橋梁鉆孔施工中相關問題的處理措施

虞凌超 張 宇 張有海

（1、杭州蕭山城市建設發(fā)展有限公司，浙江 杭州 310000 2、杭州市蕭山區(qū)交通規(guī)劃設計研究院，浙江 杭州 310000）

橋梁基礎施工中，鉆孔灌注樁基礎的施工工藝發(fā)展較早[1]。從20世紀50年代的人力轉動錐頭鉆孑L，到后期的沖抓錐、沖擊錐、正反循環(huán)回轉鉆、潛水電鉆及液壓動力鉆井機等多種鉆孔工藝。從較早的人力推車、輕軌翻斗車、移動式混凝土拌和臺、提升扒斗、吊車吊斗，到目前廣泛使用的拌和樓與混凝土輸送泵。從自檢自查無監(jiān)理與檢測的施工，到目前實行嚴格的工程質量監(jiān)理與先進的多種質量檢測手段。橋梁鉆孔灌注樁施工工藝水平得到了全面發(fā)展與提高。本文僅就常用的正反循環(huán)鉆孔技術及監(jiān)理要點作簡要的論述。

1 橋梁鉆孔施工中相關問題的處理措施

1.1 地基承載力

地基承載力應符合設計要求，否則將會使灌注樁失效。對摩擦樁，地基承載力取決于地質土層的構造情況；對嵌巖樁，地基承載力取決于巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度等。如果施工地區(qū)處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在。

1.2 樁基質量

樁身強度是樁質量控制的另一關鍵。樁身質量控制主要在于控制混凝土的質量。樁基質量的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的，因此必須確保措施到位，嚴格控制樁基工程的施工工藝，否則，起不到質量控制的效果。控制樁基質量的具體要求：①控制好混凝土質量的和易性，防止出現堵管、埋管，而引起斷樁事故。②控制導管埋深2～6m，使混凝土面處于垂直頂升狀態(tài)，不使浮漿、泥漿卷入混凝土，防止提漏引起斷樁事故。

1.3 沉渣量

對于摩擦樁，由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中，如果在設計中樁底反力不大，樁底的沉渣量對樁承載力亦影響不大；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成樁受荷時發(fā)生大量沉降。使樁的承載力失效。

1.4 卡管

1.4.1 原因：①初灌時隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如塌落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運輸中產生離析、導管接縫處漏水、雨天運送混凝土未加遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導管堵塞引。②機械發(fā)生故障或其它原因使混凝土在導管內停留時間過久，或灌注時間過長，最初灌注的混凝土已經初凝，增大了導管內的混凝土下落的阻力，混凝土堵在導管內。

1.4.2 處理辦法及預防措施：①可用長桿沖搗管內混凝土，用吊繩抖動導管，或在導管上安裝附著式振搗等使隔水栓下落。如仍不能下落時，則應將導管連同其內的混凝土提出鉆孔，進行清理整修，然后重新吊裝導管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔，須將散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。②預防方法是灌注前應仔細檢修灌注機械，并準備備用機械，發(fā)生故障時立即調換備用機械，同時采取措施加速混凝土灌注速度，必要時可在首批混凝土內摻人緩凝劑，以延緩混凝土的初凝時間。如果灌注時間已久，孔內首批混凝土已初凝，導管內又堵塞混凝土，此時應將導管拔出，重新安設鉆機，利用較小鉆頭將鋼筋籠內的混凝土鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以粘土摻沙礫填塞井孔，待沉實后重新鉆孔成樁。

1.5 坍孔

坍孔主要原因有：①護筒底腳周圍漏水，孔水位降低。②在潮汐河流中漲潮時或河流下游發(fā)電開閘放水，孔內水位減少，不能保持原有靜水壓力。③由于護筒周圍堆放重物或機械振動等。處理措施：持水壓或加大水壓、移開重物或機械振動等，然后用吸泥機吸出坍人孔中的泥土。如不繼續(xù)坍孔，可恢復正常灌注。如坍孑L仍不停止，坍塌部位較深，宜將導管拔出，將混凝土鉆開抓出，只求保存孔位，再以粘土摻沙礫回填，待回填土沉實時機成熟后，重新鉆孔成樁。

1.6 縮徑

1.6.1 產生縮徑的主要原因，是因為塑性土膨脹。

1.6.2 縮徑防治措施：成孑L時，應加大泵量，加快成孔速度，快速通過，成孔段時間后，孔形成泥皮，孔壁不會滲水，亦不會引起膨脹；如出現縮徑，采用上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

1.7 斷樁

1.7.1 主要原因：①首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量已夠，但導管底口距孔底的間距過大，混凝土下落后不能埋沒導管底口，以至泥水從底口進入。②導管接頭不密封，接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流人。導管提升過猛，或測深出錯，導管底口超出原混凝土面，底口涌人泥水。③灌注時間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時間增長，泥漿中殘渣將不斷沉淀，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管或導管拔不上來，引發(fā)斷樁事故。導管埋得太深，拔出時底部的混凝土已接近初凝，使混凝土不能及時充填，造成泥漿填人。④泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿相對密度大或泥漿中含較大泥塊的情況，因此，在施工中經常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現象，有時灌滿導管還是不行，最后只好提取導管上下振擊，由于導管內儲存大量混凝土，一旦流出其勢甚猛，在混凝土流出導管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內，造成夾泥層。灌注混凝土過程中，因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥和斷樁的原因。⑤由于灌注時間過長，首批混凝土已凝固，流動性降低，而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升，因而也會在兩層混凝土中夾有泥漿渣土，甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。斷樁大都是以上原因引發(fā)的次生結果。對已發(fā)生或估計可能發(fā)生夾泥斷樁的樁，應采用地質鉆機鉆心取樣，作深入的探查，判明情況?；蛘哂梅瞧茡p檢驗混凝土樁質量的方法進行判定。

1.7.2 處理方法：①引起導管進水，應立即將導管提出，將散落在孔底的混凝土拌和物用反循環(huán)鉆機的鉆桿通過泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機、水力吸泥機以及抓斗清出。不得已時需要將鋼筋籠提出采取復鉆清除，然后重新下放骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土，重新灌注。②引起導管進水，應視具體情況，拔換原管，下新管，或用原導管插入續(xù)灌，但灌注前應將進入導管內的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如重新下管，必須用潛水泵將管內的水抽干才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導管外的泥水穿透原混凝土壓入上部凝固層導管內，續(xù)灌的混凝土配合比應增加水泥量，提高稠度后灌入導管內，灌入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻，使原混凝土損失的流動性得以彌補。以后灌注的混凝土可恢復正常的配合比。③若混凝土面在水面以下不很深，未初凝時，可在導管底部設置防水塞(應使用混凝土特制)，將導管重新插入混凝土內(導管側面增加重力，以克服水的浮力)。導管內裝灌混凝土后稍提導管，利用新混凝土自重將底塞壓出，然后繼續(xù)灌注。若混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，導管不能插入混凝土時，可在原護筒內加設直徑稍小的鋼護筒，用重壓或錘擊方法壓入原混凝土面以下適當深度，然后將護筒內的水(泥漿)抽除，并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈，再在護筒內灌注普通混凝土至設計樁頂。

1.7.3 防治方法：①認真做好清孔，防止孔壁坍塌。②盡可能提高混凝土灌注速度：開始灌混凝土時盡量積累大量混凝土，產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力；快速連續(xù)灌注，使混凝土和泥漿一直保持動狀態(tài)，可防止導管堵塞。③提升導管要準確可靠，灌注混凝土過程中隨時測量導管埋深，并嚴格遵守操作規(guī)程。④灌注水下混凝土前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現問題要及時更換。

2 結語

橋梁鉆孔灌注樁施工技術發(fā)展迅速，鉆孔技術不斷改進，鉆孔設備越來越先進，特別是混凝土集中拌和及泵送混凝土的廣泛應用，保證了導管的埋置深度，使得水下混凝土灌注質量得以充分保證。同時，隨著樁徑的不斷加大，樁長不斷增長，其施工難度亦不斷增加，因此，還需要十分重視鉆孔灌注樁的施工工藝以及其監(jiān)理工作。

[1]張宏昆.橋梁鉆孔灌注樁施工監(jiān)理的要點[J].甘肅科技,2005,20(3):135-136.

[2]王常才.橋梁鉆孔灌注樁施工技術及監(jiān)理工作[J].工程建設與檔案,2005,19(3):193-195.