高速公路桥梁工程中的钻孔灌注桩质量检测及解决办法

闫亚亮

一、工程概况

某高速公路桥梁，上部结构为预应力钢筋混凝土简支空心板，共设2跨，跨度均为14m，桥梁总长度为34.62m，桥墩为钢筋混凝土柱式墩身，钻孔灌注桩为钢筋混凝土结构，两侧桥台为钻孔灌注桩基接盖梁形式。

二、钻孔灌注桩的施工特点

钻孔灌注桩是是根据成桩方式而定义的一类形式，即在建设过程中，采用机械钻孔的方式在地基土层中钻出桩孔，然后在桩孔内放置钢筋笼并浇筑混凝土，从而形成灌注桩。这种方式具有较广的适用范围，基本适用于任何类型的地基。另外，桩体具有较强的承载能力，可以保障桥梁建设的安全性；与传统的沉入桩形式相比，灌注桩噪音小、震动小。但是，混凝土的灌注作业是在地下泥水中进行的，因此控制混凝土的灌注质量是存在一定难度的；且该技术施工周期相对较长，成孔质量要求较严，钻出的泥渣有污染环境的风险。

三、常用的钻孔灌注桩质量检测方法及方式

钻孔灌注桩是建筑结构体系中的基础部分，在地基基础施工中取得了广泛的应用，与建筑的整体质量密切相关。但是，钻孔灌注桩具有质量要求高、工艺性强的特点，常涉及到水下作业，若缺乏科学的施工技术或是缺乏行之有效的质量控制措施，就会极容易诱发质量问题，如断桩、蜂窝等，导致工程资源投入与产出不呈正比。对此，施工单位在钻孔灌注桩施工期间，需加强质量检测，并在落实此项工作后，以量化的方式评价施工质量来作为后续施工的参考，从而发挥出导向的作用。

1.检测方法

（1）钻芯检测法。该方法是目前检测钻孔灌注桩质量时最普遍的一种方法，具体是：截取桩身的一部分作为检测样品，然后对所取样的样品进行严格的检测，从而反映该桩的施工质量。但是该方法只能对桩身的一部分进行检测，且成本较高，实施检测的设备较为笨重，因此在使用时存在一定的限制，尤其是大规模钻孔施工时该方法就不能满足检测要求。

（2）振动检测法。该方法是通过设备对桩顶施加一定的激震力，桩体内部会随之产生震动，利用震动波接收器分析内部震动波的传播特点和传播速率等参数，从而判断桩身质量。该技术易操作且精度高，目前也被广泛应用。

（3）射线法。射线法是将射线照射桩身，然后利用接收器接收同位素并如实记录各项数据，再与射线的起始值进行比较，根据射线的衰减、散射等数据判断钻孔灌注桩对射线的吸收情况，从而为检测灌注桩的质量提供科学依据。

2检测方式

钻孔灌注桩的质量检测一方面是对成桩效果的检测，另一方面是在施工过程中的各种检测，确保钻孔灌注桩的施工质量，避免出现最后返工的情况。一般来说，施工过程中的质量检测重点有孔径、孔型、孔深、孔渣厚度、混凝土试块强度、灌注高度等施工环节，如果在施工过程中各环节的施工质量检测不严格，出现质量问题，在灌注桩完成后再检测出质量不符合的情况则需要返工处理，一方面增加了劳动强度延长了施工周期，另一方面提高了项目建设的投资成本，因此需要在施工过程中严格落实各项质量检测工作。

（1）成孔检测

成孔检测是对钻孔灌注桩技术基础施工质量的直接判断措施。在成孔检测时应当将有效清除孔底的淤泥，因为淤泥的沉积会影响孔径的质量，而且在灌注混凝土时也容易混入混凝土中，随着混凝土的持续灌注，泥浆会随之上升，最终造成灌注桩上部的质量不符合施工要求。

（2）施工过程检测

施工过程中的质量检测重点关注比较容易出现质量问题的环节。首先应当明确钻孔灌注桩技术的施工流程，主要有成孔、下导管和钢筋笼、浇灌水下混凝土、成桩。成孔后应对孔底的淤泥进行有效的清理，并检测持力层的状态，对出浆量、出浆状态等进行记录。同时，监理单位对下钢筋笼、混凝土灌注等环节安排专人监督，及时检测，保证施工过程的质量。

四、高速公路钻孔灌注桩质量缺陷及解决办法

利用钻孔灌注桩技术对公路桥梁进行施工时，不可避免地会出现各种质量问题，由于该阶段的施工属于地下部分，具有一定的隐匿性，很难通过肉眼观察判断，因此需要借助不同的检测手段及时发现隐患，有效消除，保障施工质量。

1.断桩

（1）出现原因

断桩是钻孔灌注桩技术进行施工时常发生的质量问题，且影响较大。在总结实际案例以及各项研究表明，造成断桩的原因一种是混凝土的坍落度较小，强度较低，造成断桩；另一种是由于导管直径较小，灌注混凝土时引起堵塞，且在混凝土初凝前没有及时疏通，造成孔内混凝土的灌注量、灌注密度等受到影响，从而引发灌注桩的强度不符合施工要求出现断桩现象。

（2）解决办法

常用的断桩缺陷解决方式主要有以下几种：

原位复桩。首先通过检测并确定断桩的具体位置，然后对断桩进行彻底的清理，然后重新灌注形成一个满足设计要求的新桩，这种方式能够较彻底的解决断桩缺陷。

接桩法。首先应将断桩处的混凝土进行凿除，然后将断面上的夹泥等全面清理，并去除桩身中的不密实部位，然后进行绑扎钢筋、支模等作业，然后灌注混凝土，有效凝固后与原桩形成一个高质量的新桩。

直接凿除法。当断桩缺陷较大，且桩身的强度、硬度、稳定性等方面均不能满足设计需求时，需要直接凿除重新灌注。该方法的特点是操作难度大，施工周期较长，增加了项目的建设成本，但是处理效果最好。

2.混凝土离析和蜂窝现象

优质的桩基波形会呈现出清晰的特点，若存在质量问题，对应波形也将随之变化，且不同桩基质量缺陷所对应的波形变化也不尽相同。因此，施工单位可以根据波形的实际特性对桩的质量情况作判断。断桩的波形特点是：没有反冲且贴近零线，会在某处生成多次回波；对于桩底部分的质量问题，会有回波不清的情况；首波具有较大的厚度和宽度，会随波来传播，并在此过程中遇离析部分后将散射，随之出现波形增宽的情况，而这也是离析的重要标志。

出现原因。在钻孔灌注桩技术中，混凝土离析和蜂窝现象主要是由受弯构件布筋过密造成的。由于灌注桩将承担主要的承载功能，为确保其强度和形状，需要布设钢筋笼。但是当钢筋间距小于60mm时，在混凝土灌注时，浆液就难以从钢筋笼中过渡到其外部，造成钢筋笼与孔壁之间的空隙无法有效填充，从而造成离析、蜂窝等情况的发生。

解决办法。在处理混凝土的离析和蜂窝现象时，首先应将出现缺陷的工作面进行整平，并备齐各种施工工具；然后在桩体上钻孔，钻孔时应保证设备的稳定性，根据钻进程度适当调整钻进速率，防止操作过程中设备不稳定引起钻孔倾斜；然后进行清孔作业，将钻孔时产生的沉渣有效清除，防止沉渣影响后续施工的质量；最后实施高压注浆作业，根据配合比生产高质量的混凝土，并控制其用量，严格按照施工工艺进行灌注作业。

除了以上缺陷外，灌注桩还经常出现扩径和缩径等现象，严重影响桩基的承载性能，因此也应当引起重视。在处理该种缺陷时常采取的措施有补桩法和加大灌注桩截面法。补桩法是在出现缺陷的桩体两侧分别增加一个桩体，并与原桩体的标高保持一致，并利用连系梁将三个桩体紧密连接为一个整体，从而具备项目要求的承载性能；而加大灌注桩截面法则是经过检测确定缺陷存在的具体位置后，在缺陷一定距离的上下两侧分别钻孔并灌注，然后用钢筋紧密的固定，确保桩体的稳定性。

五、结语

钻孔灌注桩技术在现阶段的桥梁项目中应用较为广泛，但是也容易发生断桩、混凝土离析和蜂窝等现象，影响灌注桩的施工质量。这就需要在施工过程中严格按照工艺流程作业，并对施工过程进行检测，对于发现的问题及时采取相应的解决措施，确保灌注桩的强度、安全性等方面满足项目的设计需求。还要对成桩质量运用先进合理的方法进行检测，为高速公路桥梁建设项目的安全运行打下坚实的基础。