防措施并制定應急方案。

(1)覽勝橋勘察鉆孔見洞率27.6%，部分溶洞呈串珠狀發育，溶洞埋深1.4～18.80 m，大部分出現漏水現象。本次勘察鉆入基巖深度≥5 m，如果增加入巖深度，可能鉆孔見洞率會大幅提高。在樁基施工前，可根據溶洞、溶隙的發育規模和連通性、充填物性質和充填情況，按以下方案分別采用工藝注漿施工技術，對溶洞、溶隙進行填充、加固。

①本場地部分溶洞較大，洞高在0～20.3 m，大部分有充填，鉆探過程中多漏水。對洞高較大且無充填或充填或半充填的溶洞，可考慮采用高壓注入低標號素混凝土或水泥砂漿填堵，阻隔巖溶通道的連通；對于局部較大溶洞，可考慮采用鋼護筒方案。

②對半充填的小型溶洞，可用花管低壓注入水泥漿或水泥和水玻璃雙液漿。

③對全充填的溶洞、溶隙，采用袖閥管中壓加固注漿。

(2)樁基沖擊成孔施工時，就詳細了解樁位鉆孔資料，根據施工方案配制優質泥漿護孔，合理布置泥漿池，預備填充溶洞或防塌孔的應急材料。在沖孔過程中遇溶洞時按以下措施處理。

①在溶洞范圍內沖擊成孔施工時，繃緊鋼絲繩，小沖程低打緊擊，在沖孔至離溶洞頂板1 m左右時，加大泥漿比重，用小沖程進尺，逐漸將溶洞頂板擊穿。

②穿越溶洞時，密切注意鋼絲繩情況，判斷是否斜孔。若出現斜孔，先回填片石至彎孔處0.5 m以上，再用錘牙好的樁錘進行修孔。修孔時低打緊擊，慢慢將陡斜巖面修整成水平臺階，直到整個沖錘施工接觸面為均質巖面才結束修孔操作。右溶溝、溶槽內施工時，可拋填片石，保持沖錘的作業面強度均勻，以減少斜孔和卡錘。

③發現漏漿異常情況，馬上提升沖錘至孔口，按比例拋填片石和袋裝碎塊石和黏土混合料(1∶3)，扎緊口袋，拋填量為填充樁芯高度1.5～2 m，使泥漿面不再下降并穩定，采用繃緊鋼絲繩小沖程輕打擠壓堵塞溶洞內通道，形成泥石護壁護孔。如此反復操作，直到不再漏漿為止，轉入小沖程沖孔固壁成孔，順利穿越溶洞。

(3)覽勝橋基礎設計樁間距較小，施工過程中存在一定的影響。18#樁有兩處洞高2.9 m和5.4 m的填充溶洞，2#樁是微風化石灰巖層，裂隙發育，沒有溶洞。根據以往經驗，鉆探揭露無溶洞，樁基施工卻發現大溶洞，鉆探揭露一層溶洞，樁基施工卻遇到兩層或多層溶洞(串珠狀溶洞)，覽勝橋巖溶強發育，因此判斷18#和2#之間巖溶存在連通性。在施工過程中應注意其相互影響，安排合理的施工工序，確保施工質量和安全。

(4)對于場內頻頻發生的斜孔質量問題，分析發現施工單位采用的是自制簡易沖擊鉆，配的是四瓣沖擊錘，質量偏輕，重心偏高。根據經驗，六瓣沖擊錘在本場內地質情況下，成孔比四瓣沖擊錘圓順、規則，成樁比四瓣沖擊錘小，效率比四瓣沖擊錘高。針對發生的斜孔質量問題，除了前文第(2)點第②條提到的，還應采取以下預防處理措施：在錘型選擇上應盡量選用質量大、重心低、錘瓣5～6瓣的沖擊錘。成孔時隨時觀察樁錘的磨損和變形程度，及時修補樁錘，嚴禁底部上大下小時仍繼續使用；沖擊成孔應小沖程開孔，使初成孔的孔壁堅實、豎直、圓順，能起到導向作用；沖擊錘超過錘全高沖程后，再正常沖擊。掏渣或停錘時，保持泥漿面水頭高度。

(5)場內除上述常見質量問題外，鋼筋籠上浮、護筒卷邊變形、卡管、堵管、偏位等現象時有發生，施工單位應加大管理措施，避免甚至杜絕此類因管理不嚴而引發的質量問題。

5 結語

樁基施工過程中的每道工序都有可能出現質量不穩定點。一旦發生質量事故，處理技術要求高、難度大、費時費工費錢，有時處理一根樁，就要花費好幾個月甚至更長的時間，給工程帶來的損失難以估計。事故處理的最好方法是避免發生事故，應在開工前收集調查相關資料，正確選擇施工工藝、施工機械設備，完善施工組織設計和施工管理措施，做到事前和事中控制為主、事后處理為輔，要避免發生質量事故，關鍵是預防，重點是管理，細節決定成敗。