范利民

（中交第三公路工程局第三分公司　湖南　岳陽　414314）

橋梁鉆孔樁施工常見問題成因及防治措施

范利民

（中交第三公路工程局第三分公司湖南岳陽414314）

鉆孔灌注樁成孔技術要求高，灌注砼施工過程工序環(huán)節(jié)，工藝復雜，工作量較大，并需在短時間內快速完成水下混凝土灌注施工，但是其施工極易受到人為因素的影響，稍有疏忽，就容易產生質量缺陷，導致病樁、斷樁等問題，影響到整個橋梁質量，縮短其使用壽命。基于此，本文首先分析了橋梁鉆孔樁施工常見問題及其成因，其后就其防治做了具體探討。

橋梁；鉆孔灌注樁；問題；措施

1　護筒周邊冒水

陸上鉆孔灌注施工時，出現護筒周邊冒水的現象，甚至是引發(fā)護筒傾斜、移位或是地基下沉等問題，直接阻礙了施工的順利進行。

1.1原因分析

①在進行護筒的埋設時，周邊土不夠密實；②護筒的內、外水位差過大；③鉆頭起落過程中，碰撞到了護筒。

1.2防治措施

在進行護筒埋設時，應在樁位和四周選擇最佳含水量粘土進行分層夯實，埋設護筒時要按護筒大小人工開挖，不得使用挖掘機等機械設備，以免擾動護筒周圍土體，確保護筒比地面高出30cm，或是比水面高出1.0～2.0m；在護筒適當高度進行開孔，確保護筒內有1.0～1.5m水頭高度；在鉆頭起落過程中，需有效避免其碰撞護筒；發(fā)現護筒周邊冒水時，應立即停止鉆孔，用粘土在四周填實加固；仍不奏效時采用粘土拌合水泥或生石灰分層填筑夯實。若護筒嚴重下沉或移位時，則應將護筒拔出并將孔位回填密實后重新安裝護筒。

2　地表塌陷

鉆孔樁施工過程中孔口周圍地面大面積塌陷造成護筒移位、樁機傾斜甚至護筒墜落、樁機傾覆、人員傷亡的現象。該現象多見于地下巖溶發(fā)育地區(qū)。

2.1原因分析

由于地下巖溶發(fā)育，覆蓋層為透水層，地表水下滲穿過覆蓋層進入溶洞，將覆蓋層細粒土攜帶一同進入溶洞，經過長期搬運覆蓋層內將會產生大量空洞，造成覆蓋層土質疏松，承載力、粘聚力均受到破壞或鉆孔位于人工填土修筑的平臺之上，填土未經充分壓實。在此種情況下施工鉆孔樁一旦鉆至溶洞突發(fā)漏漿，土體失去泥漿支撐將會引起大范圍的塌方及地表沉降。

2.2防治措施

鉆孔樁施工平臺一定要碾壓密實，認真分析設計圖紙，確定溶洞位置，在附近備足回填用片石、粘土、泥漿、回填用機械，一旦孔內漿面下降應迅速將鉆頭提出空口，立刻組織回填，如漿面下降速度過快來不及回填則用泥漿泵抽取備用泥漿進行補充，邊補漿邊回填，直至漿面不在下降。若設計上顯示覆蓋層較淺、溶洞較大可再開孔前打設長護筒，長護筒直徑需大于樁徑20cm，厚度不小于1cm，長度以接近巖面為宜。若樁長較長、覆蓋層較厚打設長護筒較困難，可選擇提前進行注漿，封堵大型溶洞。鉆孔樁施工中一旦發(fā)生地表塌陷將引發(fā)重大安全事故，并且塌方后對周邊地層產生擾動，增加后續(xù)樁基施工的難度。所以必須提前對設計圖、現場進行仔細分析、調查做好充分準備，將問題消滅在萌芽狀態(tài)。

3　鉆孔

鉆孔偏斜，導致成孔后，樁孔產生較大的垂直偏差、彎曲等問題。

3.1原因分析

①鉆機在進行安裝就位時，未能有效控制其穩(wěn)定性，導致作業(yè)過程中，鉆機不穩(wěn)，鉆桿彎曲；②地面軟弱，或是軟硬不夠均勻；③土層呈現為斜狀分布，或是土層內存在大塊孤石、硬物，入巖后遇到“斜巖”（即同一水平面巖層軟硬不一或巖層解理面不水平）。上述情形均易造成鉆孔偏斜。

3.2防治措施

先將場地夯實平整，軌道枕木要均勻著地；對于回轉鉆機或旋挖鉆機：安裝鉆機時要求轉盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不大于20mm；在不均勻地層中鉆孔時，采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機；進入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時，鉆速要打慢檔；另外，安裝導正裝置也是防止孔斜的簡單有效方法。鉆孔偏斜時，可提起鉆頭，上下反復掃鉆幾次，以便削去硬土；如糾正無效，應于孔中局部回填粘土或片石至偏孔處0.5m以上，重新鉆進。對于沖擊鉆機：安裝鉆機時要平整夯實好作業(yè)平臺并在鉆機下面墊設方木，加強鉆機限位，發(fā)生偏孔后必須回填至偏空位置以上，在巖層發(fā)生偏孔后應及時向孔內拋填硬質片石進行糾偏，必要時可以回填高標號混凝土（回填至開始偏孔的位置，一般要在回填3d以后才可以開鉆，否則混凝土強度未超過硬質巖層，起不到糾偏的效果。）或鋼筋頭，如果回填糾偏不起作用就要考慮在偏孔處用地質鉆機鉆孔安裝炸藥進行水下爆破，鉆孔前一定要摸清偏孔方向，爆破的目的就是破除硬巖，使孔底本已發(fā)生傾斜的巖面回歸水平甚至向反方向傾斜。爆破對處理偏孔效果較明顯，但爆破時一定要控制好裝藥量避免炸塌孔壁帶來不必要的麻煩。偏孔現象在鉆孔樁施工中較為常見，越早發(fā)現越容易糾正，所以一旦發(fā)現偏孔應及時采取措施予以糾正。

4　縮孔

縮孔即局部孔徑比設計樁徑小。

4.1原因分析

鉆孔時，因為鉆錐磨損或是焊補不夠及時，亦或地層內遭遇膨脹的軟、粘土以及泥巖，以及遇到流塑狀粘土地層均極易出現縮孔問題。

4.2防治措施

選取優(yōu)質泥漿，減少失水量；成孔時，需加大泵量，快速成孔，確保成孔后一定的時間段內，孔壁能夠形成泥皮，防止?jié)B水、膨脹；或在導正器外側焊接一定數量的合金刀片，在鉆進或起鉆時起到掃孔作用；適當加大鉆頭尺寸；縮短成孔至灌注之間的間隔時間。縮孔現象一般是在鉆進過程及成孔后的時間段內緩慢產生的，因此要盡量縮短造孔及安裝鋼筋籠、導管的時間，搬運和吊裝鋼筋籠時，應防止變形，鋼筋籠接長時要加快進度，盡可能縮短沉放時間。并且在安裝鋼筋籠之前必須嚴格檢查孔徑一旦出現縮孔，采用鉆頭上下反復掃孔的辦法，以擴大孔徑。

5　導管堵塞

灌注混凝土的過程中，容易產生導管堵塞，問題雖小，但卻會帶來很大的麻煩，一旦導管堵塞將導致斷樁，對此必須引起重視。

5.1原因分析

初灌時，隔水栓出現堵管問題；導管氣密性不合格，在巨大壓力下混凝土拌合物中的水泥漿從導管接口處擠出造成管內混凝土干澀、結塊堵塞導管；由于混凝土的和易性、流動性未能夠達標，導致離析現象的出現；混凝土的選用的中粗骨料粒徑太大；因為機械故障，導致混凝土的澆筑不夠連續(xù)，在導管內停留了過長的時間，導致堵管；由于導管進水，導致混凝土出現離析。

5.2防治措施

隔水栓直徑必須和導管的內徑匹配，并具備優(yōu)良的隔水性能，保證順利排出；在混凝土的灌注過程中，必須有效控制混凝土的攪拌時間以及坍落度；確保水下混凝土和易性良好、配合比科學，通常坍落度需控制在180～220mm，粗骨料最大粒徑需不超過導管內徑1/6～1/8、鋼筋籠主筋最小凈距1/4，同時不超過40mm；為了實現混凝土和易性的有效改善，減緩混凝土凝結，可適當使用外加劑；導管連接處必須具有良好的密封性，可通過設置橡膠墊圈實現，同時在使用導管前，需開展水密承壓、接頭抗拉的試驗，不得利用氣壓進行試壓；水密試驗水壓需大于孔內凈水壓力1.3倍；混凝土澆筑時，導管頂口需布設排氣孔，防止導管內存在高壓氣塞；在施工時，應加強混凝土的調度保證供應及時，縮短兩車混凝土間隔時間。在孔樁灌注現場必須要有技術人員對混凝土和易性及坍落度進行控制，由于長距離運輸混凝土可能會發(fā)生離析、泌水，尤其在夏天氣溫較高混凝土坍落度經時損失較嚴重，因此每車混凝土灌注前必須做坍落度試驗并目測其和易性，一旦發(fā)現混凝土有離析、坍落度不符合要求必須禁止使用，否則堵塞導管后果不堪設想?，F場人員要對機械設備進行實時監(jiān)控，保證機械正常運轉，防止出現機械事故，必要時啟用備用機械設備。

6　鋼筋籠上浮

進行混凝土澆灌時，容易出現鋼筋籠整體上浮的問題。

6.1原因分析

鋼筋籠的初始放置位置太高、混凝土的流動性太小、導管埋置深度太大，導致鋼筋籠被混凝土拖頂上升；當混凝土灌至鋼筋籠下，若此時提升導管，導管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時，由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大，推動了鋼筋籠的上??；因為混凝土灌注超過了鋼筋籠底口，而導管的埋深較大，上層的混凝土由于澆注時間太長，已經接近初凝，其表面存在硬殼，而混凝土和鋼筋籠具備一定握裹力，這時導管底端未能夠及時地提至鋼筋籠的底部以上，而混凝土由導管中流出以后，會以一定速度向上頂升，這也就帶動了鋼筋籠的上升。

6.2防治措施

精確測量護筒頂高程，準確計算吊環(huán)長度，鋼筋籠初始位置定位準確，并與孔口固定牢固；在保證灌注質量的情況下，加快混凝土的灌注，使得灌注時間得到有效縮短，或是可以采取摻外加劑的方法，使得混凝土頂層在進入鋼筋籠時，其流動性依舊較好；在樁長較短、鋼筋籠重量較輕的情況下嚴格控制混凝土坍落度，最好在200～220mm之間，混凝土坍落度小是造成鋼筋籠上浮最主要的原因；如果鋼筋籠比樁長短，在混凝土接近了鋼筋籠底口時，將導管埋深控制于1.5～2.0m，放緩混凝土的灌注速度，減小混凝土沖擊力；灌注混凝土過程中，應隨時掌握混凝土澆注的標高及導管埋深，當混凝土拌和物上升到骨架底口以上4m時，提升導管，使其底口高于骨架底部2m以上方可以逐漸加快混凝土灌注速度；導管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2～6m；在灌注過程中，應經常測探井孔內混凝土面的位置，及時調整導管埋深；若鋼筋籠與樁長相等則可以在鋼筋籠底口加焊十字撐，增大鋼筋籠的上浮阻力，減弱鋼筋籠的上浮趨勢。若是出現鋼筋籠上浮現象，必須立刻停止灌注，當查明原因并進行有效處理后，方可繼續(xù)灌注混凝土。

7　斷樁

間斷樁指的是樁體的混凝土不連續(xù)，其中間存在泥漿等疏松體，或是被泥土填充。

7.1原因分析

導管的底端與孔底的間距太大（即導管“懸空”過大），泥漿將混凝土稀釋，導致混凝土一直不凝固，混凝土樁體和基巖間被不凝固混凝土填充；由于地下水活動影響，或是導管的密封不良，導致泥漿浸入到混凝土中，水灰比大大增加，導致樁身的中段產生了混凝土的不凝體；在進行混凝土的澆注時，因為導管的提升速度太快，使得導管口露出了混凝土面，或者由于停電、待料時間太長，導致夾渣問題，樁身中的巖渣最終沉積成層，使得混凝土樁上、下被分開，以及混凝土和易性不好或導管氣密性差造成導管堵塞導致灌筑中斷的現象。

7.2防治措施

成孔后，需做好清孔工作，選擇優(yōu)質泥漿進行清孔，沖孔時間必須嚴格根據孔內的沉渣決定，清孔過程中泥漿比重由大變小緩慢進行，如果調漿過快容易造成孔內泥漿中石渣沉淀加快、清孔不徹底，造成灌樁時樁身混凝土夾渣甚至斷樁；清孔后要及時灌注混凝土，避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定；灌注混凝土前認真進行孔徑測量，準確計算首次混凝土灌注量（“封底”混凝土用量）嚴格控制導管懸空，導管懸空宜控制在40～60cm，確保首次混凝土灌注下去后能夠埋住導口1m以上；混凝土澆注過程中，應隨時控制混凝土面的標高和導管的埋深，提升導管要準確可靠，并嚴格遵守操作規(guī)程；嚴格控制混凝土的配合比，混凝土應有良好的和易性和流動性，坍落度損失應滿足灌注要求；在地下水豐富的地段，首先要用套管或水泥進行處理，止水成功后方可灌注混凝土；灌注混凝土應從導管內灌入，要求灌注過程連續(xù)、快速，準備灌注的混凝土要足量，在灌注混凝土過程中應避免停電、停水；確保導管的密封性，導管的拆卸長度應根據孔內混凝土的上升高度而定，導管埋深宜為4～6m，特別困難的情況下也不得小于2m，每次拆卸導管前必須測量孔內混凝土面高度、拆卸導管時要有專人記錄、計算，切勿因測量、計算錯誤將導管拔出混凝土面以上。

8　結束語

隨著國家大規(guī)?；A設施建設的推進以及技術標準的不斷提高，鉆孔灌注樁普遍得到采用，工程技術人員應在施工過程中對以上問題引起足夠重視并加以防治，避免給建筑工程實體質量帶來危害，以延長建筑物使用壽命，減少由此帶來的不必要的建筑物維修費用，避免因工程質量問題產生的人民生命財產的損失。

U445.551

A

1673-0038（2015）43-0193-03

2015-10-9

范利民（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事道路與橋梁工程建設工作。