徐　坤　閆安臣

摘要：隨著公路橋梁建設(shè)步伐的加快，鉆孔灌注樁技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。文章就橋梁基礎(chǔ)施工中鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制做以詳細(xì)闡述，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)施工；灌注樁；質(zhì)量控制

中圖分類號：U239文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-1145（2009）12-0125-03

在橋基鉆孔灌注樁施工中，常常會出現(xiàn)如首批混凝土灌注量的計算、防止鋼筋籠上浮、卡管、斷樁等容易出現(xiàn)差錯的工藝、工序、事故等問題。保證橋梁基礎(chǔ)鉆孔灌注樁質(zhì)量的主要關(guān)鍵是施工，樁施工過程常易出現(xiàn)事故，必須及時采取措施補(bǔ)救。

一、首批混凝土灌注量的計算確定

在灌注鉆孔樁混凝土?xí)r，首次灌注量非常重要，在這一次灌注后，導(dǎo)管埋入混凝土中的深度不小于 1.0m（規(guī)范要求），為保證繼續(xù)灌注混凝土打好基礎(chǔ)。首次灌注量的計算公式如下式：

V=π/4×（h₁d²+h₀D²）K （式 1）

而：h₁=（H-h₀）γ/γ₀（式 2），式中：

V——第一次灌注量，m³；

h₁——導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度，m；

d——導(dǎo)管直徑，m，一般取 d=0.25m；

h₀——第一次灌注高度（h₀= h₁+h₀），m；

h₁——導(dǎo)管口埋深，m，取 h₁=1.0m；

h₀——導(dǎo)管口離樁底高度，m，取 h₀=0.4m；

D——樁徑，m；

H——樁深，m；

γ₀——混凝土容重，kN/m³，取 γ₀=24kN/m³；

γ——清孔后孔內(nèi)泥漿容重，kN/m³；反循環(huán)清孔后，泥漿容量小，為 10.8～11.2；正循環(huán)清孔后，泥漿容重大，為 12.0～12.5；為計算方便起見取 γ=11.5；

k——擴(kuò)孔系數(shù)，一般土質(zhì)為 1.10，軟土為 11.5～1.20，取 k=

1.10。為方便起見，按導(dǎo)管埋深 1m 計算后第一次灌注量如表 1。

如表1所述，施工時按樁徑和樁深來制作或選擇儲料斗，一般來說，儲料斗容積 2m³，左右適用于 800mm、1000mm 的樁徑，對于 1200mm、1500mm 的樁徑，容積需更大一些。

在相同樁徑及導(dǎo)管埋深時，樁深不同，混凝土容積也不同。如樁徑 φ1000mm，導(dǎo)管口埋深 1.0m，而對于樁深 20m、40m、60m，則容積相應(yīng)為 1.71m³、2.25m³、2.79m³，究其原因是樁深越深，第一次灌注后，在導(dǎo)管內(nèi)的混凝土用于平衡導(dǎo)管外孔內(nèi)泥柱壓力的高度就越高。按式 2計算，對于上面這個例子，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度分別為9.3m、19.3m、29.3m。如果用正循環(huán)清孔，泥漿比重大，則這個高度還會更大。

二、橋梁基礎(chǔ)施工中鉆孔灌注樁施工技術(shù)質(zhì)量通病問題及控制措施

（一）防止鋼筋籠上浮的簡易方法

鋼筋籠制作與吊裝技術(shù)應(yīng)按《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》處理。樁的鋼筋骨架允許偏差應(yīng)符合表 2 的規(guī)定。

發(fā)生鋼筋籠上浮事故的原因有兩種：（1）對于非全樁式（一般指摩擦樁）的鋼筋籠，在灌注過程中，下部的混凝土到達(dá)鋼筋籠底部能把鋼筋籠向上拱；（2）導(dǎo)管不正，在提升導(dǎo)管時法蘭盤掛住鋼筋籠，把鋼筋籠朝上提。

對于前者，可在鋼筋籠就位前，算準(zhǔn)深度，在鋼筋籠下面用 8 號鐵絲吊 3～5 塊較大的片石塊或同等標(biāo)號混凝土塊，當(dāng)鋼筋籠到位時，石塊或混凝土塊被混凝土壓住起牽制作用。對于后者，就是在提升導(dǎo)管時，盡量保持導(dǎo)管在孔中心處，避免法蘭盤掛住鋼筋籠，把鋼筋籠朝上提。

（二）灌注時發(fā)生“氣塞”的防治措施

在灌注混凝土過程中，特別是用吊車提升大斗灌注時，猶如一個密不透風(fēng)的活塞朝導(dǎo)管內(nèi)壓下，管內(nèi)的空氣被壓縮到一定程度，成為氣包，頂住了混凝土灌注不下，形成了所謂“氣塞”現(xiàn)象。為了預(yù)防此類事故的發(fā)生，方法有兩種：（1）吊車的混凝土料斗在放料時，不要太對正導(dǎo)管中心，可以朝儲料斗一旁靠，這樣使混凝土進(jìn)入導(dǎo)管可以有個前后錯開的過程；（2）在導(dǎo)管內(nèi)掛一根長約3～5m有篩眼的鋼管，彎成鉤形，吊在儲料斗上，防止掉入導(dǎo)管內(nèi)。這根鋼管既可讓混凝土錯開下人，又起透氣作用。

（三）導(dǎo)管進(jìn)水的預(yù)防和處理方法

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(dǎo)管底口的間距過大，混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口，以致泥水從底口進(jìn)入；（2）導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣浪擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入；（3）導(dǎo)管提升過猛，或測深出錯，導(dǎo)管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。

2．預(yù)防和處理方法：（1）對上述⑴原因引起的，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，散落在孔底的混凝土拌和物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)緊及抓斗清出，不得已時需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲量的首批混凝土，重新灌注。（2）對上述（2）、（3）原因引起的，應(yīng)視具體情況，拔換原管重下新管；或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌，但灌注前均應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干，才可繼續(xù)灌注混凝土。由于潛水泵不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水全部抽干，續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量，提高稠度后灌入導(dǎo)管內(nèi)，灌入前將導(dǎo)管進(jìn)行小幅度抖動或掛振搗器振動片刻，使原混凝土損失的流動性得以彌補(bǔ)。以后灌注的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。（3）若混凝土面在水面以下不很深：未初凝時，可于導(dǎo)管底部設(shè)置用混凝土特制的防水塞，將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)（導(dǎo)管側(cè)面再加重力，以克服水的浮力）。導(dǎo)管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導(dǎo)管，利用新混凝土自重將底塞壓出，然后繼續(xù)灌注。若如混凝土面已初凝，導(dǎo)管不能重新插入混凝土?xí)r，可在原護(hù)筒內(nèi)面加設(shè)直徑稍小的鋼護(hù)筒，用重壓或錘擊方法壓入原混凝土面以下適當(dāng)深度，然后將護(hù)筒內(nèi)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(hù)筒內(nèi)灌注普通混凝土至設(shè)計樁頂。

（四）坍孔

在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水（泥漿）位忽然上升溢出護(hù)筒，隨即驟降并冒出氣泡，應(yīng)懷疑是坍孔征象，可用測深儀探頭或測深錘探測。如原系停掛在混凝土表面上測深錘被埋不能上提，或測深儀探頭測得的表面深度達(dá)不到原采的深度，相差很多，均可證實(shí)發(fā)生坍孔。坍孔原因可能是護(hù)筒底腳周圍漏水，孔內(nèi)水位降低，或在潮汐河流中漲潮時，孔內(nèi)水位差減小，不能保持原有靜水壓力，以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動等，均有可能引起坍孔。

發(fā)生坍孔后，應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)措施，如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等，防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土；如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導(dǎo)管拔出，將混凝土鉆開抓出，同時將鋼筋抓出，只求保存孔位，再以黏土摻砂礫回填，待回填土沉實(shí)時機(jī)成熟后，重新鉆孔成樁。

（五）卡管

在灌注過程中，混凝土在導(dǎo)管中下不去，稱為卡管?？ü苡幸韵聝煞N情況：

1．初灌時隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、運(yùn)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(dǎo)管堵塞。處理辦法可用長桿沖搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振器等使隔水栓下落。如仍不能下落時，則須將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進(jìn)行清理修整（注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土落入井孔），然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，須將散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管時應(yīng)注意到導(dǎo)管上重下輕，要采取可靠措施防止翻倒傷人。

2．機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時間過久，或灌注時間持續(xù)過長，最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝，堵在管內(nèi)。預(yù)防方法應(yīng)在灌注前仔細(xì)檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時立即調(diào)換備用機(jī)械；同時采取措施，加速混凝土灌注速度，必要時，可在首批混凝土摻入緩凝劑，加速混凝土灌注速度，以延緩混凝土的初凝時間。當(dāng)灌注時間已久，孔內(nèi)首批混凝土已初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土，此時應(yīng)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的混凝土鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以黏土摻砂礫填塞井孔，待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。

（六）埋管

導(dǎo)管無法拔出稱為埋管。其原因是：導(dǎo)管埋入混凝土過深，或?qū)Ч軆?nèi)外混凝土已初凝使導(dǎo)管與混凝土間摩阻力過大，或因提管過猛將導(dǎo)管拉斷。預(yù)防辦法：應(yīng)嚴(yán)格控制埋管深度一般不得超過6X0～8X0；導(dǎo)管上端安裝附著式振搗器，拔管前或停灌時間較長時，均應(yīng)適當(dāng)振搗，使導(dǎo)管周圍的混凝土不致過早初凝；首批混凝土摻入緩凝劑，加速灌注速度，導(dǎo)管接頭螺栓事先應(yīng)檢查是否穩(wěn)妥；提升導(dǎo)管時不可猛拔。處理埋管事故，初時可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍拔不出，凡屬并非因混凝土初凝流動性損失過大的情況，可插入一直徑稍小的護(hù)筒至已灌混凝土中，用吸泥機(jī)吸出混凝土表面泥渣；派潛水工下至混凝土表面，在水下將導(dǎo)管齊混凝土面切斷；拔出小護(hù)筒，重新下導(dǎo)管灌注。此樁灌注完成后，上下斷層間，應(yīng)按灌注樁補(bǔ)強(qiáng)方法予以補(bǔ)強(qiáng)。

三、鉆孔灌注樁質(zhì)量通病的防治措施

（一）灌注樁補(bǔ)強(qiáng)方法

灌注樁的各種質(zhì)量事故，其后果均會導(dǎo)致樁身強(qiáng)度的降低，需要作補(bǔ)強(qiáng)處理。事前，應(yīng)會同主管部門、設(shè)計單位、工程監(jiān)理以及施工單位，共同研究，提出切實(shí)可行的處理辦法，一般采用壓入水泥漿補(bǔ)強(qiáng)的方法，其施工要點(diǎn)如下。

對需補(bǔ)強(qiáng)的樁，除用地質(zhì)鉆一個取芯孔外（用無破損深測法探測的樁要鉆兩個），應(yīng)再鉆一個孔。一個用做進(jìn)漿孔，另一個用做出漿孔。

孔深要求達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)位置以下1m，柱樁則應(yīng)達(dá)到基巖。用高壓水泵向一個孔內(nèi)壓入清水，壓力不宜小于0.5MPa～0.7MPa，將夾泥和松散的混凝土碎渣從另一個孔沖洗出來，直到排出清水為止。用壓漿泵壓漿，第一次壓入水灰比為0.8 的純水泥稀漿（宜用32.5MPa 水泥），進(jìn)漿管應(yīng)插入鉆孔1.0m 以上，用麻絮填塞進(jìn)漿管周圍，防止水泥漿從出漿口冒出。待孔內(nèi)原有清水從出漿口壓出來以后，再用水灰比0.5的濃水泥壓入。

為使?jié){液得到充分?jǐn)U散，應(yīng)壓一陣停一陣，當(dāng)濃漿壓力至 0.7MPa～0.8MPa 關(guān)閉進(jìn)漿閘，穩(wěn)壓悶漿卸20～25min，壓漿工作即可結(jié)束。壓漿工作結(jié)束后，水泥漿硬化以后，應(yīng)再作一次鉆芯，檢查補(bǔ)強(qiáng)效果：如斷樁夾泥情況已排除，認(rèn)為合格后，可交付使用；否則，應(yīng)重鉆補(bǔ)樁或會同有關(guān)單位研究其他補(bǔ)救措施。

（二）斷樁的預(yù)防措施

斷樁事故是鉆孔灌注樁施工中最大的事故，造成斷樁事故有人為因素與自然因素，而人為因素是主要的。人為因素是責(zé)任心與管理體制問題；二是技術(shù)水平問題。因此，只有采取綜合措施才能防止斷樁事故的發(fā)生。

1．灌注混凝土?xí)r，專人負(fù)責(zé)，一樁到底；

2．制作儲料斗時，寧大勿小，對于第一次灌注，如用吊車上料，可多備一大斗混凝土，在灌注開始后迅速補(bǔ)進(jìn)儲料斗，寧多勿少；

3．下導(dǎo)管時，對每一節(jié)導(dǎo)管進(jìn)行認(rèn)真檢查，密封性不好不能下入孔內(nèi)；

4．隔水栓應(yīng)能順利通過導(dǎo)管，隔水栓下可多墊幾層水泥紙袋，以增強(qiáng)隔水效果；

5．對于技術(shù)人員來說，灌進(jìn)多少混凝土，樁內(nèi)混凝土柱有多高，應(yīng)心中有數(shù)，并要實(shí)測檢驗(yàn)，以便確定提升導(dǎo)管的時刻；

6．每一次提升導(dǎo)管時，一定要測定孔內(nèi)導(dǎo)管外側(cè)混凝土柱的高度，導(dǎo)管提升后，導(dǎo)管口埋深至少1m；

7．必須配有備用電源和拌和設(shè)備；

8．混凝土配料與取樣嚴(yán)格按設(shè)計要求辦理；

9．工作中密切配合，一環(huán)扣一環(huán)，一氣呵成，做到準(zhǔn)確、快速地灌注每一根樁。

四、結(jié)語

綜上所述，灌注混凝土過程中，認(rèn)真觀察孔口泥漿上翻情況，發(fā)現(xiàn)混凝土灌注后孔中泥漿不翻出，應(yīng)及時活動導(dǎo)管或提導(dǎo)管，使泥漿能翻出孔口，正常后繼續(xù)灌注混凝土，嚴(yán)防發(fā)生堵管事故。灌注混凝土過程中，要測量混凝土面的上升高度，以便控制提升導(dǎo)管和拆除導(dǎo)管，提升導(dǎo)管時嚴(yán)防導(dǎo)管底口拔出混凝土面，以防發(fā)生斷樁事故；灌注混凝土過程中，應(yīng)防止停電、停水，施工現(xiàn)場應(yīng)配備一臺發(fā)電機(jī)及儲備足夠灌注用水；灌注完畢認(rèn)真清洗和安置好灌注設(shè)備，做好維護(hù)和保養(yǎng)工作，并提前做好下一孔的灌注準(zhǔn)備工作。

參考文獻(xiàn)

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