橋梁灌注樁施工常見問題解決方法

趙海峰

摘 ?要：鉆孔灌注樁施工中使用商品混凝土，就必須控制商品混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，做好預(yù)拌、施工中的質(zhì)量檢驗(yàn)，同時要求灌注樁施工方與商品混凝土供應(yīng)方，制定詳細(xì)可行的施工組織設(shè)計(jì)計(jì)劃并簽訂合約，還要進(jìn)行及時的信息溝通，保證合理有序地施工。

關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁、成孔、清孔、灌注、質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)中，近年來，機(jī)械化水平不斷提高，但施工人員素質(zhì)相對較低及缺乏規(guī)范化管理等因素，灌注樁在橋臺施工中仍存在一些問題，筆者根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就橋臺灌注樁在現(xiàn)場施工中，常出現(xiàn)問題進(jìn)行分析探討，提出一些切實(shí)可行的建議，以供同行參考。

1.成孔問題

1.1成孔工藝

對于當(dāng)今橋臺灌注樁特別是大跨度橋臺下的灌注樁，一般直徑比較大，多不小于800mm，現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)鉆孔工藝——泥漿護(hù)壁正循環(huán)和反循環(huán)各有利弊。正循環(huán)工藝孔壁穩(wěn)定、成孔質(zhì)量好，但是由于排渣速度慢，特別是孔徑加大后，泥漿循環(huán)流速減緩，排渣能力急劇下降，致使一些粘土塊或巖屑不能及時上返，造成重復(fù)切削或破碎，從而使成孔速度很慢，而且整個成孔過程用漿量和排漿量過大;而反循環(huán)施工工藝中，用砂石泵使沖洗液從鉆孔中攜帶泥塊或巖屑上升，經(jīng)過漿管排到沉淀池，沉淀后的沖洗液經(jīng)循環(huán)管溝返回鉆孔，圍繞鉆桿向下流動直到孔底，攜帶泥塊或巖屑從鉆頭水口重新進(jìn)入鉆桿內(nèi)部，由于鉆桿斷面小，流速快、搬運(yùn)能力強(qiáng)，稍大一些的泥塊和巖屑都可直接排出孔外，排渣速度和成孔速度較快，但有時由于成孔速度過快，在松散砂層或人工填土中，易造成塌孔現(xiàn)象，從而引發(fā)質(zhì)量事故。針對這種狀況筆者認(rèn)為可綜合工程地質(zhì)情況，采用正反循環(huán)相結(jié)合的回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝。對淺層砂土層，開鉆時采用正循環(huán)造漿護(hù)壁，泥漿比重保持在1.15左右慢速鉆進(jìn)，淺層為粘土層時可自行造漿，待到泥漿量能足夠保證正常使用后，開始采用反循環(huán)工藝，但在鉆進(jìn)過程中注意機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)情況及排渣的種類、形態(tài)和大小，根據(jù)不同的地層，合理控制鉆桿轉(zhuǎn)速、鉆壓和砂石泵排量，保持孔內(nèi)液面和靜水位有一合理的高度差，在靜水壓力差和滲透壓力下支撐孔壁的穩(wěn)定。

1.2清孔

鉆孔灌注樁施工工藝中明確要求在灌注混凝土前應(yīng)進(jìn)行清孔處理，降低孔內(nèi)泥漿比重和減少孔底沉渣厚度，以避免在混凝土灌注過程中出現(xiàn)泥漿夾層造成斷樁或樁底淤積影響樁端承載力。要保證工程質(zhì)量，清孔需分兩次，一次清孔在下鋼筋籠之前，二次清孔在混凝土灌注之前。當(dāng)鉆機(jī)鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)樁底標(biāo)高后，鉆機(jī)應(yīng)停止下鉆保持旋轉(zhuǎn)進(jìn)行一次清孔，這時泥沙泵應(yīng)逐漸降低排量，避免因孔內(nèi)泥漿比重的降低、流速的加快而引起壓力差降低，造成孔壁失穩(wěn)。當(dāng)孔內(nèi)泥漿比重和沉渣厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，可進(jìn)行鋼筋籠的安放。由于鋼筋籠安放過程中不可避免地會出現(xiàn)鋼筋籠刮孔壁現(xiàn)象，可能造成沉渣厚度超標(biāo)，特別對于樁端承載力要求較高的基樁及混凝土灌注前停歇稍長情況，必須進(jìn)行二次清孔，清除新近淤積的沉渣，以保證將來成樁的質(zhì)量。

2.鋼筋籠位置的固定

鋼筋混凝土灌注樁施工中鋼筋籠的位置很重要，它是樁與承臺連接的重要環(huán)節(jié)，在通長配筋的灌注樁中，鋼筋籠的位置不易出現(xiàn)偏差，但是只在樁體上部配筋的灌注樁施工中容易出現(xiàn)鋼筋籠的掉落和上浮。掉落是由于在灌注到配筋段之前，鋼筋籠在重力作用下克服懸掛鋼絲的牽引而下落，這種情況，施工時只要加強(qiáng)牽拉鋼絲的固定就可以避免;鋼筋籠上浮的原因主要有：（1）混凝土在鋼筋籠中的上返速度過大;（2）導(dǎo)管底端在鋼筋籠底端下面;（3）灌注時泥漿比重過大。故在灌注之前要及時清孔，在灌注下部無配筋段特別是接近鋼筋籠底端時，灌注速度要慢一些，避免混凝土過大的上返速度，導(dǎo)管底口位于鋼筋籠底端以上5m以上時方可加快灌注速度，最好是用剛性較強(qiáng)的固定筋固定一下，即用鋼管或粗鋼筋，下端焊一活卡，卡住樁頂鋼筋籠第一根箍筋，上端固定在灌注臺上，待灌注到接近樁頂標(biāo)高時，可將其拆除，下一根樁重復(fù)使用。

3.混凝土灌注

3.1混凝土灌注時的質(zhì)量控制

鉆孔灌注樁施工中水下混凝土灌注是一個重要的環(huán)節(jié)。為了保證混凝土的灌注質(zhì)量，需要從以下幾個方面進(jìn)行控制。

3.1.1使用隔水塞

隔水塞的主要作用是用來分隔泥漿和混凝土界面，保證泥漿與混凝土互不混入，使用隔水塞必須保證其隔水性能良好，并能在導(dǎo)管內(nèi)流暢的滑動，最后從導(dǎo)管順利地排出?，F(xiàn)在用的不論是混凝土預(yù)制、鋼絲土工布包裹碎石，還是橡膠氣球，都必須滿足上述要求，同時，還要保證導(dǎo)管的密閉性。

3.1.2保證初灌質(zhì)量

水下灌注混凝土需經(jīng)導(dǎo)管下灌、用回頂法施工，為此應(yīng)有足夠的初灌量，每次開灌前應(yīng)根據(jù)孔深、導(dǎo)管底深及泥漿比重蓄足初灌的混凝土，保證初灌后導(dǎo)管底口埋入混凝土中。開灌時導(dǎo)管底口距孔底距離一般控制在50cm左右，如加大距離，雖開灌會順暢，但易使孔底沉渣厚度增加，或使混凝土產(chǎn)生輕微離析，降低樁端承載力。

3.1.3嚴(yán)重混凝土埋管與拔管

灌注過程中要嚴(yán)格控制混凝土埋管在2-6m之間，孔深大時可適當(dāng)增加，利用導(dǎo)管埋深，控制導(dǎo)管內(nèi)混凝土超壓力與管外混凝土泥漿阻力的比例，保證孔內(nèi)混凝土頂面均勻上升，且泥漿無劇烈翻滾現(xiàn)象。拔管時適宜勻速慢拔，必要時可進(jìn)行反復(fù)反插，但幅度不宜太大，以保證合理的埋管深度和混凝土的澆注密實(shí)。

3.2使用商品混凝土的注意事項(xiàng)

混凝土的商品化，是混凝土施工中的一大進(jìn)步。商品混凝土以其專業(yè)化生產(chǎn)、能連續(xù)供應(yīng)、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，壓縮了施工場地，加快了施工進(jìn)度，給施工單位的施工組織和文明施工帶來了諸多方便，在建筑、水利、交通工程施工中得到越來越廣泛的使用，在橋臺灌注樁施工中也越來越多的使用商品混凝土。但鉆孔灌注樁中使用的混凝土與其他工程中的混凝土相比，又有其特殊要求。

（1）水下混凝土強(qiáng)度等級要求高，強(qiáng)度標(biāo)號不小于C20。

（2）坍落度要求大同時應(yīng)具有良好的和易性、保水性及粘聚性。坍落度一般要求為180-220mm;為保證混凝土良好的和易性，可要求有條件的生產(chǎn)廠家在混凝土中加入粉煤灰，粉煤灰的質(zhì)量及摻量應(yīng)符合規(guī)范要求。

（3）混凝土使用的原材料要求：粗骨料為20-40mm的碎石或卵石，細(xì)骨料為中粗砂，水泥為標(biāo)號不低于425#的普通硅酸鹽水泥或礦砂硅酸鹽水泥，混凝土粗細(xì)骨料、水泥等質(zhì)量均應(yīng)符合規(guī)范要求。

（4）水下灌注混凝土要求連續(xù)灌注，盡量避免中間出現(xiàn)停頓，以免發(fā)生灌注事故。另外，鉆孔灌注樁為隱蔽工程，在灌注前很難準(zhǔn)確計(jì)算出混凝土的使用量，且灌注具有周期性，這是商品混凝土供應(yīng)中面臨的一個挑戰(zhàn)（比如灌注到最后階段時可能僅需少量的混凝土，如0.5m3，而混凝土罐車每次可運(yùn)送3-5m3混凝土），應(yīng)提前計(jì)劃好。

（5）對混凝土的初凝和終凝時間應(yīng)有明確的要求。由于混凝土水下灌注時間較長，在混凝土中可加入高效緩凝型減水劑，以保證混凝土的初凝時間不低于完成一根樁所需的灌注時間。

總之，如果在鉆孔灌注樁施工中使用商品混凝土，就必須控制商品混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，做好預(yù)拌、施工中的質(zhì)量檢驗(yàn)，同時要求灌注樁施工方與商品混凝土供應(yīng)方，制定詳細(xì)可行的施工組織設(shè)計(jì)計(jì)劃并簽訂合約，還要進(jìn)行及時的信息溝通，保證合理有序地施工。

隨著我國建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及現(xiàn)代化水平的不斷提高，人們對施工環(huán)境和工程質(zhì)量的要求也越來越高，使用更科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的施工技術(shù)和施工方法對提高整個工程質(zhì)量、促進(jìn)企業(yè)發(fā)展具有重要意義。