田成瑞

（山西長(zhǎng)興路橋工程有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

在公路工程橋梁基礎(chǔ)中，鉆孔灌注樁已被廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗哂惺┕ず?jiǎn)單、易操作、速度快、承載力大等優(yōu)點(diǎn)。但在施工過程中工藝環(huán)節(jié)較多，如測(cè)量、機(jī)械操作、鋼筋加工、砼拌制和灌注等多種工作，技術(shù)含量高、影響因素多，一環(huán)不慎，便會(huì)有質(zhì)量事故發(fā)生，因而需要加強(qiáng)對(duì)施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下砼等施工過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，采取各種有效預(yù)防措施，保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質(zhì)量。

1 工藝流程及施工準(zhǔn)備

1．1 工藝流程

施工前必須全面撐握鉆孔灌注樁的施工工藝，因鉆孔設(shè)備不同其施工工藝流程也不一樣，現(xiàn)以沖擊鉆機(jī)成孔為例，其主要施工工藝流程為：場(chǎng)地平整→孔位測(cè)定→護(hù)筒埋設(shè)→鉆機(jī)就位→開鉆成孔→提鉆→第一次清孔→檢孔→鋼筋籠吊放→下導(dǎo)管→第二次清孔→水下混凝土灌注→提拔導(dǎo)管→成樁。

1．2 主要準(zhǔn)備工作

（1）認(rèn)真編寫施工組織設(shè)計(jì)。工程開工前，施工單位應(yīng)提前向監(jiān)理部報(bào)送施工組織設(shè)計(jì)（專項(xiàng)施工方案）進(jìn)行審查，其中包含施工方法、主要技術(shù)指標(biāo)及控制措施。經(jīng)監(jiān)理工程師審核后完善施工組織設(shè)計(jì)方案。

（2）認(rèn)真把好測(cè)量定位關(guān)。測(cè)量定位是整項(xiàng)工作的關(guān)鍵，在思想上必須有足夠重視，是關(guān)系到孔位的準(zhǔn)確性，鉆孔的垂直度及基準(zhǔn)面的標(biāo)高。施工單位在具體操作過程中，必須嚴(yán)格按三檢制的要求層層落實(shí)，及時(shí)與監(jiān)理方溝通，與監(jiān)理方認(rèn)真復(fù)核、驗(yàn)收相結(jié)合，嚴(yán)格控制偏差在設(shè)計(jì)或規(guī)范允許范圍內(nèi)。

（3）細(xì)心把護(hù)筒、鉆機(jī)安裝穩(wěn)固、準(zhǔn)確。護(hù)筒有固定樁位、鉆孔導(dǎo)向、保護(hù)孔口和隔離孔內(nèi)外表層水的作用。在制作過程中要求堅(jiān)固、耐用、不易變形、不漏水、裝卸方便和能重復(fù)使用等功能。一般采用帶法蘭的鋼質(zhì)護(hù)筒，由3mm～5mm厚鋼板制作，在護(hù)筒外側(cè)上、中、下部各焊一道加勁肋增加剛度，防止變形，形狀可以做成整體或兩半圓。埋置時(shí)應(yīng)保證平面位置正確，偏差不得大于5 cm，且高出施工最高水位1．0m～2．0m；在水下埋設(shè)的護(hù)筒應(yīng)沿著導(dǎo)向架借助自重、射水、震動(dòng)或錘擊等方法將護(hù)筒下沉至穩(wěn)定深度。鉆機(jī)是鉆孔、吊放鋼筋籠、灌注混凝土的支架，要安裝穩(wěn)定、安全。應(yīng)能承受鉆具和其它輔助設(shè)備的重量，并具有一定的剛度，在鉆孔中或其它操作時(shí)，不易產(chǎn)生晃動(dòng)，高度由鉆具長(zhǎng)度和鋼筋骨架節(jié)長(zhǎng)度決定，一般為8m～12m；底盤的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)高度穩(wěn)定性決定。主要受力構(gòu)件的斷面尺寸，由施工中出現(xiàn)的最大負(fù)荷計(jì)算決定，安全系數(shù)不宜小于3。在鉆孔過程中，成孔中心必須對(duì)準(zhǔn)樁位中心，鉆機(jī)架必須保持平穩(wěn)，不發(fā)生位移、傾斜和沉陷；安裝就位時(shí)，詳細(xì)測(cè)量后底座用枕木墊實(shí)塞緊，頂端用纜風(fēng)繩固定平穩(wěn)，并在鉆孔過程中經(jīng)常檢查，以保證轉(zhuǎn)盤面水平、鉆機(jī)機(jī)架垂直，進(jìn)而確保樁身的垂直度和孔徑。

2 鉆孔質(zhì)量控制

首先應(yīng)根據(jù)孔徑和孔位所在的地質(zhì)情況，選用鉆機(jī)型號(hào)和性能，選擇合適的鉆錐。在鉆孔過程中，應(yīng)采取減壓鉆進(jìn)，孔底承受的鉆壓不能超過鉆桿、鉆錐和壓塊重量之和的60%，以避免和減少斜孔、彎孔和擴(kuò)孔現(xiàn)象。在成孔時(shí)應(yīng)盡量避免孔底沉渣過多、孔壁坍塌、擴(kuò)徑和縮徑等不良現(xiàn)象來影響樁基承載能力。其控制方法如下：

2．1 孔底沉渣控制

孔底沉渣是影響樁承載能力的重要因素，按規(guī)定，水下砼灌注摩擦樁樁底沉渣厚度應(yīng)≤0．5D，但在實(shí)際施工過程中，常有樁底沉渣不能滿足要求的現(xiàn)象發(fā)生，主要原因是泥漿性能不符合要求（主要指標(biāo)是泥漿比重和黏度）。實(shí)際施工時(shí)，施工單位應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡叵滤桓叩秃偷貙臃€(wěn)定情況來確定泥漿的比重和黏度，切勿盲目設(shè)置。若泥漿設(shè)置過稀，則攜渣能力不夠；若泥漿設(shè)置過稠，則孔壁會(huì)形成一層厚厚的泥皮，降低了摩擦樁的承載力。第一次清孔時(shí)必須不斷補(bǔ)充新鮮泥漿，將孔內(nèi)含砂量大、性能差的泥漿置換出來；二次清孔時(shí)宜用泵吸及循環(huán)清孔（若采用正循環(huán)清孔，要排出巖渣和泥團(tuán)，須加大泥漿比重和黏度，并且清孔的速度慢）。鉆孔結(jié)束后，應(yīng)對(duì)終孔進(jìn)行驗(yàn)收，須嚴(yán)格檢鉆頭或測(cè)繩長(zhǎng)度的準(zhǔn)確性，杜絕以超深來抵消孔底淤積。

2.2 孔壁坍塌控制

出現(xiàn)未知的不良地質(zhì)情況、鋼護(hù)筒未按規(guī)定埋設(shè)、泥漿黏度不夠、護(hù)壁效果不佳、孔口周圍排水不良或下放鋼筋籠及升降機(jī)具時(shí)碰撞孔壁等，都能產(chǎn)生孔壁坍塌、堆鉆、卡鉆事故。為解決和避免此類現(xiàn)象：首先，必須熟悉工程地質(zhì)報(bào)告，對(duì)鉆孔的地質(zhì)情況做到心中有底。其次，按規(guī)定埋設(shè)鋼護(hù)筒，保證孔口排水良好；鋼筋籠焊接牢固、成籠圓直，下放時(shí)必須保持順直，防止偏斜。再次，出現(xiàn)特殊地層時(shí)采用優(yōu)質(zhì)沖洗液護(hù)壁，或用正循環(huán)鉆進(jìn)、反循環(huán)排渣來抑制不穩(wěn)定段地層的坍塌。最后，在不穩(wěn)定的地層中，不要過早換漿，可在下完鋼筋籠后第二次清孔時(shí)替換高比重的泥漿，并及時(shí)灌注混凝土，減少沉渣時(shí)間，確保樁身質(zhì)量。

2．3 擴(kuò)徑和縮徑控制

擴(kuò)徑、縮徑都是由于成孔直徑不規(guī)則出現(xiàn)擴(kuò)孔或縮孔及其他不良地質(zhì)現(xiàn)象引起的。擴(kuò)孔一般是鉆頭振動(dòng)過大、偏位或孔壁坍塌造成的；縮徑是由于鉆頭磨損過甚、焊接不及時(shí)或地層中有遇水膨脹的軟土、黏土泥巖造成的。擴(kuò)徑會(huì)增加砼灌注量，縮徑會(huì)減小樁的承載能力，故必須采取有力措施加以控制。為避免擴(kuò)徑現(xiàn)象：首先，應(yīng)先檢查鉆機(jī)是否固定、平穩(wěn)，采用減壓鉆進(jìn)，防止鉆頭擺動(dòng)或偏位，成孔過程中要徐徐鉆進(jìn)，以利形成良好的孔壁。其次，要始終保持適當(dāng)?shù)哪酀{比重和足夠的孔內(nèi)水位，確?？變?nèi)泥漿對(duì)孔壁有足夠的壓力。為解決縮徑現(xiàn)象，工作人員應(yīng)及時(shí)詳細(xì)了解地質(zhì)資料，判別是否有遇水膨脹等不良土層。如有應(yīng)采用失水率小于3mL／30min～5mL／30min的優(yōu)質(zhì)泥漿進(jìn)行護(hù)壁，經(jīng)常校正鉆頭直徑，確保鉆頭直徑比成孔直徑小于20mm～25mm。

3 砼灌注質(zhì)量控制

3．1 灌注前質(zhì)量控制

（1）原材料控制。在工程中所采用的原材料質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是黃砂要過篩去除各種雜質(zhì)，細(xì)度模數(shù)符合規(guī)范要求；碎石要沖洗干凈，級(jí)配符合設(shè)計(jì)要求。水泥要正規(guī)廠家生產(chǎn)，三證俱全。待黃砂、碎石、水泥符合試驗(yàn)要求后方可使用，拌制時(shí)須嚴(yán)格按試驗(yàn)單中配合比配制，決不能有一絲馬虎。

（2）主要環(huán)節(jié)控制。對(duì)各項(xiàng)操作機(jī)械均需進(jìn)行嚴(yán)格檢查，包括：漏斗底口的隔水設(shè)施、翻斗車的性能、攪拌機(jī)的試運(yùn)轉(zhuǎn)、吸泥泵、清水泵、高壓水管及備用發(fā)電機(jī)等各種處理故障的設(shè)備，以防萬一。導(dǎo)管使用前應(yīng)分清長(zhǎng)短、分別編號(hào)，以利于計(jì)量埋深值，每次澆筑卸管后均應(yīng)立即沖洗干凈。按《規(guī)范》要求，首批混凝土的數(shù)量應(yīng)滿足導(dǎo)管初次埋置深度≥1．0m，因而須準(zhǔn)確計(jì)量導(dǎo)管上口漏斗的斗容量。容量不夠的，應(yīng)及時(shí)采取措施加以調(diào)整，保證首灌混凝土的沖擊力和排淤能力。開澆前還應(yīng)測(cè)量孔底沉淀厚度，保證不大于規(guī)定值。如果超過規(guī)定值，應(yīng)再次清孔。

3．2 灌注過程中的質(zhì)量控制

（1）坍落度控制?；炷恋奶涠葘?duì)成樁質(zhì)量有直接影響，坍落度合理的混凝土應(yīng)是拌和均勻、和易性好、內(nèi)阻小、初凝時(shí)間長(zhǎng)、潤(rùn)滑性好且有較好的觸變性能，它可有效地保證混凝土灌注性、連續(xù)性和密實(shí)性，一般控制在18 cm～20 cm的范圍內(nèi)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，除首批混凝土數(shù)量滿足埋深要求外，可適當(dāng)增加一點(diǎn)水泥量及含砂量，以保證其和易性和流動(dòng)性，使以后澆入的混凝土容易頂升；若首批混凝土的初凝時(shí)間早于灌注全部砼所需的時(shí)間，則首批混凝土中還得摻入緩凝劑，以保障質(zhì)量。

（2）導(dǎo)管埋深控制。導(dǎo)管底端在混凝土面以下的深度是否合理關(guān)系到成樁的質(zhì)量，必須予以嚴(yán)格控制，提升時(shí)須符合以下原則：①每次卸掉的導(dǎo)管長(zhǎng)度應(yīng)和澆入的混凝土上升高度相對(duì)應(yīng)；②必須保證導(dǎo)管埋深在2m～6m范圍內(nèi)。這就要求我們每次下料后，都應(yīng)準(zhǔn)確測(cè)定混凝土面的上升高度，計(jì)算導(dǎo)管埋深，從而確定導(dǎo)管拆卸的節(jié)數(shù)并作好拆卸記錄，防止導(dǎo)管拔出砼面而成斷柱。

（3）鋼筋籠上浮控制。在混凝土澆至鋼筋籠位置時(shí)，應(yīng)放慢混凝土澆筑速度，使導(dǎo)管有較大的埋深，待混凝土表面進(jìn)入鋼筋骨架一定深度后，再提升導(dǎo)管口控制在最小埋深，使導(dǎo)管口高于鋼筋籠底骨架一定距離繼續(xù)灌注，防止鋼筋籠被頂托上升。

（4）樁頂質(zhì)量控制?！兑?guī)范》規(guī)定樁頂標(biāo)高應(yīng)預(yù)加0．5m～1．0m，需開挖基坑后鑿除質(zhì)量不高的一部分樁頭，進(jìn)而保證樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高和樁身砼質(zhì)量。在灌注樁施工中，要想保證樁頭的質(zhì)量，必須控制好最后一次灌注量，樁頂不得偏低，鑿出浮漿高度后必須保證暴露的樁頂砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度值。

4 常見故障及處理

4．1 樁基處理的原則及程序

（1）處理前應(yīng)具備的條件：①事故性質(zhì)和范圍清楚；②目的要明確，應(yīng)有預(yù)定處理方案；③參加的人意見基本一致，并確定處理方案；④設(shè)計(jì)人員認(rèn)可簽字。

（2）事故處理應(yīng)滿足的基本條件：①對(duì)事故處理方案要求安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，施工期短，方法可靠；②對(duì)未施工部分應(yīng)提出預(yù)防和改進(jìn)措施，防止事故的再次發(fā)生。

（3）事故應(yīng)及時(shí)處理，防止留下隱患：①樁成孔后，應(yīng)檢查樁孔嵌入持力層深度，巖石強(qiáng)度，沉渣厚度，樁孔垂直度等數(shù)據(jù)必須符合設(shè)計(jì)要求，只要有一項(xiàng)不符合設(shè)計(jì)要求，就應(yīng)及時(shí)分析解決，建設(shè)單位代表簽字認(rèn)可后，方能灌注混凝土、移動(dòng)鉆機(jī)，防止以后提出復(fù)查等要求而產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)。②基坑開挖前必須全面檢查成樁記錄和樁的測(cè)試資料，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量上有爭(zhēng)議問題，

（4）應(yīng)考慮事故處理對(duì)已完工程質(zhì)量和后續(xù)工程方式的影響。如在事故處理中采取補(bǔ)樁時(shí)，會(huì)不會(huì)損壞混凝土強(qiáng)度還較低的鄰近樁。

（5）選用最佳處理方案。樁基事故處理方法較多，但對(duì)方案要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理和施工方便的方案。

4．2 樁基事故的常用處理方法

常用方法有接樁，補(bǔ)樁，補(bǔ)強(qiáng)，擴(kuò)大承臺(tái)（粱），改變施工方法，修改設(shè)計(jì)方案等。下面結(jié)合事故發(fā)生的原因分別介紹幾種方法的應(yīng)用情況。

（1）接樁法。當(dāng)成樁后樁頂標(biāo)高不足，常采用接樁法處理，方法有以下二種：①開挖接樁。挖出樁頭，鑿去混凝土浮漿及松散層，并鑿出鋼筋，整理與沖洗干凈后用鋼筋接長(zhǎng)，再澆混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。②嵌入式接樁。當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后，清除已澆混凝土有困難時(shí)，可采用此法。

（2）補(bǔ)樁法。樁基承臺(tái)（梁）施工前補(bǔ)樁，如鉆孔樁距過大，不能承受上部荷載時(shí)，可在樁與樁之間補(bǔ)樁。

（3）鉆孔補(bǔ)強(qiáng)法。此法適應(yīng)條件是基身混凝土嚴(yán)重蜂窩，離析，松散，強(qiáng)度不夠及校長(zhǎng)不足，樁底沉渣過厚等事故，常用高壓注漿法來處理，但此法一般不宜采用。高壓注漿補(bǔ)強(qiáng)。樁身混凝土局部有離析、蜂窩時(shí)，可用鉆機(jī)鉆到質(zhì)量缺陷部位下一倍樁徑處，進(jìn)行清洗后高壓注漿。樁長(zhǎng)不足時(shí)，采用鉆機(jī)鉆至設(shè)計(jì)持力層標(biāo)高；對(duì)樁長(zhǎng)不足部分注漿加固。

（4）擴(kuò)大承臺(tái)（梁）法。①樁位偏差過大，原設(shè)計(jì)的承臺(tái)（梁）斷面寬滿足不了規(guī)范要求，此時(shí)采用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）來處理。②考慮樁上共同作用，當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，可用擴(kuò)大承臺(tái)（梁）并考慮樁與天然地基共同分組上部結(jié)構(gòu)荷載的方法。需要注意的是在擴(kuò)大承臺(tái)（梁）斷面寬度的同時(shí)，適當(dāng)加大承臺(tái)（梁）的配筋。

（5）改變施工方法。樁基事故有些是因?yàn)槭┕ろ樞蝈e(cuò)誤或方式工藝不當(dāng)所造成，處理時(shí)一方面對(duì)事故樁采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施；另一方面要改變錯(cuò)誤的施工方法，以防止事故的發(fā)生。常用的方法有以下兩種。①改變成樁施工順序。如樁布置太密不便施工時(shí)，可采用間隔成樁法。②改變成樁方法。如成孔樁出現(xiàn)較大的地下水時(shí)，采用套管內(nèi)成樁的方法。

在施工前，施工人員要認(rèn)真學(xué)好專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，自覺實(shí)踐，一絲不茍，認(rèn)真總結(jié)，正確應(yīng)用有關(guān)規(guī)范；熟悉地質(zhì)資料、設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)文件及各項(xiàng)技術(shù)要求，不斷提高自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，抓好施工準(zhǔn)備、成孔、清孔、水下砼灌注等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，采取各種有效的措施，保障灌注樁的成孔質(zhì)量。