張旭東

（中交二公局第四工程有限公司，河南 洛陽 471000）

鉆孔灌注樁是公路橋梁工程施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其特點(diǎn)是屬于隱蔽工程，工序繁多，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將會(huì)帶來嚴(yán)重后果。所以鉆孔灌注樁施工要掌握好幾個(gè)關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制。

1 施工前準(zhǔn)備

1.1 技術(shù)準(zhǔn)備

1.1.1 測(cè)量定位

測(cè)量是橋梁工程非常關(guān)鍵的工作，開工前要認(rèn)真復(fù)核橋梁樁基中心坐標(biāo)和高程，經(jīng)上報(bào)審批后方可進(jìn)行施工放樣，并應(yīng)確保每個(gè)樁位和每個(gè)鋼護(hù)筒定位準(zhǔn)確。

1.1.2 施工技術(shù)準(zhǔn)備

鉆孔灌注樁在開工前要進(jìn)行施工圖紙審核，熟悉圖紙和施工規(guī)范，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地考察，編制鉆孔灌注樁施工專項(xiàng)方案，對(duì)施工隊(duì)伍進(jìn)行詳細(xì)的安全技術(shù)交底和施工技術(shù)交底。在施工方案中要制定完善的應(yīng)急預(yù)案。方案經(jīng)審批后方能進(jìn)行施工。

1.2 施工準(zhǔn)備

1.2.1 施工人員

鉆孔灌注樁現(xiàn)場(chǎng)施工的技術(shù)人員應(yīng)有一定經(jīng)驗(yàn)，具備指導(dǎo)并處理突發(fā)事件的能力，對(duì)施工技術(shù)工人負(fù)有技術(shù)指導(dǎo)責(zé)任，并應(yīng)做好崗前教育培訓(xùn)工作，切實(shí)做好基礎(chǔ)工作。

1.2.2 施工設(shè)備

對(duì)與鉆孔灌注樁有關(guān)的機(jī)械設(shè)備如鉆機(jī)、吊車、砼拌合機(jī)和裝載機(jī)等進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格檢驗(yàn)，確保其工作狀態(tài)處于正常態(tài)。

1.2.3 原材料及砼配合比

用于鉆孔灌注樁的砂、碎石、水泥和鋼筋等原材料進(jìn)場(chǎng)前必須經(jīng)試驗(yàn)室檢測(cè)合格方能使用。砼配合比應(yīng)驗(yàn)證審批后方能施工。

2 施工過程質(zhì)量

2.1 鉆孔灌注樁鉆進(jìn)過程

2.1.1 坍孔

在樁基施工過程中出現(xiàn)孔內(nèi)水位突然發(fā)生變化，出渣量增加而不見進(jìn)尺即為坍孔。

造成坍孔的主要原因有：a）泥漿性能不符合要求，護(hù)壁效果不好；b）護(hù)筒本身漏水或因護(hù)筒埋置太淺，下端孔口漏水、坍塌；c）孔壁土質(zhì)松散，泥漿加固孔壁作用較差；d）在松軟砂層鉆進(jìn)，進(jìn)尺太快。

主要預(yù)防措施有：a）增加泥漿指標(biāo)，如加大泥漿比重、粘度和膠體率；b）堵塞護(hù)壁漏洞或用粘土在護(hù)筒周圍回填夯實(shí)加固；當(dāng)發(fā)生孔口坍塌時(shí)，應(yīng)立即拆除護(hù)筒，回填鉆孔，待孔內(nèi)回填土體沉降穩(wěn)定后重新埋設(shè)護(hù)筒；c）發(fā)生孔內(nèi)坍塌，判明坍塌位置，用粘土重新回填，待沉淀密實(shí)后再鉆進(jìn)，加強(qiáng)泥漿護(hù)壁；d）清孔時(shí)專人補(bǔ)水，保持內(nèi)外既定的水位差；清孔后及時(shí)進(jìn)行下道工序，減少停頓時(shí)間；e）在松散粉砂土或流砂中鉆進(jìn)時(shí)，嚴(yán)格控制進(jìn)尺速度和沖程速度，以慢速進(jìn)尺為宜。

2.1.2 鉆孔偏斜

在鉆孔施工中要嚴(yán)格控制鉆孔的偏斜，一旦樁孔傾斜超過規(guī)定值后，將直接影響其承載力，對(duì)后續(xù)施工將造成嚴(yán)重的影響。

造成鉆孔偏斜的主要因素有：a）護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，其垂直度不符合要求；b）鉆機(jī)定位不準(zhǔn)確，鉆機(jī)底座未安置水平或安置不穩(wěn)定以及鉆臺(tái)發(fā)生不均勻沉陷；c）鉆孔中遇到較大孤石或探頭石；d）在有傾斜的軟硬地層交界處、巖石傾斜處或粒徑大小懸殊的砂卵石層中鉆進(jìn)，鉆頭受力不均；e）鉆桿彎曲，接頭不正。

鉆孔偏斜預(yù)防方法：a）護(hù)筒埋設(shè)時(shí)嚴(yán)格測(cè)量垂直度、筒徑及高度；b）安裝鉆機(jī)時(shí)使轉(zhuǎn)盤、底座水平、起重滑輪邊緣、固定鉆機(jī)的卡孔和護(hù)筒中心三點(diǎn)一線，以使鉆機(jī)準(zhǔn)確定位，在鉆進(jìn)過程中還需經(jīng)常檢查校正；c）鉆孔中如遇到有較大孤石或探頭石，可改用沖擊鉆，或在有孤石、探頭石處回填硬度與其接近的石料，其高度應(yīng)超出該位置1m為宜；d）在有傾斜度的軟、硬地層鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)控制進(jìn)尺，低速鉆進(jìn)；e）鉆桿、接頭逐個(gè)檢查，及時(shí)撤換已變形的鉆桿。

2.1.3 卡鉆

造成卡鉆的主要原因有：a）孔內(nèi)出現(xiàn)梅花石、探頭石和縮孔等未及時(shí)處理；b）鉆孔被坍孔下落的石頭或誤落入孔內(nèi)的物體卡?。籧）鉆頭尺寸大小不一，或在鉆進(jìn)過程中鉆頭磨損嚴(yán)重，后經(jīng)補(bǔ)焊，鉆頭直徑增加，入孔后卡鉆；d）下鉆過快過猛或鋼絲繩過長，使鉆頭傾斜卡在孔壁上。

卡鉆解決與預(yù)防方法有：a）卡鉆后不宜強(qiáng)行上提，要輕提，若提不動(dòng)時(shí)，可用小鉆頭沖擊，或用沖吸的方法將鉆頭周圍的鉆渣松動(dòng)后輕提；b）在施工過程中主要保持護(hù)筒垂直，鉆頭尺寸應(yīng)統(tǒng)一，下鉆不宜過快過猛。

2.1.4 擴(kuò)孔、縮孔

造成縮徑的主要原因有：a）鉆進(jìn)過程中孔壁坍塌或鉆頭擺動(dòng)過大；b）鉆頭嚴(yán)重磨損，焊補(bǔ)或更換不及時(shí)；c）地層中有軟塑土，遇水膨脹后使孔徑縮?。籨）泥漿失水量大，形成厚泥皮，在泥頁巖地層造成地層軟化膨脹形成縮徑。

擴(kuò)孔、縮孔預(yù)防及解決方法：a）采取防止坍孔和防止鉆頭搖擺幅度過大的措施；b）及時(shí)補(bǔ)焊鉆頭，在軟塑地層采用失水率較小的泥漿護(hù)壁；c）若已經(jīng)發(fā)生縮孔，宜在該處用鉆頭上下反復(fù)掃孔使之孔徑。

2.2 鉆孔灌注樁灌注過程

2.2.1 鋼筋籠上浮

鋼筋籠上浮主要原因有：a）導(dǎo)管安裝時(shí)中心位置未與樁孔對(duì)中，尤其對(duì)于樁長較長的樁基而言；當(dāng)導(dǎo)管安裝有偏差時(shí)，導(dǎo)管底口就會(huì)貼近鋼筋籠，在灌注過程中會(huì)對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生向上的沖力，從而造成鋼筋籠上??；b）混凝土坍落度過小或骨料偏大均會(huì)造成鋼筋籠上浮；c）灌注過程中導(dǎo)管在混凝土中埋入過深或鋼筋籠放置初始位置過高，在深埋的導(dǎo)管下口流出的混凝土，推動(dòng)導(dǎo)管外上部混凝土整體上升，此時(shí)鋼筋籠粘著砼，并由于混凝土坍落度的損失而粘著力較大，由此產(chǎn)生的頂托力之和大于鋼筋籠的自重，推動(dòng)鋼筋籠與混凝土一起上??；d）在混凝土灌至鋼筋籠下時(shí)提升導(dǎo)管，灌注混凝土自導(dǎo)管流出后的較大沖擊力，推動(dòng)了鋼筋籠的上浮；e）在提升導(dǎo)管過程中法蘭盤容易掛帶筋籠形成上浮。

鋼筋籠上浮預(yù)防措施：a）要準(zhǔn)確定位鋼筋籠的初始位置并與孔口固定，導(dǎo)管下放時(shí)應(yīng)確保導(dǎo)管在孔位的中心之上；灌注時(shí)當(dāng)混凝土接近鋼筋籠底端時(shí)，將導(dǎo)管埋深控制在1.5～2m，同時(shí)注意導(dǎo)管的出口與鋼筋骨架的底端不得平齊灌注混凝土，并隨時(shí)掌握導(dǎo)管的埋深及混凝土灌注的標(biāo)高，控制導(dǎo)管底口與鋼筋骨架底端高差不小于1m，如混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時(shí)及時(shí)將導(dǎo)管提升高出鋼筋籠底端；b）工地試驗(yàn)室控制好混凝土的和易性和流動(dòng)性，同時(shí)改進(jìn)灌注工藝及把握好初凝時(shí)間，施工混凝土要按嚴(yán)格按設(shè)計(jì)配合比控制，灌注要保持快速連續(xù)進(jìn)行，縮短灌注時(shí)間；c）灌注過程中，出現(xiàn)鋼筋籠隨導(dǎo)管拔出而上浮的情況時(shí)，立即控制混凝土灌注速度及灌注量，及時(shí)處理好導(dǎo)管與鋼筋籠的掛帶問題；d）因?qū)Ч苈袢脒^深導(dǎo)致鋼筋籠上浮時(shí)，立即停止灌注，立即拆除多出部分導(dǎo)管，把導(dǎo)管的埋深控制在2～6m以內(nèi)，改善混凝土的和易性，在適當(dāng)提高坍落度后重新灌注。

2.2.2 卡管

在灌注過程中導(dǎo)管混凝土和樁孔內(nèi)混凝土不流動(dòng)而無法繼續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象叫卡管。

卡管的主要原因有：a）混凝土中粗骨料粒徑過大；b）混凝土運(yùn)輸時(shí)間過長導(dǎo)致混凝土離析；c）混凝土流動(dòng)性、和易性差造成離析；d）灌注混凝土不連續(xù)，在導(dǎo)管中停留時(shí)間過長；e）導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析。

卡管預(yù)防措施有：a）配齊施工設(shè)備，設(shè)備能力應(yīng)滿足樁孔在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)灌注完畢，主要設(shè)備應(yīng)有備用，避免灌注中途因設(shè)備不正常而導(dǎo)致無法正常灌注；b）水下混凝土宜采用鋼導(dǎo)管，內(nèi)徑為200～350mm，使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，水壓應(yīng)不小于孔內(nèi)水深的1.3倍，避免因?qū)Ч苓M(jìn)水混凝土離析導(dǎo)致卡管；c）混凝土中粗骨料的最大粒徑不應(yīng)大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1／6～1／8和鋼筋最小凈距的1／4，并小于37.5mm，避免因骨料導(dǎo)致卡管；d）隔水栓直徑要與導(dǎo)管內(nèi)徑相配，同時(shí)兼顧良好的隔水性能以保證順利排出；e）混凝土拌合物應(yīng)具有良好的和易性，灌注時(shí)保持足夠的流動(dòng)性，樁徑D＜1.5m時(shí)，坍落度宜控制在180～220mm；樁徑D≥1.5m時(shí)，坍落度宜控制在160～200mm，要充分考慮氣溫、運(yùn)距及施工時(shí)間的影響導(dǎo)致的坍落度的損失，必要時(shí)可摻入適量外加劑，以改善混凝土的流動(dòng)性、和易性。

2.2.3 斷樁

斷樁是指樁身混凝土在某一部位出現(xiàn)不連續(xù)或某一部分的混凝土嚴(yán)重變質(zhì)導(dǎo)致整根樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，甚至不能使用，造成質(zhì)量事故。

造成斷樁的原因有：a）混凝土原材料不符合規(guī)定，配合比不當(dāng)，混凝土的和易性、坍落度不符合要求，在灌注混凝土過程中發(fā)生卡管事故，未能及時(shí)處理或處理時(shí)間過長超出混凝土初凝時(shí)間；b）導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn)，混凝土被沖洗稀釋，使水灰比增大，造成混凝土不凝固，形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充；c）受地下水活動(dòng)或?qū)Ч苊芊獠涣嫉挠绊?，沖洗液浸入混凝土水灰比增大，形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝固；d）在澆注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和起拔過多，露出混凝土面，或因停電、待料等原因造成夾渣，出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層，將混凝土分開的現(xiàn)象。

斷樁預(yù)防措施有：a）清孔時(shí)要及時(shí)調(diào)整孔內(nèi)泥漿的相對(duì)密度，清孔后泥漿的相對(duì)密度要滿足設(shè)計(jì)要求；清孔后分別從孔口、孔中部和孔底部提取泥漿，測(cè)定泥漿的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足施工規(guī)范的要求；b）綁扎水泥隔水塞的鐵絲，應(yīng)按首次灌注量多少選取其規(guī)格，嚴(yán)防折斷；c）灌注前應(yīng)全面檢修設(shè)備，灌注時(shí)嚴(yán)格控制原材料、混凝土配合比，盡可能使灌注連續(xù)快速，以避免混凝土過早初凝而造成卡管事故的發(fā)生，避免停電、停水等現(xiàn)象。

3 結(jié)語

鉆孔灌注樁是隱蔽工程，質(zhì)量事故引發(fā)的后果相當(dāng)嚴(yán)重，因此在施工中應(yīng)加強(qiáng)管理，采取科學(xué)的施工方案，只有嚴(yán)格按照規(guī)范、規(guī)程操作，加強(qiáng)監(jiān)督檢測(cè)，才能避免質(zhì)量事故或把質(zhì)量事故降低到最小程度。

[1]楊文淵，徐犇.橋梁工程師手冊(cè)[M].2版.北京：人民交通出版社，2003.

[2]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].