灌注樁樁身缺陷的成因與預防措施

提要:本文著重分析了公路橋梁鉆孔灌注樁產生缺陷的幾個主要原因，特別是樁身最大彎距處缺陷產生的原因，并提出預防措施。
關鍵詞：鉆孔灌注樁、缺陷原因、預防措施。
中圖分類號：TU522文獻標識碼：A

1.前言

鉆孔灌注樁因其自重輕、外型美觀、施工方便、適用各種地基，在公路橋梁應用十分廣泛，但由于施工工藝的特殊性，樁身極易產生斷樁、夾層、縮徑、孔洞、離析和膠接不良等缺陷。一旦樁身發(fā)生嚴重缺陷，就很難采取補救措施，造成很大的經濟損壞。因此我認為必須堅持以預防為主的思想，加強質量管理，改進施工操作工藝，提高鉆孔灌注樁質量。本文對鉆孔灌注樁經常出現的樁身缺陷加以分析，并提出預防措施。

2.產生樁身缺陷的原因

鉆孔灌注樁質量的好壞，灌注水下混凝土是成樁的關鍵工序。由于灌注水下混凝土工藝較復雜、工序較系統(tǒng)，現場操作引起樁身缺陷的原因較多，其中常見的有卡管、導管進水、埋管、坍孔、澆短樁頭等。

2.1樁身一般缺陷原因
2.1.1卡管：在灌注灌注樁水下混凝土時，有時會由于混凝土級配碎石偏大、級配不均、施工混凝土和易性和流動性差、施工中途停頓過久或混凝土拌和不均而導致卡管，這時施工人員的本能反應就是頻繁地升降導管，致使混凝土離析及混凝土與沉碴混合，產生樁身缺陷。

2.1.2導管進水：在鉆孔灌注樁灌注水下混凝土過程中，如果因為導管密封不緊而進水，進入導管的這些泥水會混進混凝土中，并一起澆筑進樁身中，從而引起樁身產生缺陷。

2.1.3埋管：導管是灌注水下混凝土的重要機具，我們常用的導管是由每節(jié)１～２米的鋼管通過法蘭盤拼接而成。施工過程中，操作人員往往為減少拆管次數使導管在混凝土中埋置過深，而不斷升降導管盡量使混凝土上升到極限，由于導管不斷升降造成首批混凝土上面的孔底沉碴在法蘭盤阻礙磨擦的作用下不斷進入已灌注好的樁身中，形成導管口以上一層含泥率和含水率較高的劣質混凝土，所以導管升降次數越多，進入頂層混凝土的泥漿機會就越多，升降深度越深，劣質混凝土的厚度就越厚。如果提升導管后，其導管口剛好在這些較差混凝土之上，就會產生樁身局部結合不良或局部離析。

2.1.4坍孔：在灌注灌注樁水下混凝土過程中，如橋基位置地質中夾有砂性土等容易松落、不穩(wěn)定的土層時，經常會發(fā)生坍孔現象，而坍落的泥土掉落在首批混凝土頂面，增加孔底沉碴厚度，在頻繁升降導管的過程中會由于法蘭盤的作用而間接產生樁身缺陷。同時在灌注混凝土過程中會由于無法得知坍孔程度，盲目拆管而導致斷樁。

2.1.5澆短樁頭：由于澆注灌注樁水下混凝土時，其頂面一層混凝土質量往往較差，如果孔底沉碴較厚，澆注混凝土過程中出現坍孔現象、清孔時泥漿濃度較濃、埋管較深或導管穿插次數較多，這時如果預留的樁頭太短，在處理樁頭差質混凝土時，仍會留下部分質量差的混凝土而導致樁身缺陷。

2.1.6孔底沉碴：孔底沉碴是造成樁身缺陷的直接原因，我們經常使用沖抓錐鉆孔，孔底往往有泥塊，以及下鋼筋籠時，鋼筋碰擦孔壁坍落的泥塊及從清孔后至灌注混凝土前的沉淀渣等統(tǒng)稱孔底沉碴，若清孔不徹底，當首批水下混凝土灌注后，孔底沉碴被埋置在首批混凝土底面，將直接影響樁身質量，所以其厚度是至關緊要。

2.1.7地質因素：鉆孔樁的成孔、清孔結束后，拆除鉆桿、鉆頭需要數小時，或在灌注混凝土過程中，當地質條件較差時，特別是個別地質層中含有軟塑土遇水澎漲后孔徑縮小，或有松散性土層引起坍孔，也會造成樁身缺陷。

2.2樁身特殊位置缺陷成因
根據沿海河道通航凈空和地形情況，一般河床水深為2.5米左右，樁頂或蓋梁底離水面高為1米左右，工作平臺一般高度為離水面1.5米左右。而實踐證明墩樁缺陷經常發(fā)生在離墩頂６米以內，而低樁承臺的臺樁缺陷經常發(fā)生在離樁頂３米以內的可能性較大。而恰恰這些部位是樁身最大彎距處，樁身缺陷對受力影響很大，不可等閑視之。下面便對這些缺陷的成因進行分析。

2.2.1墩樁樁身缺陷成因：一般地，導管長度超過10米時，導管內混凝土超壓力大，導管埋置深度也大，發(fā)生缺陷少，導管長度小于10米時，導管內混凝土超壓力小，導管埋置深度也淺，容易發(fā)生樁身缺陷。實踐證明，當導管口離孔內混凝土頂面高度小于６米時，此時導管內壓力與外阻力平衡，導管內混凝土不可能自動下灌，而此時混凝土灌注速度較慢，埋管深度也很難保持正常，如果此時埋管深度小于2米，且導管口位于質量差混凝土以上，繼續(xù)灌注以上混凝土，就會產生墩樁缺陷，所以說墩樁缺陷發(fā)生在６米以內的可能性較大。

2.2.2臺樁樁身缺陷成因:高樁承臺臺樁與墩樁情況相同，而低樁承臺位置往往靠近河岸，鉆孔平臺一般與地面相平，樁頂在水下3米左右，導管上口在水面上1米左右，與墩樁類似，當導管上口離孔內混凝土頂面高度為6米左右時，導管內混凝土超壓力與外阻力平衡，混凝土不能自動下灌，所以低樁承臺臺樁缺陷容易發(fā)生在樁頂以下2.5米以內。

3.1樁身一般缺陷的預防措施

3.1.1提高清孔質量，減少孔底沉碴厚度。施工中絕對禁止用加深孔底深度的方法代替清孔，以防為樁身缺陷埋下禍根。

3.1.2克服不良地質條件造成影響。遇到不良地質情況，要采取相應對策，早做準備。如遇到軟塑土時，可采取的擴大孔徑的辦法，以防孔身縮徑。

3.1.3縮短水下灌注混凝土時間。要求施工單位根據灌注混凝土數量，合理安排機具和勞力，并盡可能縮短拆除導管的間隔時間。當機具和勞力難以安排調度時，用緩凝劑延長混凝土的初凝時間，確保在初凝前完成混凝土灌注。

3.1.4保證導管最小埋置深度，嚴格按規(guī)范要求進行施工。一般情況下使導管埋置最小深度為２米，如有發(fā)生坍孔現象，應視情況相應加大埋管深度，防止新灌混凝土頂破首批混凝土，造成夾層或斷樁。

3.1.5保證導管的緊密性。施工時進行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗，進行水密試驗的水壓不小于井孔內水深1.5倍的壓力，進行承壓試驗時的水壓不小于導管壁所能承受的最大壓力。

3.2樁身特殊缺陷的預防措施

3.2.1盡量提高混凝土灌注平臺高度，或在后期灌注混凝土時將漏斗放置高些。因此，建議施工單位在施工時必須考慮到這個問題，以確保工程質量。

3.2.2減少導管升降次數。導管升降次數越多越容易夾帶沉碴進入混凝土中造成樁身缺陷，導管上口離孔內混凝土頂面高度足夠長時，禁止導管升降亂拉，由導管內混凝土產生超壓力或沖擊力自動下灌。當澆注到末期混凝土確實難以下灌時，應控制升降次數，保證頂層混凝土質量。

3.2.3增長導管底節(jié)長度。底節(jié)導管長度最好為４～６米，不設法蘭盤，這樣在灌注混凝土時，便不會把沉碴拉進混凝土，從根本上消除樁身缺陷。

3.2.4改進導管法蘭盤結構。為了防止導管法蘭盤在升降時把沉碴拉進混凝土中，可將法蘭盤導管接頭改用車絲套管并其上下為錐形的快速接頭結構導管。

4.結束語

近年來，本地沿海一帶橋梁大多采用鉆孔灌注樁，產生了較大的經濟效益，但存在問題也不少。這主要是要提高施工隊伍的素質，對操作人員進行嚴格訓練，提高其質量意識，端正其施工態(tài)度；其次是施工人員須針對橋址的特殊情況采取相應措施，克服各種特殊部位的樁身缺陷；再就是現場監(jiān)理人員須對施工后的樁身及時進行動測檢查，以便及時對所產生的缺陷進行補救處理。因此，要提高灌注樁的施工質量，除了采取相應的技術措施外，更要加強對施工單位的質量意識教育，根本解決施工中存在的質量問題。

原作者：林仙春