淺談鐵路橋梁樁基施工質量控制

祁 亞

（中鐵大橋局集團第一工程有限公司）

橋梁樁基礎是橋梁的重要部位，它的質量好壞直接影響到整座橋梁的工程質量。由于橋梁樁基施工的隱蔽性，在施工過程中存在不可預見性的因素較多，經常出現一些問題，因此鐵路橋梁建設中一定要重視樁基的施工技術，提高其施工的質量與效果。

一、鐵路橋梁樁基礎施工的準備工作

1、樁基基礎施工環境

施工之前需要對施工的場地情況進行調查和研究，把握各個施工參數，便于施工工作的開展。當場地是旱地時，需要進行場地硬化工作，并清除場地的雜物，若是場地處于淺水，需要采用引橋法，深水時需要借助主橋法，即鋼管樁施工平臺法，對平臺也有較高的要求，必須做好平整工作，確保其牢固性。

2、樁基基礎的樁位測定

下一步準備工作是要在場地上進行樁位測定，即借助木樁對樁位的中心和標高明確標識，在進行護樁的埋設。在護樁埋設時，要注意保持樁頂與地面高度一致，并用砂漿進行固定處理，在深水環境中，要借助鋼護筒進行固定，保證樁的牢固性。

3、樁基基礎的護筒準備

通常來說，應用于樁基基礎施工中的護筒多為鋼護筒，并且對鋼護筒的厚度有一定的要求。在頂部和底部都做加厚處理，根據土質確定護筒的高度，一般保證在兩米以上。另外，在旱墩護筒周圍需要用粘土夯實，并且保證粘土達到護筒底部。在對護筒進行埋設時，需要保證護筒中心與樁位中心的一致性，盡量減少偏差，同時重視護筒銜接的質量。

4、樁基基礎的鉆孔泥漿

在進行樁基基礎施工之前，需要準備充足良好的造漿粘土或者是膨潤土，并且適當的布置泥漿的循環和凈化，建設好各種施工池，保證泥漿的合理傾倒，為整個施工創造良好的環境和便利的條件。

二、鐵路橋梁樁基的施工

在現實的鐵路橋梁樁基施工過程中，一般采取先進行機械鉆孔后灌注混凝土，也可因地制宜，根據地質、地下水情況采用針對性挖孔作業，然后進行混凝土灌注。

1、樁基基礎鉆孔的施工

鉆機就位前，應對主要機具及配套設備進行檢查、維修。就位后，底座和頂端應平穩，不得產生位移和沉陷，放置鉆機的起吊滑輪線、鉆頭和鉆孔中心三者應在同一個鉛垂線上，其偏差不得大于2cm,豎直向傾斜不大于0.5%。鉆孔前，按施工設計所提供的地質、水文資料繪制地質剖面圖，掛在鉆臺上。針對不同地質層選用適當的鉆機和泥漿比重，并做鉆孔標示牌，內容包括墩臺號樁位、應鉆孔深、鉆機型號、負責人等。

初次鉆孔時進尺適當控制，采用慢速鉆進，沖擊鉆用小沖程，正反循環鉆應采用減壓鉆進，孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和的 80%。并經常檢查放置鉆機的起吊滑輪線、鉆頭和鉆孔中心三者是否在同一鉛垂線上，使初成孔豎直、圓順，防止孔位偏心、孔口坍塌。正常鉆進后，沖擊鉆采用4-5m中、大沖程。但最大沖程不超過6m,正反循環鉆則待導向部位或鉆頭全部進入地層后方可加速鉆進。鉆進過程中及時排渣。同時經常注意地層的變化，在地層的變化處均應撈取渣樣，判斷地質的類型，記入記錄表中，并與設計提供的地質剖面圖相對照，鉆渣樣應編號保存，以便分析備查。施工中應經常檢查鉆頭轉動裝置是否被鉆碴卡住，鉆進時常低錘勤擊，沖擊鉆鋼絲繩松繩不得過大，以免造成斜孔、卡鉆、坍孔、漏漿等故障，且鋼絲繩松繩不得過小以免造成打空錘，影響進尺。鉆孔作業必須連續進行，不得中斷。因特殊情況必須停鉆時，孔口應加保護蓋，（用5cm厚木板或3mm花紋鋼制作）并嚴禁鉆頭留在孔內，以防埋鉆。經常檢查泥漿的各項指標，包括泥漿比重、稠度、含砂率、酸堿度等，并根據地質情況及時調整。當鉆孔深度達到設計要求時，應對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查，測繩應經常校正刻度，避免超鉆、或鉆孔深度不夠，檢孔器鋼筋外圈直徑應大于鋼筋籠外圈直徑10cm,且不得大于鉆頭直徑，確認滿足設計要求后，方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。

2、鉆孔灌注樁施工技術

鉆孔灌注樁在鉆孔開始時，需稍提鉆桿，在護筒內旋轉造漿，開動泥漿泵進行循環，等泥漿均勻后以低擋慢速開始鉆進，使護筒腳處有牢固的泥皮護壁，鉆至護筒腳下1m后，方可按正常速度鉆進；在鉆進過程中，應注意地層變化，對不同的土層，采用不同的鉆進方法；在黏性土中鉆進，宜選用尖底鉆頭，中等鉆速，大泵量，稀泥漿；在砂土或軟土層中鉆進，宜用平底鉆頭、控制進尺、輕壓、低擋慢速、大泵量、稠泥漿鉆進；在土夾礫（卵）石層中鉆進，宜采用低擋慢速、優質泥漿、大泵量、分兩級鉆進的方法鉆進。對于泥漿護壁樁基，鉆孔能否成功，泥漿是關鍵。在鉆孔過程中，要不斷向孔內補充新泥漿，以保持泥漿的稠度和比重。泥漿頂面要高出地下水位線50cm以上，以保持孔壁的穩定。同時要嚴密注視地質條件的變化，并隨時調整泥漿的性能和配合比。在鉆進過程中，根據地質情況適當調整泥漿比重，一般地層以1.1—1.3為宜，松散地層以1.4—1.6為宜。當孔深距設計標高差50cm時，將鋼筋籠、導管及其他機具、材料等準備就緒，以避免成孔后等待機具、材料而造成時間間隔，引起由于地質不良發生的塌孔現象。清孔，當鉆機鉆到設計高程時，就立即進行清孔，清孔后泥漿比重控制在 1.15—1.2之間，如果泥漿比重太大，則不利于混凝土的澆筑，如果太小可能會引起塌孔。

3、制作鋼筋籠

制作鋼筋籠之前，先檢驗鋼筋和焊條的質量，焊條的型號要和鋼筋的性能相匹配，質量達到設計要求才可以啟用。制作鋼筋籠是一個重要的環節，要嚴格按照設計圖紙操作，根據鋼筋骨架的尺寸制備相當規模樣板，箍筋在樣板上彎制成圈。用鋼筋定位支架控制好主筋的間距，保證分距均勻且偏差不要大于 1cm。箍筋和鋼筋籠的直徑長度也要控制好尺寸，控制偏差在允許的范圍之內，保證整個鋼筋籠的質量。另外，加頸箍筋一般設在主筋的外圍減小施工難度，又可以加強對鋼筋籠的箍緊作用。在鋼筋的焊接過程中，采用的焊條要符合規范標準；可以在鋼筋籠的內側焊接上定位圈并安裝聲測檢測管，以方便工程質量檢測保證鋼筋籠的安全；在此需要說明的是，檢測管不宜直接對接焊接，以避免焊渣造成導管的管道堵塞，這就需要采用套螺紋或采用密封膠進行連接。安裝鋼筋籠之前要先檢查孔內是否有殘渣或塌方，確保無誤后再安裝鋼筋籠。搬運和吊放鋼筋籠時要注意保證鋼筋籠的質量防止變形，安裝要對準孔位，順直扶穩慢慢勻速地將鋼筋籠放入孔內，中途不要碰撞孔壁，避免造成扭籠、墩籠現象。時刻測量鋼筋籠的標高，放置鋼筋籠達到設計位置后，要采用吊筋、抗浮筋等固定住，避免鋼筋籠的下沉和灌注混凝土后而上浮。根據相關規范設置一定厚度的鋼筋保護層，可用水泥砂漿制作，保護層的偏差控制在1cm之內。

4、灌注混凝土

在灌注混凝土之前，先清理孔壁和孔底的殘渣，檢查成孔質量，確保孔壁沒有松動，孔底沒有積水和沉渣。如果孔內的積水太多而不容易排干，可以采用導管法水下灌注混凝土。終孔后安裝鋼筋籠就位后安裝導管，導管內徑取30cm為宜，每節導管的長度和壁厚要符合規范要求，根據孔的深度確定導管的總長度。導管的兩端要用法蘭盤和螺栓連接還要墊上橡皮圈以保證導管的密封性，防止導管滲水或漏水。導管插在孔的中央位置，底部離孔底20—30cm左右，切不可插入到孔底沉淀的泥漿中，防止導管中的混凝土漏不出來。在導管的上口接著漏斗，將足夠量的混凝土裝入漏斗中然后打開隔水栓，此時混凝土會從漏斗底部下落到孔底，孔內的水位逐漸提高，這樣將混凝土灌注到孔內。導管法水下灌注混凝土時，注意混凝土粗骨料的最大粒徑不要太大，可以選用粒徑小于5cm的卵石或碎石；混凝土的坍落度不要過大，不符合要求時要調整混合料的配合比；混凝土拌合時要保證一定的拌合時間，使混凝土具有較好的粘聚性又要具有一定的流動性，攪拌時要進行坍落度檢測，如果灌注過程中坍落度損失過大也要及時調整混凝土的配合比；拌好的混凝土要立即灌注使用，避免產生離析現象影響混凝土的質量；灌注要保持連續性，每灌注半米深就要用插入式振搗器振搗密實；混凝土灌注要實行全員全過程質量控制，嚴格把關確保混凝土樁基的質量；最后灌注混凝土的標高要適當超出設計的標高，高度在一米左右，此外，因為要在其頂部鑿除最上部的浮漿層，樁頭還需要進入承臺內約10cm。

5、成樁的質量檢驗及收尾工作

成樁的質量檢測包括樁身的動檢和混凝土試塊的質量檢測。樁身動檢，要檢測樁身的小應變和大應變，可以測出樁長、擴徑和縮徑，這些檢測都必須合格。當橋梁樁基施工基本完畢后，拆除護筒，然后鉆機移位，進行檢測驗收。

三、常見問題及處理措施

1、坍孔處理

造成坍孔的主要原因有：護筒埋深位置不合適；鉆進速度快，泥漿注入遲緩；鉆斗上下移動速度過快，致使水流以較快的速度由鉆斗外側和鉆孔間的空隙流過，沖刷孔壁等。跨京津塘高速公路特大橋60-3#樁基鉆孔施工時發生了塌孔，主要原因是泥漿護壁配比和管理不當。根據現場實際情況，我們在采取了如下措施：原孔內灌入1：3水泥砂漿改善護壁結構，鉆頭每次重新開鉆時增大泥漿比重（控制在1.15—1.4之間），入液面時，速度要非常緩慢，等鉆頭完全進入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3m/s—0.5m/s。跨京津塘高速公路特大橋41-5#樁基鉆進時存在淤泥層，有塌陷現象，不能正常采用鋼護筒施工成孔。所以采用加長鋼護筒施工，塌陷嚴重用C30混凝土和干紅土交替回填，混凝土中用φ25鋼筋按實際塌孔坑洞尺寸制作鋼筋網片以加強其承載力。

2、縮孔處理

縮孔主要原因有：泥漿性能欠佳，失水量大；孔壁土層吸水膨脹，形成蜂窩、疏松狀泥皮；鄰樁施工間距不當，土層中應力尚未解除，新孔孔壁軟土流變。跨京津塘高速公路特大橋85-4#樁基鉆孔發生縮孔，原因是孔壁土層吸水膨脹。取優質泥漿，控制泥漿比重和黏度，降低失水量，將鉆頭提高至偏孔處進行反復掃孔，直到鉆孔正直，盡快灌注混凝土。當縮孔嚴重時，應將鉆孔鉆過縮孔的軟地層后，加滿泥漿靜置4h—5h，待地下應力釋放完后，再繼續鉆到設計孔深，孔徑擴大到設計要求。

3、埋鉆和卡鉆處理

埋鉆和卡鉆是旋挖鉆機最易發生的施工事故，因此，施工過程中應采取積極主動的措施加以預防。埋鉆主要發生在一次進尺太多、過快；卡鉆則主要發生在鉆頭底蓋合攏不好，鉆進過程中自動打開或在含大量孤石地層鉆進時，孤石掉落卡鉆等。埋鉆或卡鉆發生后，可采取直接起吊法和鉆斗周圍疏通法，直接起吊法就是采用吊車直接向上起吊即可；鉆斗周圍疏通法就是用水下切割或反循環等方法，清理鉆筒周圍沉渣，然后起吊即可。

4、鋼筋籠上浮的處理

當混凝土上升到接近鋼筋籠下端時，應放慢澆筑速度，減少混凝土面上升的動能作用，以免鋼筋籠被頂托而上升。當鋼筋籠被埋入混凝土中有一定深度時，再提升導管，減少導管埋入深度，使導管下端高出鋼筋籠下端有相當距離時再按正常速度澆筑，在通常情況下，可防止鋼筋籠上浮。此外，澆注混凝土前，應將鋼筋籠固定在孔位護筒上，也可防止上浮。

結束語

樁基礎是橋梁結構的基礎，其質量的好壞在很大程度上決定了橋梁的承載能力和使用年限的高低，而鐵路橋梁基礎施工是具體體現橋梁規劃、設計思想和意圖的一個過程。樁基礎是鐵路橋梁基礎施工常用的技術手段，因此研究并總結樁基礎施工質量控制措施，對于提升施工橋梁整體質量具有重要意義。

[1]喬曉春.談路橋橋梁樁基施工[J].山西建筑，2012

[2]劉利軍.橋梁樁基在施工中常見問題及措施[J].工程建設，2012