魏朝西，楊 勇

（保利長大工程有限公司 廣州 510620）

關(guān)鍵字：橋梁工程；流塑狀淤泥；大長徑比樁基；質(zhì)量控制

0 引言

鉆孔灌注樁基礎(chǔ)作為一項隱蔽工程，在施工中不可預見的影響因素多，尤其是處于工程性能差的深厚流塑狀淤泥地質(zhì)中的大長徑比嵌巖樁，樁身剛度相對偏小，周圍土層的約束相對較弱，此工況對樁身受力較為不利，因此要嚴格控制此類樁基的施工質(zhì)量。

1 工程概況

珠海市某大橋工程起點位于珠海市香洲區(qū)南屏鎮(zhèn)洪灣，對接港珠澳大橋珠海連接線，與廣澳高速珠海段及橫琴二橋形成十字交叉，向西先后跨越洪灣水道、磨刀門水道，止于鶴洲南圍墾區(qū)，全長9.654 km。其東引橋全長1 250 m，共設(shè)計鉆孔灌注樁基礎(chǔ)292根，均為嵌巖樁，其中樁徑?1.3 m 的112 根，樁徑?1.5 m的156 根，?1.3 m樁的最大樁長為104 m，長徑比高達80。

橋位地處珠江三角洲南部，地貌單元屬海陸交互相，地形平坦開闊，地表為1.3～2.0 m 厚的素填土或根植土，往下為流塑狀淤泥、淤泥質(zhì)黏土，層厚21.20～61.80 m，再往下為粉質(zhì)粘土、砂層；基巖為花崗閃長巖或灰?guī)r，樁端持力層主要為中風化或微風化巖層。

因樁基大部分位于陸地上，根據(jù)以往施工經(jīng)驗，結(jié)合各成孔設(shè)備的特點，經(jīng)比選，樁基施工采用沖擊鉆成孔，泥漿正循環(huán)工藝［1-2］。

2 樁基施工常見問題分析及處理

2.1 樁孔傾斜、彎曲

樁孔傾斜導致孔底與孔口的中心偏差較大，使得樁基受力狀態(tài)發(fā)生改變，對于大長徑比樁基而言，其受力明顯趨于不利。該項目要求樁孔垂直度控制在0.5%以內(nèi)，對于樁徑?1.3 m、樁長100 m 的樁，樁頂和樁底中心偏差則可達到50 cm 之多，對樁基承載非常不利。

2.1.1 原因分析

由于流塑狀淤泥質(zhì)覆蓋層厚，軟基地質(zhì)承載力低，鉆機在成孔過程中，隨著樁機的旋轉(zhuǎn)或沖進，地基發(fā)生不均勻沉降，導致鉆機不水平，鉆頭移位而造成斜孔，同時造成鉆機搖晃，使鉆頭受力不均；為了確保孔口穩(wěn)定，適當加長了鋼護筒［3］，鋼護筒垂直度偏差較大；遇到地質(zhì)軟硬程度差異大，孤石、巖層傾斜等情況，若沒有及時采取有效措施，就會造成孔身彎曲，形成折線形樁孔，如圖1所示。

圖1 樁孔超聲波檢測呈不規(guī)則Fig.1 The Ultrasonic Inspection of the Pile Hole Shows Irregular

2.1.2 處理措施

采用承載力高的填料對地基進行換填處理，確保地基承載力；在鉆機下支墊大塊鋼墊板，增大樁機與地基的受力面，避免地基發(fā)生不均勻沉降；施工中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆機的水平度和樁中心偏位情況，如發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)及時糾正；采用回旋鉆成孔時應(yīng)減壓鉆進；遇有孤石、夾層或斜面巖，應(yīng)控制鉆速，勤掃孔，如發(fā)生斜孔，可適當回填片石重新成孔［4］。

2.2 擴孔

2.2.1 原因分析

擴孔的主要原因有：鉆頭直徑過大，或者鉆頭在成孔過程中擺動過大，這與成孔設(shè)備本身結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系，成孔設(shè)備不同，擴孔率也不同，沖擊鉆鉆頭的擺動幅度大于回旋鉆，故沖擊鉆成孔直徑會大于回旋鉆；擴孔還與地質(zhì)情況有關(guān)，對不同的地層，其擴孔率不同，砂質(zhì)地層與淤泥質(zhì)地層比較容易擴孔，由于樁徑較小，泥漿循環(huán)時對孔壁的擾動作用會比大直徑樁要大，孔壁砂粒隨著泥漿循環(huán)而更容易被帶走造成擴孔，淤泥則會因泥漿的長時間浸泡而逐漸溶解到泥漿中，且此種情況造成的擴孔具有不確定性，樁身多為不規(guī)則形狀；對于淤泥、淤泥質(zhì)黏土等壓縮性大的軟土層，因混凝土灌注速度過快，導管埋深較大，會使得混凝土擠壓孔壁而造成擴孔［5］。

2.2.2 處理措施

開鉆前處理好地基，確保鉆機穩(wěn)固，防止成孔過程中鉆頭擺動過大；樁孔深度超過70 m 時，使用回旋鉆成孔具有明顯優(yōu)勢；定期檢查鉆頭直徑，嚴格按地層控制鉆進速度和泥漿性能，選用優(yōu)質(zhì)的造漿材料來配置泥漿，確保泥漿具有良好的護壁效果，防止擴孔；混凝土灌注時，應(yīng)加強量測、及時拆管，嚴格控制導管埋深；設(shè)置穿透淤泥質(zhì)軟土地層的永久鋼護筒也是防止擴孔、確保成樁質(zhì)量的有效措施。

2.3 孔底沉渣過厚

2.3.1 原因分析

嵌巖樁孔底沉淀厚度要求不超過5 cm，由于樁孔深度較大，孔內(nèi)鉆渣排出困難；下放鋼筋籠時，若操作不當，則易造成鋼筋籠刮蹭孔壁，形成孔底沉渣；拆除鉆桿、下放鋼筋籠、下放導管等停止泥漿循環(huán)的時間長，泥漿中懸浮的鉆渣沉積孔底；對于依靠泥漿懸浮鉆渣的正循環(huán)工藝，泥漿性能對沉渣沉淀的速度影響較大，泥漿粘度差、比重小，則浮渣能力弱；各地層中的細砂懸浮于泥漿中不及時分離，導致泥漿含砂率大，影響泥漿質(zhì)量；泥漿池的設(shè)置，對鉆渣的沉淀與分離也有較大影響［6］。

2.3.2 處理措施

樁基成孔后，利用樁機輔助進行一次清孔，起鉆前盡量將孔底沉渣清理干凈；鋼筋籠沉放速度宜慢，使鋼筋籠居中下放，避免刮擦孔壁；下放鋼筋籠、下放導管應(yīng)提前做好準備工作，安排熟練且有經(jīng)驗的工人操作，盡量縮短停止泥漿循環(huán)的時間；配置優(yōu)質(zhì)泥漿，及時分離泥漿含砂和過濾泥漿中的沉渣，合理設(shè)置泥漿池；混凝土灌注前采用吸力較大的氣舉反循環(huán)工藝進行二次清孔，對清除孔底沉淀效果顯著［7］，如圖2所示。

圖2 樁基抽芯檢測樁底無沉渣Fig.2 Pile Foundation Core-pulling Detection of No Sediment at the Bottom of the Pile

2.4 鋼筋籠上浮

鋼筋籠在灌注混凝土時上浮，在樁底形成較長的素混凝土段，對樁基承載能力有一定影響。

2.4.1 原因分析

混凝土灌注時，鋼筋籠所受外力可分為兩類：①使鋼筋籠上浮的力，有泥漿的浮力、混凝土的浮力、混凝土上升對其的上推力及向上的摩擦力；②阻止鋼筋籠上浮的力，有自重、孔壁或護筒的摩擦力、混凝土靜止部分的摩擦力。實際施工中，鋼筋籠上浮多發(fā)生在灌注混凝土的起始階段，此時導管下口位于鋼筋籠底部，樁徑較小，混凝土面上升速度較快，導致埋管深度迅速增大，而此時混凝土靜止部分很少，鋼筋籠只能依靠自重及孔壁的摩擦力來抵抗使其上浮的外力［8］。

2.4.2 處理措施

通過接長鋼筋籠頂部鋼筋，將其焊接懸掛在鋼護筒上，增加豎向約束，并證鋼筋籠的垂直度。由于樁徑小，混凝土上升速度快，易導致導管埋深過大，應(yīng)加強混凝土灌注高度的量測，及時拆管，尤其在混凝土灌注的開始階段。若發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮，應(yīng)立即暫停灌注并查明原因。若上浮不嚴重，可根據(jù)導管埋深拆除適量的導管，使導管下口高過鋼筋籠底，再恢復灌注；如上浮嚴重，應(yīng)立即處理［9］。

2.5 樁身夾泥或斷樁

2.5.1 原因分析

鉆孔灌注樁水下混凝土施工過程中，首灌混凝土會高速沖擊孔底，并與泥漿接觸，導致最開始進入導管的首灌混凝土夾雜泥渣或離析，隨著混凝土的連續(xù)灌注，該部分混凝土處于孔內(nèi)混凝土最上端。若首灌混凝土量不足或?qū)Ч苡嬎沐e誤，使得導管在混凝土內(nèi)埋深較淺，后續(xù)混凝土在灌注時，易與該部分混凝土混合，導致樁身夾泥。

清孔時孔內(nèi)泥漿懸浮的砂粒太多，混凝土灌注過程中砂?；爻猎诨炷撩嫔?，形成沉積砂層，阻礙混凝土的正常上升，當后灌混凝土沖破沉積砂層時，部分砂粒及浮渣被包入混凝土內(nèi)，造成樁身混凝土夾渣，嚴重時可能造成堵管事故，導致混凝土灌注中斷。

導管密封性差或漏漿，泥漿通過空隙進入導管內(nèi)與混凝土混合，導致混凝土夾泥，嚴重時將導致混凝土離析而失去和易性，使混凝土灌注無法進行。

2.5.2 處理措施

嚴格控制混凝土的配合比，關(guān)注前檢查混凝土的和易性，確保灌注過程中混凝土性能穩(wěn)定；適量摻加緩凝劑，延緩混凝土的初凝時間。灌注混凝土前對導管進行水密性試驗，確保灌注過程中導管的密封性能。按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范：JTG/T 3650—2020》［10］要求計算首灌混凝土方量，確保首灌混凝土灌注后導管埋置深度；灌注過程中，不斷量測導管的埋置深度，并專人記錄，控制導管埋置在2～6 m 深度，防止導管提升過多。整個混凝土灌注過程應(yīng)連貫，不得斷續(xù)灌注。

3 結(jié)語

大長徑比樁基，樁身剛度相對偏小，樁身處于工程性能差的淤泥、流塑狀淤泥覆蓋中，周圍土層對樁身的約束相對較弱，此工況對樁身受力較為不利，基于此，對此類樁基的施工應(yīng)采取有效的質(zhì)量控制措施。針對珠海某大橋樁基施工中出現(xiàn)的斜孔、擴孔、孔底沉渣厚、鋼筋籠上浮、樁身夾泥等常見問題，通過對其原因的分析，采取了相應(yīng)措施，并應(yīng)用于珠海某大橋東引橋樁基施工。經(jīng)樁基質(zhì)量檢測部門檢測，該大橋東引橋292 根樁基經(jīng)超聲波無損檢測，其中一類樁278 根，一類樁占比95.2%，由樁基檢測結(jié)果來看，所采取的措施能有效避免樁基施工過程中的常見問題，達到提高成樁質(zhì)量的目的，為后續(xù)類似工況樁基施工積累了經(jīng)驗。