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摘 要： 本文以工程中河跨越工程为实例，针对于大中型跨越工程的混凝土灌注桩，分析其常见的工程质量事故成因，并提出相应的防治措施。经分析得出，做好施工前各项准备工作，是控制混凝土灌注桩质量的关键。
关键词： 灌注桩；质量问题；预防处理
【中图分类号】 TU753. 65 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）08-0248-02
引言
混凝土灌注桩通常是在建筑物、桥梁或构筑物深部土层较弱或上部荷载比较大，而且对沉降有严格要求时采用的。近年来，混凝土灌注桩凭借其抗震性好、适应性强、施工工艺简单、承载力大等特点，在大中型跨越工程中得到了广泛的应用。
1.实例简介
米坦格河跨越工程采用3跨简支桁架梁结构，总跨193.8米，桁架采用梯形截面，截面高度4.5米，上弦宽度2.5米，下弦宽度4.5米，输油和输气管线并排布置于桁架下弦平面上。在河两岸各布置一个双柱式桥墩，河道中间布置2个双柱式桥墩，基础形式为混凝土灌注桩，双柱式桥墩与基础连为一体，上面设置盖梁，均采用C30混凝土。地质以砂砾，粉质粘土，粉、细砂，卵石为主。
2常见的质量问题和预防处理
按受力情况分类本工程设计桩基为摩擦桩，根据成孔方法的不同，拟采用冲击钻孔灌注桩作为基础施工的形式。由于灌注桩施工作业的大部分工序是在视线所不及地下完成的，施工过程无法感官上控制，施工结束后也不能开挖验收。因此，施工中的每一环节的质量控制都直接影响整个工程的质量和进度。为保证混凝土灌注桩的结构性能和使用寿命，施工前要认真熟悉设计图纸及施工、验收规范，核查地质详勘资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些质量问题进行透彻分析，并制订有效的预防和改进措施。
2.1坍孔。
坍孔是在钻孔、下放钢筋笼和灌注水下混凝土三道工序当中常见的质量问题。
坍孔现象：施工过程中孔内水位骤然降落，并冒出细密的水泡，或钻机负荷显著增加，甚至钻头运转不起来等，这都是坍塌的迹象。
原因分析：（1）护筒长度不够，够埋深较浅，回填粘土夯实不够，护筒附近地面受水侵泡，或是钻机碰触护筒等，致使孔口坍落；
（2）制作护筒的钢板厚度不够，导致变形或形状不合适；
（3）泥浆的密度不够或泥浆的其他性能指标不符合要求，未形成坚实护壁；
预防和处理措施：
（1）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒，并用粘土回填钻孔，然后重新埋设再钻；发现孔内坍塌时，首先应保持孔内水位，如塌孔为轻度，可将砂和黏质土混合物（或沙砾和黄土）回填到塌孔位置以上1～2m；如塌孔严重，应全部回填，待3-5天回填物沉淀密实后再钻孔。
（2）不间断的监测泥浆的相对密度，黏度等性能指标，根据不同土质调整泥浆相对密度。造浆应选用膨润土或优质粘土，成孔时泥浆的相对密度以1.1～1.3左右为宜。清孔时保持孔内水头高度，供浆应通过采用水槽等措施使其减速留入孔中，从而避免直接冲刷孔壁。另外当河中水位变化过大是，应提升护筒高度，以增高水头。
2.2卡管。
现象：灌注混凝土时过程中，混凝土由导管下沉缓慢和停滞。
原因分析：
（1）隔水球直径与导管直径差别太小，剪球前由于砂浆或细石料渗入导管与球壁之间造成堵塞。
（2）混凝土坍落度过小或拌和不均匀，加上累积混凝土过程中粗骨料下沉，可能导致漏斗口处粗骨料相互挤压密实而堵塞漏斗口，导致剪球后混凝土难以下落。
（3）因机械故障（如断电）使混凝土在导管内停留时间过长，或者灌注时间过长，部分混凝土已经初凝使下落阻力增大而堵在导管内。
预防和处理措施：
（1）剪球时卡管时，可用一定长度的直径为25mm的钢筋捅塞球，使混凝土下落；也可利用机械振动方式混凝土下落，但也必须要控制导管的位置，避免碰触钢筋笼；
（2）控制首批混凝土坍落度在22cm上限，为确保剪球顺利，可适当控制石料用量，等剪球完成后再按正常配合比进行拌和。
（3）灌注前应全面检修设备；尽可能使灌注连续快速，炎热季节在灌注混凝土中掺入适量缓凝剂，以延长混凝土初凝时间。
2.3钢筋笼上浮。
现象：钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
原因分析：
（1）清孔不当孔底沉渣过厚，且为块状粘徒等较多，在和混凝土上升中容易对钢筋笼上浮；
（2）混凝土塌落度和流动性过小，或是首批混凝土浇注后停滞间隔时间过场，在下批混凝土浇注时推动首批使钢筋笼被部分胶凝的混凝土拖顶上升；
（3）未计算混凝土浇注高度，导管的埋置深度过深，并浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，从而推动了钢筋笼的上浮；
预防和处理措施：
（1）当到设计孔深时，应延长冲孔时间，把较大的粘土块、孔底残留的粘土块搅碎，利用吸泥机排渣，适当增加泥浆性能指标检测次数。
（2）控制混凝土灌塌落度在220mm上限，缩短灌注间隔时间，或根据实际情况掺入缓凝剂，以防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性过小。
（3）准确计算混凝土浇注量（充盈系数取1.1），在混凝土接近笼时，降低浇注速度，控制导管埋深在1.5-2m。当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
2.4断桩。
由于混凝土浇注不连续，桩间混凝土初凝前被冲刷或泥渣土等填充形成间断桩。
原因分析：（1）混凝土导管底端与孔底距离过大，浇注过程中混凝土被清孔泥浆液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固；或是首盘混凝土澆注量小等。
（2）导管密封不良，大量泥浆浸入使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝固。
预防和处理措施：
（1）桩成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，采用两次清孔方法，二次清孔在钢筋笼就位后进行，清孔主要控制泥浆比重1.03-1.1，沉渣厚度小于100mm；灌注混凝土前，对孔径、孔深进行测量，算出首次混凝土灌注量。
（2）导管使用前进行试拼装试压，试验压力为0.6-1MPa，试压3分中不降压为准；帮扎水泥隔水塞的铁丝，应牢固可靠，严防断裂；适当提升和拆卸导管，保证其导管埋于混凝土下2-4m的范围内，同时严禁把导管底端提出混凝土面。
（3）混凝土浇注过程中，一旦开始进行浇筑，需连续完成作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，同时每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8小时内浇筑完成；因此，在灌注混凝土前检修调试发电机、混凝土输送泵等施工设备状态，使其处于最佳状态。
3 结束语
混凝土灌注桩工程普遍应用于桥梁、房屋建筑等施工中，施工技术和经验较为成熟，但如不严格按规定操作，也会出现较严重的质量事故，造成不必要的经济损失。因此，在石油管道建设工程中要求现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对灌注桩的施工的每道工序进行严格的质量控制和检查，发现问题及时采取合理措施补救，确保油气管道工程整体质量。
关键词： 灌注桩；质量问题；预防处理
【中图分类号】 TU753. 65 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879（2018）08-0248-02
引言
混凝土灌注桩通常是在建筑物、桥梁或构筑物深部土层较弱或上部荷载比较大，而且对沉降有严格要求时采用的。近年来，混凝土灌注桩凭借其抗震性好、适应性强、施工工艺简单、承载力大等特点，在大中型跨越工程中得到了广泛的应用。
1.实例简介
米坦格河跨越工程采用3跨简支桁架梁结构，总跨193.8米，桁架采用梯形截面，截面高度4.5米，上弦宽度2.5米，下弦宽度4.5米，输油和输气管线并排布置于桁架下弦平面上。在河两岸各布置一个双柱式桥墩，河道中间布置2个双柱式桥墩，基础形式为混凝土灌注桩，双柱式桥墩与基础连为一体，上面设置盖梁，均采用C30混凝土。地质以砂砾，粉质粘土，粉、细砂，卵石为主。
2常见的质量问题和预防处理
按受力情况分类本工程设计桩基为摩擦桩，根据成孔方法的不同，拟采用冲击钻孔灌注桩作为基础施工的形式。由于灌注桩施工作业的大部分工序是在视线所不及地下完成的，施工过程无法感官上控制，施工结束后也不能开挖验收。因此，施工中的每一环节的质量控制都直接影响整个工程的质量和进度。为保证混凝土灌注桩的结构性能和使用寿命，施工前要认真熟悉设计图纸及施工、验收规范，核查地质详勘资料，对灌注桩在施工过程中可能会发生的一些质量问题进行透彻分析，并制订有效的预防和改进措施。
2.1坍孔。
坍孔是在钻孔、下放钢筋笼和灌注水下混凝土三道工序当中常见的质量问题。
坍孔现象：施工过程中孔内水位骤然降落，并冒出细密的水泡，或钻机负荷显著增加，甚至钻头运转不起来等，这都是坍塌的迹象。
原因分析：（1）护筒长度不够，够埋深较浅，回填粘土夯实不够，护筒附近地面受水侵泡，或是钻机碰触护筒等，致使孔口坍落；
（2）制作护筒的钢板厚度不够，导致变形或形状不合适；
（3）泥浆的密度不够或泥浆的其他性能指标不符合要求，未形成坚实护壁；
预防和处理措施：
（1）发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒，并用粘土回填钻孔，然后重新埋设再钻；发现孔内坍塌时，首先应保持孔内水位，如塌孔为轻度，可将砂和黏质土混合物（或沙砾和黄土）回填到塌孔位置以上1～2m；如塌孔严重，应全部回填，待3-5天回填物沉淀密实后再钻孔。
（2）不间断的监测泥浆的相对密度，黏度等性能指标，根据不同土质调整泥浆相对密度。造浆应选用膨润土或优质粘土，成孔时泥浆的相对密度以1.1～1.3左右为宜。清孔时保持孔内水头高度，供浆应通过采用水槽等措施使其减速留入孔中，从而避免直接冲刷孔壁。另外当河中水位变化过大是，应提升护筒高度，以增高水头。
2.2卡管。
现象：灌注混凝土时过程中，混凝土由导管下沉缓慢和停滞。
原因分析：
（1）隔水球直径与导管直径差别太小，剪球前由于砂浆或细石料渗入导管与球壁之间造成堵塞。
（2）混凝土坍落度过小或拌和不均匀，加上累积混凝土过程中粗骨料下沉，可能导致漏斗口处粗骨料相互挤压密实而堵塞漏斗口，导致剪球后混凝土难以下落。
（3）因机械故障（如断电）使混凝土在导管内停留时间过长，或者灌注时间过长，部分混凝土已经初凝使下落阻力增大而堵在导管内。
预防和处理措施：
（1）剪球时卡管时，可用一定长度的直径为25mm的钢筋捅塞球，使混凝土下落；也可利用机械振动方式混凝土下落，但也必须要控制导管的位置，避免碰触钢筋笼；
（2）控制首批混凝土坍落度在22cm上限，为确保剪球顺利，可适当控制石料用量，等剪球完成后再按正常配合比进行拌和。
（3）灌注前应全面检修设备；尽可能使灌注连续快速，炎热季节在灌注混凝土中掺入适量缓凝剂，以延长混凝土初凝时间。
2.3钢筋笼上浮。
现象：钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
原因分析：
（1）清孔不当孔底沉渣过厚，且为块状粘徒等较多，在和混凝土上升中容易对钢筋笼上浮；
（2）混凝土塌落度和流动性过小，或是首批混凝土浇注后停滞间隔时间过场，在下批混凝土浇注时推动首批使钢筋笼被部分胶凝的混凝土拖顶上升；
（3）未计算混凝土浇注高度，导管的埋置深度过深，并浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大，从而推动了钢筋笼的上浮；
预防和处理措施：
（1）当到设计孔深时，应延长冲孔时间，把较大的粘土块、孔底残留的粘土块搅碎，利用吸泥机排渣，适当增加泥浆性能指标检测次数。
（2）控制混凝土灌塌落度在220mm上限，缩短灌注间隔时间，或根据实际情况掺入缓凝剂，以防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性过小。
（3）准确计算混凝土浇注量（充盈系数取1.1），在混凝土接近笼时，降低浇注速度，控制导管埋深在1.5-2m。当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时，应及时将导管提至钢筋笼底端以上。
2.4断桩。
由于混凝土浇注不连续，桩间混凝土初凝前被冲刷或泥渣土等填充形成间断桩。
原因分析：（1）混凝土导管底端与孔底距离过大，浇注过程中混凝土被清孔泥浆液稀释，使水灰比增大，造成混凝土不凝固；或是首盘混凝土澆注量小等。
（2）导管密封不良，大量泥浆浸入使混凝土水灰比增大，形成桩身中段出现混凝土不凝固。
预防和处理措施：
（1）桩成孔后，必须认真清孔，一般是采用冲洗液清孔，采用两次清孔方法，二次清孔在钢筋笼就位后进行，清孔主要控制泥浆比重1.03-1.1，沉渣厚度小于100mm；灌注混凝土前，对孔径、孔深进行测量，算出首次混凝土灌注量。
（2）导管使用前进行试拼装试压，试验压力为0.6-1MPa，试压3分中不降压为准；帮扎水泥隔水塞的铁丝，应牢固可靠，严防断裂；适当提升和拆卸导管，保证其导管埋于混凝土下2-4m的范围内，同时严禁把导管底端提出混凝土面。
（3）混凝土浇注过程中，一旦开始进行浇筑，需连续完成作业，确保在混凝土初凝时间内连续浇注，同时每根桩的浇筑时间不应太长，宜在8小时内浇筑完成；因此，在灌注混凝土前检修调试发电机、混凝土输送泵等施工设备状态，使其处于最佳状态。
3 结束语
混凝土灌注桩工程普遍应用于桥梁、房屋建筑等施工中，施工技术和经验较为成熟，但如不严格按规定操作，也会出现较严重的质量事故，造成不必要的经济损失。因此，在石油管道建设工程中要求现场管理人员要有高度责任心，以防为主，对灌注桩的施工的每道工序进行严格的质量控制和检查，发现问题及时采取合理措施补救，确保油气管道工程整体质量。