橋梁施工鉆孔灌注樁常見問題的成因、預(yù)防和應(yīng)急措施

連曉聰

摘要：近幾年隨著國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施投入的不斷加大和公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，作為基礎(chǔ)承力結(jié)構(gòu)的鉆孔灌注樁應(yīng)用越來越廣泛。不論是在城市中心地帶，還是在市區(qū)以外的開闊地帶興建大型橋梁都離不開鉆孔灌注樁施工.但是鉆孔灌注樁成孔技術(shù)要求高，灌注砼施工過程工序環(huán)節(jié)，工藝復(fù)雜，工作量較大，并需在短時(shí)間內(nèi)快速完成水下砼灌注施工過程控制受人為因素影響較大稍有疏忽，就難免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，造成病樁或斷樁等質(zhì)量事故，影響整個(gè)橋梁的質(zhì)量及使用壽命。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁 施工 問題 探討正文

0 引言

近幾年，隨著高等級(jí)公路和城市路網(wǎng)的建設(shè)，作為基礎(chǔ)承力結(jié)構(gòu)普遍采用的一種形式——鉆孔灌注樁，在施工中得到了廣泛應(yīng)用，不論是在城市市中心地帶，地下、地上管線錯(cuò)綜復(fù)雜，交通流量較大，還是在市區(qū)以外的開闊地帶興建大型橋梁都離不開鉆孔灌注樁施工。鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)形式能適應(yīng)不同的地質(zhì)條件，并具有占用面積小、承載力高的特點(diǎn)。但是鉆孔灌注樁成孔技術(shù)要求高、灌注混凝土施工工序環(huán)節(jié)較多、工藝復(fù)雜、工作量較大、并需在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)快速完成水下砼灌注的隱蔽工作，施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，造成病樁或斷樁等重大質(zhì)量事故，危及樁基工程的質(zhì)量，直至影響整個(gè)橋梁的使用壽命。為此，在施工中必須以系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)，全面推行質(zhì)量管理，明確工序質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立嚴(yán)格的施工管理質(zhì)量檢查制度，以工序過程控制保證成樁質(zhì)量，以成樁的無破損檢測結(jié)果檢驗(yàn)成樁的品質(zhì)。在完善施工工藝，提高操作技能的基礎(chǔ)上，認(rèn)真分析成孔，成樁過程常見病害的產(chǎn)生原因，總結(jié)研究其預(yù)防治理措施，以期將施工質(zhì)量病害的影響減至最低限度，高標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量的完成樁基施工任務(wù)。鉆孔灌注樁包括成孔和成樁兩大過程，包括放線定位、埋設(shè)護(hù)筒、成孔、鋼筋籠綁扎及入孔、砼灌注、鑿樁頭等工序，以上每個(gè)工序在施工過程中都必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，保證成樁滿足設(shè)計(jì)要求。以下就以上各道工序施工經(jīng)常出現(xiàn)的問題及成因做簡要的分析其成因，并提出相應(yīng)防治方法和處理措施。

1 放線定位

1.1 施工要點(diǎn) 放線定位對(duì)樁基施工來說是最基本也是最關(guān)鍵的工序，樁位放線的準(zhǔn)確性直接影響結(jié)構(gòu)物的受力是否滿足設(shè)計(jì)要求。所以樁基定線施測一定要按照設(shè)計(jì)所給的樁基幾何關(guān)系根據(jù)總的定線關(guān)系進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。定位后測量人員根據(jù)施工機(jī)具的特點(diǎn)選擇合適的位置在不影響成孔的前提下進(jìn)行栓樁。

1.2 問題及預(yù)防措施 在樁位定線過程中容易出現(xiàn)的問題是成孔過程中栓樁丟失和移位，這樣對(duì)樁基成孔的平面位置準(zhǔn)確度帶來影響。所以在施工過程中要做好栓樁的保護(hù)工作，拴樁最好采用十字交叉法并及時(shí)檢查、補(bǔ)樁和復(fù)測。

2 埋設(shè)護(hù)筒

護(hù)筒的作用是固定樁位，并作鉆孔導(dǎo)向；保護(hù)孔口防止孔口土坍塌；隔離孔內(nèi)孔外表層水，并保持孔內(nèi)水位高出地下水位，以穩(wěn)固孔壁。因此埋設(shè)護(hù)筒要求穩(wěn)固、準(zhǔn)確。護(hù)筒埋設(shè)的偏差不宜大于50毫米；同時(shí)護(hù)筒在市區(qū)橋梁施工中兼有保護(hù)樁基周邊各種市政管線的作用。護(hù)筒下沉及護(hù)筒偏移病因分析：護(hù)筒下沉絕大多數(shù)是因?yàn)樵诼裨O(shè)護(hù)筒時(shí)護(hù)筒周邊尤其是底腳未能充分回填密實(shí)，在鉆孔過程中隨著孔內(nèi)水的浸泡造成回填土脫落，使護(hù)筒失去周邊的擠壓和底腳土的支撐而造成護(hù)筒下沉。解決和防止措施：埋設(shè)護(hù)筒時(shí)一定要是周邊回填土充分夯實(shí)。為了避免護(hù)筒下沉，一般護(hù)筒埋設(shè)時(shí)周圍應(yīng)留有15～20厘米的空隙，以便于回填土的夯實(shí)，回填時(shí)用方木分層夯實(shí)，分層厚度不超過10厘米，回填材料選用不透水的粘性土；護(hù)筒的埋置深度為2~4m，頂部高于地面0.3m，護(hù)筒側(cè)面采用2根150×150方木進(jìn)行懸吊法的固定，方木長度以護(hù)筒外有1.0米的支撐為宜。

3 樁基成孔

3.1 塌孔:成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。病因分析：成孔中，護(hù)筒內(nèi)水面不斷出現(xiàn)氣泡，有時(shí)護(hù)筒內(nèi)的水位突然下降，均為坍塌的兆頭。原因主要是由于土質(zhì)松散，加之泥漿護(hù)壁不好；護(hù)筒埋設(shè)不牢固；護(hù)筒內(nèi)虧水；提住鉆頭鉆進(jìn)，鉆頭轉(zhuǎn)速過快，或空轉(zhuǎn)時(shí)間過長，都易引起鉆孔下部坍塌；或成孔后待灌砼時(shí)間或灌注時(shí)間過長。

解決和防止措施：在松散塌土層中適當(dāng)埋深護(hù)筒，密實(shí)回填土；使用優(yōu)質(zhì)泥漿，提高泥漿比重和粘度；升高護(hù)筒，終孔后補(bǔ)給泥漿，保持要求的水頭高度；保證鋼筋籠制作質(zhì)量，防止變形；吊放時(shí)，要對(duì)準(zhǔn)孔位，吊直扶穩(wěn)，緩緩下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌時(shí)間一般不應(yīng)超過3小時(shí)，并應(yīng)盡可能加快灌注速度，縮短灌注時(shí)間。

3.2 鉆進(jìn)慢或不進(jìn)尺：鉆進(jìn)到某深度時(shí)，鉆進(jìn)困難，進(jìn)尺極慢。病因分析：主要是鉆頭選型不當(dāng)；地下有不明障礙物；防治措施：詳細(xì)對(duì)照工程地質(zhì)勘探資料，確定土層的土質(zhì)種類，根據(jù)土質(zhì)力學(xué)性能特點(diǎn)，合理采用鉆頭。

3.3 樁孔局部縮徑：指局部孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。病因分析：泥漿性能欠佳，失水量大，引起塑性土層吸水膨脹，或形成疏松蜂窩狀厚層泥皮；鄰樁施工間距和時(shí)間間隔不當(dāng)，土層中應(yīng)力尚未消散，新孔孔壁軟土流變；鉆頭直徑磨損較大。防治措施：采用優(yōu)質(zhì)泥漿，控制泥漿比重和粘度，降低失水量；當(dāng)設(shè)計(jì)樁距小于4倍樁徑時(shí)，應(yīng)調(diào)整樁基施工間距；或新樁盡可能在鄰樁成樁24小時(shí)后開鉆。

4 鋼筋籠施工

鋼筋籠下孔困難：在鋼筋籠下孔過程中，出現(xiàn)下孔受阻或緩慢。病因分析：是因?yàn)榭讖讲粔虼?、孔?nèi)縮徑、成孔傾斜或鋼筋籠上所綁扎的砼墊塊太大導(dǎo)致鋼筋籠在下孔過程中碰刮或擠壓孔壁。防治措施：在成孔過程中嚴(yán)格控制樁孔的內(nèi)徑，滿足設(shè)計(jì)樁徑要求；對(duì)縮徑的樁孔作出及時(shí)處理；砼墊塊須符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

5 樁基砼灌注

5.1 樁長不符合要求：指樁長大于或小于原設(shè)計(jì)樁長的現(xiàn)象。樁長過大，需破碎，影響后續(xù)土建工作；樁長過小，需開挖補(bǔ)樁，既降低樁體強(qiáng)度，又影響施工進(jìn)度。病因分析：計(jì)算的設(shè)計(jì)標(biāo)高有誤；臨測混凝土面深度不準(zhǔn)；末次混凝土灌注量不合理。防治措施：當(dāng)同一場地有幾種不同樁長時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算它的設(shè)計(jì)標(biāo)高并畫出樁位設(shè)計(jì)標(biāo)高示意圖；為準(zhǔn)確控制鉆孔深度，應(yīng)在樁架或樁管上作出控制深度的標(biāo)尺；灌注前應(yīng)準(zhǔn)確丈量鉆孔深度和孔底沉渣厚度；灌注過程中，要隨時(shí)測量鉆孔內(nèi)的混凝土面標(biāo)高，記錄導(dǎo)管長度和已灌注的混凝土數(shù)量，校核混凝土面高度是否同計(jì)算的高度相符。

5.2 樁中砼夾泥 埋管：導(dǎo)管在混凝土中掩埋過長，鋼筋籠變形，灌注時(shí)間過長，混凝土已初凝，內(nèi)阻力成倍增長，導(dǎo)管被埋在混凝土內(nèi)?？ü埽汗橇霞?jí)配不合理，含有大粒徑的卵石、漂礫；混凝土拌和時(shí)間或運(yùn)輸路程過長，已產(chǎn)生離析或局部初凝現(xiàn)象而直接用于灌注；導(dǎo)管密封不良，局部漏水。病因分析：灌注過程中發(fā)生埋管，卡管及其他一些情況將造成斷樁；導(dǎo)管下端距孔底過遠(yuǎn)，初灌混凝土量不足，導(dǎo)管未被混凝土掩埋，臨測失誤，導(dǎo)管提升過高，露出混凝土面；混凝土配比失誤，耐壓強(qiáng)度不足。防治措施：按有關(guān)規(guī)范要求，經(jīng)過計(jì)算和試配后確定混凝土配合比，混凝土應(yīng)具良好的和易性和流動(dòng)度，坍落度損失應(yīng)能滿足灌注要求，初凝時(shí)間應(yīng)為正常灌注時(shí)間的二倍；要求灌注過程連續(xù)、快速，防止出現(xiàn)上述埋管、卡管及其他情況。

6 幾點(diǎn)建議

6.1 不得使用重荷載機(jī)械或液壓鎬鑿除樁頭，以免對(duì)樁身沖擊力過大，影響其有效摩擦力或支撐力，常規(guī)采用的辦法小高度人工鑿除，高度大于1米人工剝離主筋水平劈裂樁頭樁芯混凝土整體吊出。

6.2 在成孔過程中，應(yīng)根據(jù)不同土質(zhì)情況，時(shí)時(shí)調(diào)整成孔速度，對(duì)成孔質(zhì)量有一定的好處。

6.3 應(yīng)采取措施盡量縮短砼的待灌時(shí)間。

6.4 調(diào)整好成孔過程中的泥漿稠度。

6.5 樁基開樁前要做好備用設(shè)備的準(zhǔn)備（如：泥漿泵、發(fā)電機(jī)等）。

參考文獻(xiàn):

[1]交通部公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）.

[2]《公路施工手冊(cè)橋涵》下冊(cè).交通部第一公路工程局.