摘要：公鐵立交工程橋梁樁身混凝土缺陷比例偏高。介紹樁身混凝土缺陷的原因分析和改進措施。
關鍵詞：鉆孔灌注樁；樁身混凝土缺陷；原因分析；改進措施
1概述
工程起點位于G319國道北478.88m，與擬建的集杏路相接，跨越G319國道、鷹廈鐵路后，高架橋與西濱路相接，為苜蓿葉形互通立交，按照TRANBBS城市快速路標準進行TRANBBS設計。立交橋上部結構設計為現澆連續箱梁，基礎采用鉆孔灌注樁，全橋共有樁身混凝土156根，其中Φ1.5m和Φ1.8m樁各116根和40根，主要設計為摩擦樁，有146根，柱樁僅10根，樁長25~55m不等。公鐵立交工程地質情況從上至下依次為：1、填筑土2、亞粘土3、殘積亞粘土4、全風化花崗巖5、強風化花崗巖6、弱風化花崗巖7、微風化花崗巖。地質層位相對穩定，巖土構造和水文地質比較簡單，對灌注樁TRANBBS施工無不良影響。
鉆孔采用沖擊鉆法，鉆進中自然造漿護壁，正循環排渣。清孔采用換漿法。
公鐵立交工程樁身混凝土完整性采用超聲波透射法檢測，第一、第二批12根樁身混凝土檢測結果為Ⅰ類樁5根，Ⅱ類樁3根，Ⅲ類樁4根。
2施工過程說明
2.1水下混凝土配置
混凝土為C25商品混凝土，混凝土配合比設計為含砂率43%，水灰比0.48，碎石級配為5~31.5mm，砂為中砂，水泥標號為P.O 42.5，摻和料為粉煤灰，外加劑為NF高效減水劑，坍落度為200±30。
2.2水下混凝土灌注施工
采用垂直導管法灌注，導管底口距離孔底0.4~0.5m,首批灌注混凝土的數量為5~7m3，導管首次埋置深度均大于1m。灌注時漏斗底部與護筒基本齊平，為防止泥漿侵入混凝土中，沒有采取使混凝土密實的抖管和倒插法。樁身混凝土檢測安排在混凝土灌注7天后。
3現象歸納
（1）質量缺陷部位主要集中在距樁頂6~11m和2~4m處，該段地質主要為可塑性強的殘積亞粘土。
（2）查混凝土灌注記錄，發現缺陷部位均在拆導管處，拆導管時導管埋深8~10m,距開始灌注時間2.5h以后，實際混凝土灌注量比設計混凝土量稍多。
（3）混凝土灌注過程中，從護筒孔口返出的泥漿未見有大泥塊（護壁泥皮）流出，測其PH值5~6，膠體率70%左右。
（4）挖露14#右2樁和12#右2樁缺陷處（距樁頂距離6~7m, Ⅲ類樁），發現樁體周圍（深度20~30cm）為沉積膠凝砂漿，砂體未裹泥，有一定強度，砂漿中的砂經分析為孔中鉆渣；樁體內層混凝土質量好。
（5）挖露37#左3樁缺陷處（距樁頂距離2~3m, Ⅱ類樁），發現混凝土疏松，強度低。樁頂部位混凝土疏松現象多分布在樁頂標高接近地坪標高的樁基。
（6）混凝土灌注過程中曾發現混凝土和易性差，單粒徑而將混凝土退回混凝土生產廠家。
（7）有缺陷樁身混凝土灌注施工過程中曾因村民阻攔或混凝土供應不連續等原因導致混凝土停頓，停頓時間最長超過40min。
（8）10#右1樁身混凝土灌注施工結束拆除導管時，發現最后兩節導管的外壁上附著有20~30cm厚的松散混凝土，導管拔除后，上段樁身混凝土中央出現一空洞。
4原因分析
4.1樁身混凝土質量缺陷原因分析
根據上述現象，分析樁身混凝土質量缺陷如下：
（1）從上述現象（3）和（4），由于PH值和膠體率偏低，導致泥漿失水量增加，流動性降低，同時由于正循環法排渣不夠徹底，泥漿中固相沉淀快，這是造成樁身混凝土缺陷的主要原因之一。
（2）由于混凝土添加了NF高效減水劑，根據研究，高效減水劑的坍落度損失較快，當混凝土灌注進入后期，混凝土已失去了流動性，同時拆管不及時，對混凝土攪動很少，出現混凝土“假凝”，甚至初凝，這是造成樁身混凝土缺陷的另一主要原因。另外NF高效減水劑也易引起混凝土離析。
（3）漏斗高度（導管內混凝土高度）不夠，導致灌注后期混凝土下降困難，也是重要影響因素。
4.2樁身混凝土質量缺陷形成過程推斷
4.2.1混凝土裹砂缺陷形成的推斷
灌注過程中，由于泥漿PH值和膠體率低，泥漿中固相成分隨時間推移不斷沉淀，浮漿不斷返出，加劇了固相成分的沉淀，沉淀的固相成分聚集在灌注混凝土面上。當混凝土灌注進入后期，由于“假凝”及導管埋置過深，拆管時，混凝土“抱管”，導致斷面出現“縮徑”現象，沉淀的砂粒灌進來填充。孔壁為殘積亞粘土，對沉淀砂層有吸引力，沉淀砂層上升摩阻力增大，從而使沉淀砂層停留在原地方，不隨混凝土灌注而抬升。
當拆管頻繁，對混凝土攪動較多，且導管埋深較淺時，上述情況就不會發生。
4.2.2混凝土疏松缺陷形成的推斷
當混凝土灌注到達樁頂附近，由于導管內混凝土高度不夠，孔內混凝土上升困難，加上NF高效減水劑容易引起離析的缺陷，這時水泥漿從混凝土中離析出來，先行上升，骨料留在原地方。骨料由于缺少泥漿，水化不充分，即出現混凝土疏松現象。
當導管內混凝土高度調整到使混凝土灌注順利時，上述情況就不會發生。
5改進措施
針對上述原因，采取了以下改進措施：
（1）改善泥漿性能。采取的措施包括：在泥漿中摻入純堿和膨潤土；配備1臺泥砂分離器。控制泥漿指標達到規范要求：含砂率≤4%，PH值8~10，膠體率≥95%。純堿和膨潤土摻入量根據現場試驗確定。
（2）改進混凝土配合比，摻加磨細礦渣，提高混凝土的和易性；嚴格控制粗骨料級配；現場每車混凝土均測坍落度，符合要求后才允許投入灌注。
（3）控制導管埋深2~6m，在確保不斷樁的情況下，增加拆管次數，盡量減少導管埋深。
（4）在灌注后期，提高導管內混凝土高度，控制漏斗底部與護筒保持3~4m的距離，確保灌注順利。
（5）加強管理，力求混凝土供應及時和縮短混凝土待灌時間，確保混凝土灌注施工連續、快速。
6改進效果
采取改進措施后灌注的樁身混凝土，第三批檢測16根，其中Ⅰ類樁13根，Ⅱ類樁2根，Ⅲ類樁1根，說明改進措施是有效的，但仍不夠徹底。檢查混凝土灌注施工記錄，發現缺陷樁身混凝土的導管埋深依然較大，為7~8m，混凝土灌注過程中仍有混凝土灌注不連續現象。為此，在后續樁身混凝土施工中，對控制導管埋深和混凝土連續灌注進行認真落實。后續施工的樁身混凝土經檢測，除個別為Ⅱ類樁外，其余均為Ⅰ類樁，杜絕了Ⅲ類樁，這也從另一側面證明了樁身混凝土缺陷原因分析是正確的。
7體會
通過本次查找樁身混凝土缺陷原因的過程，我們發現只有嚴格按照規范要求施工，才能確保工程質量，切忌憑所謂的個人經驗施工。
[參考文獻]
1、混凝土外加劑的原理與應用/陳建奎編著.－北京：中國計劃出版社，1996.12
2、公路橋涵施工TRANBBS技術規范/路橋第一集團公路工程局主編.－北京：人民TRANBBS交通出版社，2000.10
