橋梁樁基鉆孔灌注樁危害成因分析及防治措施

趙 曉 慶

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西 晉中　030600)

1　鉆孔灌注樁常見的質量問題

鉆孔灌注樁因具有工期短、經濟造價低、適應能力好的原因而廣泛應用于橋梁工程當中，而鉆孔灌注樁是隱蔽性的工程，其質量應該嚴格控制，以保證工程的整體質量，鉆孔灌注樁的質量受鉆孔工藝、混凝土配合比、灌注等多方面因素的影響，因此探究鉆孔灌注樁的常見質量問題有助于找出影響質量的因素，盡量減少因質量事故而產生的損失。

單樁的承載能力是決定施工質量的關鍵因素，橋梁鉆孔灌注樁受到施工工藝的影響，往往樁的上部混凝土強度較小而下部的強度較大，但實際承受荷載壓力時，樁的上部承受的壓力遠大于下部的壓力，頂部所受的壓力最大，因此在施工時單樁的施工質量是必須嚴格控制的。此外，橋梁鉆孔灌注樁還容易出現縮頸、孔底沉淤、孔壁坍塌等影響樁體承載能力的質量問題，這些影響工程結構安全的問題都必須要嚴格重視起來。

2　成樁質量影響因素分析

2.1　鉆孔灌注樁上部結構強度影響因素分析

鉆孔時，首先對孔底的淤泥清除干凈，淤泥的混入會降低樁體上部的承受強度。在進行混凝土澆灌時，如果澆灌的速度過快，容易在下部出現沉積較多混合料的現象，上部的混合料在振搗時易出現離析的現象，影響樁體上部的承受能力。此外，孔壁的坍塌也是一種重要的病害現象，需引起重視，其中護筒內的水位過低、鉆進的時間過短、灌注時間過長等均會引起孔壁坍塌現象。土層中含有較大較硬的雜物，容易引起鉆機安裝不牢固鉆桿彎曲的情況。

2.2　影響其他樁體質量的原因分析

澆筑混凝土施工時，當導管插入混凝土的深度小于1 500 mm時，泥塊和泥漿等雜物容易混入混凝土中，對混凝土的攤鋪產生不利影響，影響樁體的質量。此外若樁身的直徑過小，混凝土在上升時容易受孔壁的限制，成樁容易發生蜂窩、中空的情況，影響單樁的承載能力。

3　鉆孔灌注樁的施工質量分析及探討

3.1　施工工藝流程簡介

鉆孔灌注樁需按照相關的規范，實現以下幾個目標：1)成樁中樁位、樁長、孔底沉渣、樁體材料等指標均要滿足設計的規定和要求；2)預留的混凝土試塊的強度、樁體的極限承載能力均要滿足設計及驗收時應達到的要求；3)樁身應保持均勻完整性，避免出現斷裂的情況。下面將重點探討循環鉆機成孔的施工工藝，具體工藝流程見圖1。

3.2　鉆孔垂直度要求

鉆孔垂直度是保證鉆孔灌注樁承載力的重要環節，鉆機安裝的位置偏斜、鉆機所處位置不穩定、地面軟硬不均勻或是在土層中有較硬的雜物都會使鉆孔歪斜。護筒中心的允許偏差是20 mm以內，桶頂應高出地面10 cm～20 cm，一般使用直徑為200 mm～400 mm的護筒，在進行鉆孔位復核時，允許偏差不超過2 mm。為防止出現彎曲狀孔的情況，在施工時，安裝導正裝置可以有效避免歪斜樁的情況，此外，施工準備階段應平整場地，當所鉆地層不均勻時，宜使用自重較大、硬度剛度較大的鉆機，防止出現鉆機易位的情況，且在不均勻地層鉆孔時，速度不能過快，容易損壞鉆機。

3.3　孔深及孔徑要求

孔深及孔徑也是影響灌注樁承載能力的重要因素。引起鉆孔深度達不到要求的主要原因為包括測量的誤差及地層的不均勻分布引起的判斷誤差。當土層為淤泥質軟弱土層或流塑狀態的粘性土時，鉆孔容易收縮，出現縮頸情況，對應的樁基截面變小，單樁的承載能力達不到要求。此外，孔徑不滿足要求還會破壞鋼筋籠的保護層，降低樁基的抗彎壓能力。處理孔徑不足的策略包括采用大一級的鉆頭掃孔、導正器及使用粘稠的泥漿置換土層等多種方法。

3.4　泥漿的要求

泥漿的質量決定著鉆孔灌注樁的成孔質量及樁體的承載能力，其中比重、粘度等性能指標是影響泥漿質量的因素。過稀的泥漿粘附能力差，無法形成護壁的泥膜，因此降低孔壁的穩定性，發生塌孔、縮頸等現象。泥漿過于粘稠，則容易在孔壁形成一層泥皮，對樁體的側摩阻力產生一定的影響。因此，泥漿的比重、粘度應控制在一定范圍內，比重在1.1～1.2之間，粘度為18 s～25 s為最佳。

3.5　孔底沉渣

孔底沉渣同樣也影響鉆孔灌注樁的承載能力，根據相關規范，水下灌注樁樁底沉渣厚度對端承樁不得大于1 m，摩擦樁為3 m。

引起沉渣過厚的重要原因是塌孔時清孔時間不足，或泥漿的比重過小等。沉渣過厚使樁底出現軟隔離層，軟隔離層的承載能力不足，影響樁體質量。

3.6　混凝土灌注要求

混凝土的施工處于隱蔽部分，易發生離析、松散等情況，所以混凝土灌注施工應嚴格控制。鉆孔結束后應立即進行混凝土澆灌，兩道工序緊密銜接。孔底與導管口的距離應把握好，一般控制在40 mm以內。因當混凝土灌注一定程度且球塞被壓出導管后，此時導管下降約10 mm～20 mm，因此在灌注的初期，應盡量增加導管的埋深以確保質量。在將混凝土均勻灌入至鋼筋籠時，應經常提升導管，導管的沉入深度應每隔15 min～20 min進行一次檢查。導管在混凝土的埋深應控制在100 mm～300 mm為最佳。此外，應根據浮漿層厚度及樁頂的標高確定合理的超灌高度，一般取50 mm～199 mm為宜。

4　成樁質量檢測

在鉆孔灌注樁結束施工后，應進行成樁質量檢測，主要包括樁位偏差、鉆芯試驗、混凝土強度試驗等幾個方面。

目前常用的檢測方法主要包括靜荷載試驗法、低應變動測法、高應變動測法、取芯法、聲波投射法等，實際工程中常選用上述方法的1種～2種相結合。各種方法各有利弊，各方法的優缺點見表1。對成樁檢測的數量應超過總數量的10%，可以根據實際情況增加檢測數量。

表1　成樁檢測方法的比較

5　結語

橋梁鉆孔灌注樁技術適應范圍廣，具有眾多優點，但因施工工藝較為復雜、環節多、受各種因素的影響，而產生多種質量問題。分析橋梁鉆孔灌注樁的常見質量問題，找出影響因素，探究質量控制要素，可以指導工程的實際建設，為橋梁工程的持續發展提供有力的理論依據。

參考文獻：