淺析橋梁樁基施工質量控制措施

■鄭流強

(福建省高速公路養(yǎng)護工程有限公司，福州 350018)

1 工程概況

高屯大橋為福建省松溪（閩浙界）至建甌高速公路A2 合同段橋梁，全長667.5m，橋寬26m。橋梁樁基總數(shù)為50 根，樁基直徑均為2.0m，樁長為19m～22m,端承樁設計，持力層為弱風化巖層。橋址區(qū)地貌為良田耕地區(qū)，地形平坦開闊，起伏較小，地面高程55.3～57.6m。

2 施工準備階段控制措施

2.1 原材料質量檢查

（1）混凝土材料檢查，質量應符合以下要求：

①水下混凝土水泥強度在42.5MPa 以上，初凝時間不小于2.5h；

②粗集料應為卵石或級配良好的碎石，粗集料最大粒徑為31.5mm，且不得大于導管內徑的1/6～1/8 及鋼筋最小凈距的1/4；

③細集料宜采用級配良好的中砂；

④摻緩凝劑或粉煤灰等材料時，其技術條件和摻用量應符合規(guī)范要求，且必須得到監(jiān)理工程師的批準。

（2）按常規(guī)要求對鋼筋、鋼筋接頭進行自檢。

2.2 混凝土配合比設計

水下混凝土的配制要求較高，既要保證混凝土的強度和耐久性，又要保證混凝土在灌注時的順利進行。最大水灰比不宜超過0.55，水泥用量不宜小于275kg/m2，最大氯離子含量0.3%，最大堿含量3.0kg/m2，含砂率宜采用0.4～0.5。混凝土拌和物應具有良好的和易性，在運輸和灌注過程中應無顯著離析、泌水現(xiàn)象。灌注時應保持足夠的流動性，其坍落度宜為18～22cm。首批灌注的混凝土初凝時間不得早于基樁全部混凝土灌注完成時間，否則應加入緩凝劑。在開工前28d 進行混凝土配合比設計及試配試驗，合格后報送試驗監(jiān)理工程師審批，同時第三方試驗檢測機構應對承包人的混凝土配合比設計進行復核驗證試驗，驗證合格后報總監(jiān)辦審批后使用。

2.3 施工機械安排

施工機械主要是鉆機、砼拌和機、發(fā)電機、砼澆筑機械等。施工用機械的數(shù)量、性能、規(guī)格型號等作詳細登記造冊，對于不能保證施工技術要求的機械決不能使用，按照“三集中”的要求，混凝土材料使用拌和站集中拌和。鉆孔設備應適合施鉆地質條件，且在數(shù)量上滿足合同和工程進度的需要。

2.4 施工測量放樣

測量工程師對的測量放樣所用的基線控制樁以及高程控制點進行復測，并對樁位進行逐樁復核。

2.5 開工申請報告

在完成施工前準備工作后申報開工，開工申請報告包括：施工組織設計、施工方案，材料、機械準備情況，質量、安全、環(huán)保保證措施，施工進度計劃等。應特別注意鉆孔工藝及混凝土灌注工藝，必須確保灌注樁鉆孔與灌注達到質量要求，經監(jiān)理工程師通過嚴格審核后確認具備開工條件，才同意開工。

3 鉆孔灌注樁施工階段的工藝控制措施

鉆孔灌注樁施工主要包括定位、鉆孔、清孔、安放鋼筋籠、灌注混凝土等工序。由于軟土地基地質條件差異較大,施工工序較多,施工條件較差,所以施工中常會產生一些質量缺陷。這些質量缺陷主要包括坍孔、縮頸、鋼筋籠上浮、散架、混凝土離析、露筋、樁頂混凝土標高不到等。

3.1 定位

由于鉆機整機重量較大，安裝時盡可能拆散，分別吊到平臺組裝就位，利用千斤頂進行調整、固定，使鉆頭中心與鋼護筒頂面中心偏差不大于5cm，拉好風纜繩，將鉆頭吊起，放入護筒內，便可以開始沖擊鉆進。

3.2 開孔

開鉆時先在孔內投入粘土，用沖擊錐以小沖程反復沖擊造漿。開孔及整個鉆進過程中，始終保持孔中水位，并低于護筒頂面30cm 防止溢出，除渣后補水。砂礫層采用濃泥漿、小沖程、高頻率反復沖砸，使孔壁堅實不坍不漏。砂及卵石層開孔或鉆進時，可按1∶1 比例投入粘土和小片石（粒徑不大于15cm），用沖擊錐以小沖程反復沖擊，使泥膏、片石擠入孔壁。必要時須重復回填反復沖擊2～3 次。在鉆孔前制備泥漿。在樁位附近設置制漿池、沉淀池和貯漿池。制備泥漿時，應按照以下指標控制，見表1：

表1 泥漿性能指標范圍

正常鉆進時，我們根據經驗在施工過程中應該注意以下事項：

沖程大小和泥漿稠度應按通過的土層情況掌握。當通過砂、砂礫石或含砂量較大的卵石層時，采用1m～2m 的中、小沖程，并加大泥漿稠度，反復沖擊使孔壁堅實，防止坍孔。當通過含砂低液限粘土等粘土層時，因土層本身可造漿，應降低輸入的泥漿稠度，并采用1m～1.5m 的小沖程，防止卡鉆、埋鉆。當通過堅實卵石層及漂石、基巖之內土層時，可采用4m～5m 的大沖程，使卵石、漂石或基巖破碎。如果表面不平整，應先投入粘土、小片石，將表面填平，再用十字鉆錐進行沖擊鉆進，防止發(fā)生斜孔、坍孔事故。在任何情況下，最大沖程不超過6m，防止卡鉆、沖壞空壁或使孔壁不圓。為正確提升鉆錐的沖程，在鋼絲繩上幫紅布長度標志。在除渣后或因其他原因停鉆后再次開鉆時，應由低沖程逐漸加大到正常沖程以免卡鉆。除渣后應及時向孔內添加粘土或清水或泥漿以維護水頭高度。一次不可投入粘土過多，以免粘錐、卡錐。

3.3 檢孔

鉆進中采用檢孔器檢孔。檢孔器用鋼筋籠做成，其外徑等于設計孔徑，長度等于孔徑的4～6 倍。每鉆進4m～6m，接近及通過易縮孔土層或更換鉆錐前，開始檢孔。用新鑄或新焊補的鉆錐時，應先用檢孔器檢孔到底后，才可放入新鉆錐鉆進。不可用加重壓、沖擊或強插檢孔器等方法檢孔。當檢孔器不能沉到原來鉆達的深度，或大繩（拉緊時）的位置偏移護筒中心時，應考慮可能發(fā)生了彎孔、斜孔或縮孔等情況，如不嚴重時，可調整鉆機位置繼續(xù)鉆孔。不得用鉆錐修孔，以防卡鉆。

3.4 鉆孔 （包括清孔）事故的預防

斜孔、偏孔預防：做好鉆機精確定位和調平工作，使鋼繩、錐頭、護筒、樁位在同一條豎直線上，施工過程中經常用全站儀檢查。通過有效控制，樁基傾斜度均滿足設計要求。鉆孔過程中未發(fā)生塌孔梅花樁等事故。

3.5 清孔

當孔深達到設計標高后，注意事項：當自檢合格達到規(guī)范要求后，報請監(jiān)理工程師檢驗，并從孔底提取泥漿試樣，進行性能指標測試。清孔后泥漿指標：相對密度1.03～1.10;粘度17～20Pa·s;含砂率＜2%;膠體率＞98%。沉淀厚度不大于設計規(guī)定。清孔完成后，應立即準備澆注水下樁基混凝土。

3.6 終孔檢查

利用設置于孔口的臨時水準點為基點，用經檢校合格的鋼尺測出基底標高，并用卷揚機鋼繩通過孔口中心位置下標準檢孔器檢孔。以上各項均滿足規(guī)范要求后，報請監(jiān)理工程師驗收。監(jiān)理工程師檢查合格簽字后即可進行下一道工序。

3.7 鋼筋籠及導管安放

鋼筋籠下放安裝時應特別注意按設計圖或規(guī)范要求加焊鋼筋定位筋，同時鋼筋籠在孔口拼接完成后放入孔內后應將鋼筋籠頂面固定，以保證其平面位置。鋼筋籠下放過程中，要嚴防與孔壁碰撞，確保豎直下放，為防止鋼筋籠在砼澆注過程中上浮，在鋼筋籠底部加焊“十”字筋。鋼筋骨架的制作和吊放的允許偏差為：主筋間距±10mm；箍筋間距±20mm；骨架外徑±10mm；骨架傾斜度±0.5%；骨架保護層厚度±20mm，骨架中心平面位置20mm；骨架頂端高程±20mm，骨架底面高程±50mm。導管采用直徑30 厘米無縫鋼管，接頭用旋絲加密封圈連接。導管在使用前應進行必須的水密性試驗與接頭抗拉試驗，確保無誤后方可使用。

3.8 樁身澆注

樁身澆注質量的保證措施如下：

（1）在混凝土灌注前的一段時間里,須保證孔壁的穩(wěn)定性,不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為保證孔底沉渣厚度達到規(guī)范的技術要求,以免影響樁的承載力,鉆孔到設計持力層以后,要對泥漿進行循環(huán)稀釋來降低相對密度,以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。除此之外,還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣,要求嚴格時,在安放鋼筋籠后、下放導管之前仍要進行吸渣處理。

（2）吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔,不得有變形損壞。吊放后,先將鋼筋籠在垂直位置上固定好,然后進行第二次清孔,檢測孔底的淤泥厚度,符合規(guī)定后,于0.5 h 之內開始混凝土的灌注施工。

（3）完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業(yè)時間要緊湊,不宜過長;混凝土的漿體濃度要恰當,澆灌量不得低于設計值,不然會降低泥漿的置換率造成夾泥。

（4）在灌注過程中,要嚴格把握施工進度和時間,經常地略微提升導管,以使混凝土均勻注入。導管埋入混凝土的深度一般控制在1～3 m 之間且不得小于1 m,每間隔15～20 min,要對混凝土面和導管沉入深度進行一次測量和校核。

（5）若施工過程中發(fā)生了混凝土堵塞導管的現(xiàn)象,一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當,或者是因為導管漏水漏漿導致管內混凝土與管壁的摩擦力增大、流動性降低造成的,要分清原因有針對性地加以解決,切不要無控制地靠提管消除堵塞。

4 人工挖孔樁施工階段的工藝控制措施

人工挖孔樁施工主要包括定位、挖孔、安放鋼筋籠、灌注混凝土等工序。但它有一定的局限性，一般在地下水位以上的土層中，干作業(yè)成孔較為理想；在有較豐富的上層滯水或地下水的土層中，不宜選用。

5 樁身質量的驗收

樁基質量的檢驗內容和方法應符合規(guī)范的規(guī)定,通常檢測承載力采用樁荷試驗或大應變動測法,而檢驗樁身質量一般是通過對鉆芯樣實施超聲波檢測進行檢驗,抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10%,若工程需要時,還可相應增加檢驗數(shù)量直至逐根檢查，見表2。

6 其他需要注意的事項

（1）鉆孔施工原始記錄，施工人員在鉆孔灌注樁鉆進過程中做好鉆孔施工記錄，對記錄填寫不及時及填寫不準確的，及時糾正并要求施工員整改。

表2 樁基小應變檢測結果表

（2）樁底持力層確定。為防止樁基持力層判斷不準確，在入巖時應通知設計代表進行確認，取樣按0.5m一次抽取，并留照片。

（3）端承樁樁底沉渣厚度，在沉淀層厚度超標時，重新清孔，直到合格為止。

（4）鋼筋籠偏位，鋼筋籠保護層采用餅形高標號砂漿塊，保證鋼筋保護層達到設計要求。

（5）鋼筋籠上浮的控制。

（6）樁頂混凝土不密實或強度低的問題，為保證樁頂混凝土質量，開盤時試驗人員嚴格做好施工配合比和塌落度試驗。

（7）實行“首件工程認可”制度，對項目重點分項工程全面實行“首件工程認可”制度。通過首件，認真對施工組織、施工方案、工藝要點、材料控制、實體與外觀質量進行總結與完善，讓首件起到典型示范、總結提高的作用。召開了首件總結會議，總結檢查首件質量，發(fā)現(xiàn)不足，提出了改進措施，后續(xù)樁基外觀質量得到進一步提高。

7 結束語

福建省松溪（閩浙界）至建甌高速公路A2 合同段高屯大橋于2012 年12 月建成通車，經過2 年多的正常運營，橋梁完好，行車順暢。橋梁各項檢測指標均符合技術規(guī)范要求。質量控制措施的開展,旨在以點帶面，推進鉆孔灌注樁通病治理工作上一臺階，進一步加強質量控制力度，全面提升橋梁工程耐久性和安全性。