橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量要點(diǎn)及常見(jiàn)問(wèn)題對(duì)策

鄭海建

（上海宏南市政設(shè)施養(yǎng)護(hù)有限公司，上海 201311）

0 引 言

雖然鉆孔灌注樁已經(jīng)作為一種成熟的施工技術(shù)廣泛應(yīng)用于橋梁、建筑物等各類(lèi)樁基礎(chǔ)中，但是從咸塘港橋的鉆孔灌注樁施工過(guò)程來(lái)看，在該施工工藝中還是有大量的質(zhì)量、技術(shù)控制要點(diǎn)需要牢牢掌握，并且根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量問(wèn)題選擇正確的應(yīng)對(duì)之策，才能控制施工時(shí)各類(lèi)不利因素的影響，保證樁基質(zhì)量達(dá)到規(guī)范與技術(shù)要求。下面以咸塘港橋樁基施工工程為例，對(duì)鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量與技術(shù)要點(diǎn)與質(zhì)量問(wèn)題的應(yīng)對(duì)之策展開(kāi)敘述。

1 案例工程的概況

咸塘港橋位于航三公路新建工程?hào)|段，樁號(hào)K3+616.569～K3+766.569，中心樁號(hào) K3+691.569，橋跨 30m+30m+30m+30m+30m，與道路正交，橋梁總寬 35.6m。采用 C40 鋼筋混凝土輕質(zhì)橋臺(tái)，臺(tái)后鋪 8 m 搭板?；A(chǔ)用φ800 鉆孔灌注樁，共 120 根，每臺(tái)墩 20 根，0# 和 5# 臺(tái)樁長(zhǎng) 38 m；1# 和 4# 墩樁長(zhǎng) 45 m；2# 和 3# 墩樁長(zhǎng) 48 m，其中 2#、3# 墩位于水中，需圍堰抽水形成陸地施工，其他均為陸地樁。

2 鉆孔灌注樁技術(shù)簡(jiǎn)況

本橋樁基為鉆孔灌注樁，該工藝是在早期灌注樁基礎(chǔ)上形成的具有一定技術(shù)難度和較高隱蔽性的施工技術(shù)，質(zhì)量保證度高。成樁有兩個(gè)過(guò)程：先用機(jī)械鉆孔、人工挖孔或鋼管擠土在地基上成孔，然后孔內(nèi)放鋼筋籠和灌注混凝土成樁?，F(xiàn)已是一項(xiàng)成熟技術(shù)，陸上與水中廣泛采用；工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、流程精簡(jiǎn)、施工簡(jiǎn)便，可有效改善建構(gòu)筑物因基礎(chǔ)差不能得到穩(wěn)定支撐的缺點(diǎn)，既無(wú)傳統(tǒng)摩擦樁附帶的沉降問(wèn)題，也無(wú)灌注樁技術(shù)復(fù)雜的工藝、過(guò)高的技術(shù)要求和工藝種類(lèi)過(guò)多等給施工帶來(lái)的不便，很大程度上適應(yīng)了樁基工程建設(shè)發(fā)展的需要。

3 施工質(zhì)量要點(diǎn)

鉆孔灌注樁施工作業(yè)過(guò)程中，需認(rèn)真研讀施工圖紙和施工規(guī)范，熟練掌握工藝流程的各個(gè)質(zhì)量控制要點(diǎn)，才能夠保證施工質(zhì)量達(dá)到要求。下面就本施工工藝流程中各質(zhì)量控制要點(diǎn)作簡(jiǎn)要的說(shuō)明。

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備

施工前，通過(guò)圖紙、勘測(cè)交底，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)施工區(qū)域全面調(diào)查，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)符合施工要求。

咸塘港西岸的粉質(zhì)土、軟性黏土等不良土已預(yù)處理，2#、3# 墩建圍堰抽水清淤后，素土逐層回填壓實(shí)形成陸地施工條件。

3.1.2 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

樁基為φ800 鉆孔灌注樁，樁長(zhǎng) 38～48m，120 根。根據(jù)工程情況，配兩臺(tái) GPS-10 型樁機(jī)從橋兩頭同時(shí)施工。進(jìn)場(chǎng)前，施工人員對(duì)樁機(jī)參數(shù)、操作要領(lǐng)、性能已詳細(xì)掌握，并經(jīng)項(xiàng)目部、監(jiān)理單位查驗(yàn)合格，確保鉆機(jī)滿(mǎn)足鉆孔要求。操作人員持證上崗，經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)交底與安全技術(shù)交底?，F(xiàn)場(chǎng)備足樁機(jī)易損件，確保設(shè)備零件及時(shí)更替，避免影響工期與質(zhì)量。

3.1.3 放樣準(zhǔn)備

根據(jù)施工圖紙和交樁成果，建立平面和高程控制網(wǎng)。放樣前嚴(yán)格校核橋梁控制點(diǎn)、橋梁中心線、樁基位置，要求基礎(chǔ)樁心偏差≤100 mm；排樁中線與橋縱軸同向偏差≤50 mm，與橋橫軸同向偏差≤100 mm，并校核排樁中心與橋兩頭道路中心的關(guān)系。樁基放樣按樁號(hào)、坐標(biāo)雙控互校放樣，無(wú)誤后，依設(shè)計(jì)圖紙樁號(hào)和坐標(biāo)，用全站儀放出樁基中心點(diǎn)，在距孔心 3.5 m外的堅(jiān)硬地面設(shè) 4 個(gè)十字護(hù)樁，護(hù)樁均用細(xì)石混凝土圍護(hù)，保證穩(wěn)固不位移，以便隨時(shí)對(duì)樁位進(jìn)行校正。樁位定好后，及時(shí)形成書(shū)面文件，報(bào)送監(jiān)理審驗(yàn)，且經(jīng)監(jiān)理復(fù)測(cè)合格，簽字、批準(zhǔn)后方可鉆孔。

3.2 開(kāi)鉆

鉆前，清除雜物，平實(shí)場(chǎng)地，將鉆架下地基碾壓密實(shí)，鉆機(jī)底部用枕木鋪墊穩(wěn)固，保證鉆機(jī)不傾斜。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制備好泥漿，設(shè)置好泥漿池和收集池。鉆孔時(shí)用反循環(huán)系統(tǒng)冷卻鉆頭、清理殘?jiān)c孔內(nèi)護(hù)壁。預(yù)埋護(hù)筒，為鉆頭導(dǎo)向、保護(hù)孔口不滑塌和提高孔內(nèi)的泥漿水頭壓力。護(hù)筒頂高在施工水位或地下水位2 m 以上，且上口高出施工地面 0.3 m，用黏土分層夯實(shí)其四周，防止外水滲孔，另于護(hù)身上口預(yù)留 2 個(gè)溢漿孔，便于溢漿。

鉆孔采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，順序?yàn)殚g隔跳打，且后一個(gè)鉆孔在前一孔混凝土終凝后開(kāi)始。

開(kāi)鉆本橋第一孔前，嚴(yán)格檢查鉆機(jī)狀態(tài)，防止鉆孔出現(xiàn)故障；開(kāi)鉆后密切關(guān)注第一孔鉆進(jìn)速度，需低壓慢速，便于掌握地層對(duì)鉆機(jī)的影響。確定鉆孔參數(shù)后，初鉆速度為 5m/h，并保證鉆機(jī)的垂直度，預(yù)防鉆孔超徑；鉆進(jìn)中時(shí)刻注意鋼絲繩的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏斜及時(shí)糾正。其他工程鉆孔，必要時(shí)可用探孔設(shè)備檢查樁孔垂直度，保證樁孔滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

3.3 鉆進(jìn)

鉆進(jìn)時(shí)，施工人員要控制好鉆進(jìn)的速度和鉆頭的壓力，保持“低壓慢進(jìn)”，等鉆頭至護(hù)筒下口 1 m 深后，再將鉆機(jī)參數(shù)調(diào)整至正常。另外，孔內(nèi)需維持 1.5～2.0 m 高度的水頭，多關(guān)注護(hù)筒里泥漿面高度，泥漿不足則及時(shí)補(bǔ)給，確?？變?nèi)外壓力平衡，避免孔壁坍塌。

操作人員需經(jīng)常檢查鉆頭的尺寸與位置，確保成孔質(zhì)量，并持續(xù)觀察孔壁狀態(tài)，預(yù)防孔壁坍塌；為準(zhǔn)確控制成孔，需將鉆孔時(shí)間控制在 6 h 左右，若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易導(dǎo)致孔底殘?jiān)龆嗪涂妆谔?，難以保證成孔質(zhì)量；每鉆進(jìn) 4～5 m 驗(yàn) 1 次孔并做好記錄，及時(shí)報(bào)監(jiān)理審驗(yàn)。

3.4 成孔和一清

孔深達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，立即停鉆，盡快成孔驗(yàn)收。成孔驗(yàn)收通過(guò)后，用抽漿法第一次清孔，將鉆頭略提高后空轉(zhuǎn)，繼續(xù)反循環(huán) 5～15 min 清孔底渣土。

3.5 鋼筋籠制作與沉放

先查驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋的質(zhì)保資料，會(huì)同監(jiān)理做好現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、取樣和送樣工作；驗(yàn)收和檢驗(yàn)合格后，焊制鋼筋籠。本橋樁基用 HRB400 鋼筋，主筋為φ22 閃光對(duì)焊、加強(qiáng)筋為φ20 點(diǎn)焊，螺旋筋和箍筋為φ16 雙面搭接焊?；\體制作后，報(bào)監(jiān)理驗(yàn)收，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)主筋焊點(diǎn)按每樁主筋焊點(diǎn)的 5 % 比例見(jiàn)證取樣送檢。驗(yàn)收和檢測(cè)合格后才可認(rèn)定該鋼筋籠合格。若焊接質(zhì)量不合格，則需有效補(bǔ)焊或換人焊，重新驗(yàn)收、送樣。另，主筋焊接頭須符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，籠體吊環(huán)滿(mǎn)足起吊要求。

籠體吊移時(shí)要避免其變形，沉放時(shí)需將其扶正再下放，并密切觀察下放姿態(tài)，另綁墊塊防其碰壁。下放中若遇阻，不可強(qiáng)壓下沉，防其變形。先檢查受阻原因，再制定去阻措施。若因籠體傾斜碰壁受阻，則需糾正吊放，先將籠體吊高，查明無(wú)阻后再扶正下放；若因樁孔偏斜使籠體無(wú)法下放，則需糾正樁孔，直至樁孔滿(mǎn)足籠體下放要求。

籠體分段間接長(zhǎng)時(shí)，加快焊接速度，盡量縮短下放時(shí)間。按設(shè)計(jì)要求，橋墩需做成樁聲測(cè)檢驗(yàn)，依要求取三樁籠體內(nèi)側(cè)設(shè)置φ60 mm 鋼質(zhì)聲測(cè)管。

3.6 混凝土灌注

樁基均用水下 C35 商品混凝土、φ250 導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管接頭用絲扣牢固連結(jié)，且加設(shè)橡膠密封圈。導(dǎo)管在使用前須做承壓試驗(yàn)，介質(zhì)為水，壓力≥0.3 MPa，安裝時(shí)移動(dòng)吊鉤使其處于孔心位置，再緩慢向孔底下放，防其與籠體相碰。導(dǎo)管底口下放至距孔底 30～40 cm 處，便于混凝土灌注。

籠體和導(dǎo)管到位后，便用導(dǎo)管對(duì)孔底二清。二清主要使孔底渣土和孔內(nèi)泥漿符合要求：沉渣厚度≤300mm：距孔底 50 cm 內(nèi)的泥漿相對(duì)密度≤1.10，粘度≤20 Pa·s，含砂率≤2 %。達(dá)到要求后，準(zhǔn)備灌注混凝土。

混凝土首灌量需≥1.5m3，首灌后導(dǎo)管埋深需≥1 m。灌注要連續(xù)不中斷，預(yù)防斷樁。灌注中保持導(dǎo)管埋深 2.0～6.0 m（過(guò)淺易成斷樁，過(guò)深易使混凝土堵管或籠體上?。?，提升導(dǎo)管時(shí)要緩慢，預(yù)防提升快留空混入泥漿。孔內(nèi)灌注面上升至需逐節(jié)拆管時(shí)，拆管要快，控制在 15 min 內(nèi)。混凝土灌入導(dǎo)管要緩慢，防止過(guò)快形成管內(nèi)高壓氣囊損壞管節(jié)間的橡膠密封墊。灌注過(guò)程須詳實(shí)記錄，及時(shí)報(bào)監(jiān)理審驗(yàn)。

為保證樁頂質(zhì)量，樁頭灌注標(biāo)高要高于設(shè)計(jì)標(biāo)高1 m 或＞樁長(zhǎng) 3 %，后期破樁頭降頂至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

4 施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和對(duì)策

本橋鉆孔灌注中，遇到一些成孔或成樁的質(zhì)量問(wèn)題，這些問(wèn)題是同類(lèi)樁基施工共性。下面探討鉆孔灌注樁施工中常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題形成原因和處理對(duì)策。

4.1 質(zhì)量問(wèn)題的原因

4.1.1 坍孔的常見(jiàn)原因

①護(hù)筒周?chē)ね粱靥畈幻軐?shí)或護(hù)筒埋深太淺，導(dǎo)致地表水滲入造成塌陷；②孔內(nèi)泥漿密度不足，水壓過(guò)低，造成孔外地下水進(jìn)入孔內(nèi)破壞泥漿引起坍孔；③施工不規(guī)范，監(jiān)測(cè)頻次和范圍不足，致防治措施落實(shí)不及時(shí)；④孔壁受撞擊致坍塌，如升降鉆頭、導(dǎo)管或籠體時(shí)碰撞孔壁致坍塌（1 # 墩 10 # 樁因下籠太快碰壁坍孔）。

4.1.2 鉆孔偏斜的常見(jiàn)原因

①鉆機(jī)陳舊、鉆頭損壞嚴(yán)重、鉆機(jī)安裝不規(guī)范、鉆桿彎斜等機(jī)器原因致鉆孔偏斜；②鉆進(jìn)中，地質(zhì)不均且與勘設(shè)不符致未調(diào)整鉆孔參數(shù)，鉆頭受力不均致斜孔、偏孔。

4.1.3 漏漿的常見(jiàn)原因

①漏漿一般發(fā)生在孔體周?chē)Ｗo(hù)性土體不密實(shí)或者地層土質(zhì)不良時(shí)，如卵石層、圓礫層等；②地下水位高、流動(dòng)性大處，孔外水不斷沖刷孔周土體及孔內(nèi)樁體時(shí)出現(xiàn)漏漿（3 # 墩 1 # 樁因地下水沖刷致漏漿）；③鉆孔區(qū)整體土質(zhì)差，處于地層斷裂帶或地質(zhì)活動(dòng)頻繁區(qū)，發(fā)生漏漿。

4.1.4 鋼筋籠變形、浮移的常見(jiàn)原因

①籠體變形原因有籠體制作長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)或使用的鋼筋規(guī)格不合理致剛度低、或籠體過(guò)壓、或墊塊安裝不規(guī)范致保護(hù)不足；②籠體制作和安裝不規(guī)范，片面追求進(jìn)度，致焊接質(zhì)量差或吊放過(guò)快而變形；③混凝土密度過(guò)大、灌注過(guò)快、凝結(jié)時(shí)間過(guò)短、和易性差，致籠體產(chǎn)生浮移。

4.1.5 斷樁的常見(jiàn)原因

①混凝土和易性差、坍落度小、骨料級(jí)配不合理、骨料最大粒徑過(guò)大，灌注中易堵管，致灌注中斷夾泥而斷樁；②導(dǎo)管埋深太淺、提升過(guò)快、幅度過(guò)大致下口脫離孔內(nèi)混凝土、接頭不嚴(yán)致孔內(nèi)泥漿混入混凝土等都會(huì)使樁體夾泥而斷樁；③混凝土供應(yīng)不足，致灌注中斷時(shí)間太長(zhǎng)，未按設(shè)計(jì)規(guī)范接樁而斷樁。

4.2 常見(jiàn)對(duì)策

4.2.1 孔壁坍塌的常見(jiàn)對(duì)策

①根據(jù)鉆孔區(qū)域地質(zhì)合理確定護(hù)筒埋深，周?chē)ね粱靥顣r(shí)須按規(guī)范壓實(shí)，預(yù)防孔外水體滲透致坍孔，采取合理的鉆進(jìn)速度；②預(yù)處理不良土質(zhì)；③合理選用優(yōu)質(zhì)泥漿，鉆進(jìn)時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)和規(guī)范操作，合理鉆進(jìn)并及時(shí)注入泥漿；④接長(zhǎng)鋼筋籠體時(shí)，快焊快接，減少下放時(shí)間，避免孔壁長(zhǎng)時(shí)間晾置；⑤提放鉆頭和導(dǎo)管、下放鋼筋籠時(shí)要慢而穩(wěn)，防碰壁。

4.2.2 鉆孔偏斜的常見(jiàn)對(duì)策

①對(duì)鉆機(jī)設(shè)備定期檢修、維護(hù)，確保其正常運(yùn)行；②鉆進(jìn)中多檢查鉆桿垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差立即糾正，防斜孔、擴(kuò)孔發(fā)展；③根據(jù)地質(zhì)，及時(shí)調(diào)整鉆機(jī)作業(yè)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)不均勻時(shí)（如堅(jiān)硬孤石或硬度不等的地層切面），可換用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)減少鉆頭滑移偏斜，并減慢鉆速；發(fā)現(xiàn)鉆頭偏移后可反復(fù)掃鉆糾偏；若糾偏無(wú)效及時(shí)停鉆將孔回填好，探明情況后在原位重鉆或更改孔位。

4.2.3 漏漿的常見(jiàn)對(duì)策

①保持孔內(nèi)外水壓平衡，用黏土將孔周回填密實(shí)；易漏漿部位用優(yōu)質(zhì)泥漿或增大泥漿密度護(hù)壁；②遇大孔隙地質(zhì)時(shí)，回填黏土和片石封堵漏徑，待封堵完成再繼續(xù)鉆進(jìn)；③加大護(hù)筒埋深，使護(hù)筒穿過(guò)不良土質(zhì)層；④注意控制孔外水體沖刷，必要時(shí)封堵沖刷路徑。

4.2.4 鋼筋籠體變形及浮移的常見(jiàn)對(duì)策

①確?；\體制作質(zhì)量，主筋須焊接成直線，當(dāng)樁體較長(zhǎng)，合理分段；籠體內(nèi)每隔 2 m 加焊一個(gè)φ20 水平加強(qiáng)箍筋可防起吊中籠體發(fā)生彎曲、扭曲等變形；②吊放時(shí)要確保籠體初始位置準(zhǔn)確，籠體中心線與孔心重合，下放緩慢，邊放邊糾；另固定好籠體的懸掛設(shè)備，按設(shè)計(jì)規(guī)范要求裝好籠外墊塊和操作吊放；③灌注混凝土?xí)r，嚴(yán)格控制灌注速度和導(dǎo)管埋深，按要求施工；孔內(nèi)混凝土首灌要慢，籠底埋入混凝土 2～3 m 后再適當(dāng)提升灌注速度。

4.2.5 斷樁的常見(jiàn)對(duì)策

①?lài)?yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，混凝土配合比、骨料最大粒徑合理，每根樁留組試塊，在開(kāi)灌、中間和結(jié)束時(shí)各做 1 次坍落度測(cè)定；②混凝土中導(dǎo)管埋深須控制，導(dǎo)管不得拔離混凝土；③灌注中斷，若因?qū)Ч芏氯?，孔?nèi)混凝土還沒(méi)初凝，則提出導(dǎo)管快速清堵，然后重新下放導(dǎo)管底口至原灌注面上 10 cm 處，加設(shè)球膽，計(jì)算導(dǎo)管長(zhǎng)度和料斗容積，待混凝土灌滿(mǎn)導(dǎo)管和料斗瞬間，釋放導(dǎo)管和料斗，利用重力將導(dǎo)管壓入原混凝土，完成濕接樁，若中斷后混凝土已過(guò)初凝，斷樁位置高于地下水位且深度小于 4 m，可先抽清孔內(nèi)泥漿，安排人員在鋼筋籠保護(hù)下穿戴安全設(shè)備下至斷樁處，鑿毛混凝土斷面和清洗斷樁處鋼筋，然后繼續(xù)澆筑混凝土；斷樁位置較深或處低于地下水位下，可用小直徑鉆頭在斷面處鉆孔，小孔深滿(mǎn)足要求后重清理樁孔，再在小孔中置入一段小鋼筋籠，埋深為籠體半長(zhǎng)，然后繼續(xù)澆筑混凝土。

5 結(jié) 語(yǔ)

咸塘港橋 120 根樁經(jīng)成樁檢測(cè)均為 I 類(lèi)樁，由此表明，只要選擇合理的施工工藝、掌握工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)、不斷完善質(zhì)量問(wèn)題的對(duì)策，就能有效避免施工過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)一步擴(kuò)大，從而保證樁基工程整體的施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。