探析公路橋梁樁基施工技術(shù)及混凝土的質(zhì)量控制

張 志 強(qiáng)

(山西遠(yuǎn)方路橋(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 大同 037008)

橋梁樁基是橋梁的底層結(jié)構(gòu)，它是連接地基和橋梁下部的部分，在承重功能上，公路橋梁樁基需要將橋梁主體的全部重量均勻地分散到地下的土層和巖石層中，由此不難看出樁基的重要性，作為橋梁施工的核心，樁基的質(zhì)量就決定了橋梁所能達(dá)到的最高質(zhì)量，如今經(jīng)過(guò)多年的基建施工，我國(guó)在樁基的處理上有了自己的心得。

1 混凝土公路橋梁樁基的特點(diǎn)

要控制好橋梁樁基的質(zhì)量水平，首先要明確橋梁樁基應(yīng)當(dāng)具備的基本特點(diǎn)，第一就是高強(qiáng)度，而抗壓自然就是首要因素，另外在河流地帶的橋梁樁基，要具有耐沖擊，耐侵蝕的特點(diǎn)，由于地表的自身震動(dòng)和可能遭遇的地震震動(dòng)，因此還要對(duì)樁基有一定的抗折能力；對(duì)橋梁樁基的第二要求就是穩(wěn)定性，要橋梁具備整體感，這樣一來(lái)，當(dāng)橋梁的某一部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，才不會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果，另外，橋梁樁基還要具有一定的可維護(hù)性，雖然在設(shè)計(jì)上，橋梁的壽命至少都是20年以上，不過(guò)它終有一天會(huì)面臨翻修，因此在樁基與橋梁主體之間要設(shè)定一定的可拆卸的機(jī)械耦合，這才能讓以后的維護(hù)成本大大降低。

2 公路橋梁樁基施工中常見(jiàn)問(wèn)題和原因分析

針對(duì)我國(guó)目前公路橋梁樁基中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題和維護(hù)方法，相關(guān)人士進(jìn)行了分析總結(jié)。

2.1 孔斜施工問(wèn)題

在橋梁樁基建設(shè)的硬質(zhì)地基上進(jìn)行鉆孔是建設(shè)樁基的第一步，為了保證最終樁基的穩(wěn)定性，底層地基一般都是以巖石為主的硬質(zhì)土地，這時(shí)打孔具有較大的困難，在實(shí)際操作中，由于硬質(zhì)土地的內(nèi)部硬度分布也是不均勻的，所以在遭遇到硬度較大的卵石時(shí)容易導(dǎo)致鉆孔方向出現(xiàn)偏差，這就是孔斜施工問(wèn)題。

如果孔斜施工問(wèn)題發(fā)現(xiàn)較早而且偏離程度不大，那么常用的操作就是吊住鉆頭重新鉆孔，但是在面臨較大的誤差時(shí)，需使用填充材料對(duì)空隙進(jìn)行填充，然后才能繼續(xù)進(jìn)行鉆孔操作。在鉆孔對(duì)于數(shù)據(jù)誤差要求見(jiàn)表1。

表1 灌注樁成孔允許偏差

2.2 樁位裂隙與溶洞問(wèn)題

樁位裂隙坍孔問(wèn)題是在以石灰?guī)r為主的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，常見(jiàn)的地區(qū)就是溶洞地區(qū)，在這樣的地區(qū)施工，地表硬度雖然有所下降，利于鉆孔，但是石灰?guī)r本身具有一定的含水量容易導(dǎo)致鉆孔中出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，一般來(lái)說(shuō)，輕微的石灰?guī)r漏漿現(xiàn)象是很常見(jiàn)的，甚至可以說(shuō)是必然的，不必做太多理會(huì)，但是當(dāng)漏漿現(xiàn)象比較明顯時(shí)就應(yīng)當(dāng)注意了，這說(shuō)明此地的石灰?guī)r可能會(huì)出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象，所謂坍孔就是隨著地面漏漿的發(fā)生，地表也進(jìn)行快速沉降，平均速度達(dá)到2 m/h，這樣的沉降已經(jīng)對(duì)施工產(chǎn)生了危害。在應(yīng)對(duì)漏漿現(xiàn)象時(shí)，需要對(duì)石灰?guī)r的土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步分析，檢查漏漿現(xiàn)象是否會(huì)干擾后續(xù)混凝土的灌漿問(wèn)題，在漏漿嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意保證巖石內(nèi)外水位差，降低突發(fā)性坍孔的發(fā)生，在坍孔發(fā)生后，可以以土石回填，然后評(píng)估地基的穩(wěn)定性，考慮下一步鉆孔計(jì)劃的可行性。

2.3 樁基斷樁問(wèn)題

在樁基完成建設(shè)后，需要向樁基和地表之間填充混凝土增加樁基的抗壓能力，但是如果混凝土出現(xiàn)問(wèn)題，那么就容易導(dǎo)致樁基出現(xiàn)斷裂側(cè)滑，這就是樁基斷樁問(wèn)題，樁基斷樁問(wèn)題在我國(guó)公路橋梁建設(shè)中出現(xiàn)的頻率較高，具有較大的普適性，分析發(fā)現(xiàn)其中的主要原因有以下幾點(diǎn)：

首先就是本身施工問(wèn)題中排水導(dǎo)管距離孔底的位置太遠(yuǎn)，造成排水效率較低，混凝土被稀釋后強(qiáng)度降低導(dǎo)致引發(fā)斷樁，然后就是地下水量過(guò)大也是斷樁原因，還有就是因?yàn)楦鞣N原因?qū)е聵痘撞看嬖趲r渣沉積現(xiàn)象，因而導(dǎo)致樁基的結(jié)合不緊密，最后就是操作違規(guī)，沒(méi)有在澆灌混凝土后進(jìn)行回頂作業(yè)，導(dǎo)致混凝土之間產(chǎn)生大量空洞，凝結(jié)不夠密實(shí)因而引發(fā)斷樁。

對(duì)于斷樁問(wèn)題的實(shí)際控制是從對(duì)樁基施工技術(shù)改良和對(duì)混凝土的質(zhì)量控制上入手的，首先需要做好斷樁預(yù)防，該過(guò)程的控制上要做好以下三點(diǎn):第一就是水泥的初凝時(shí)間應(yīng)當(dāng)高于2.5 h，在面對(duì)工程較大，灌注時(shí)間較長(zhǎng)的工程時(shí)，可以適當(dāng)加入緩凝劑減緩混凝土的凝固時(shí)長(zhǎng)，另外在灌注中使用的導(dǎo)管上，要嚴(yán)格按照規(guī)格篩選;第二就是在施工前，要先對(duì)施工點(diǎn)的土質(zhì)和水文環(huán)境進(jìn)行考察，特別是地下水情況，要做好及時(shí)的排水工作防止地下水對(duì)混凝土的成分比例產(chǎn)生干擾;第三就是在灌注之前先做好沉渣的清理工作，保證混凝土的緊密貼合程度。

然后就是在已經(jīng)發(fā)生斷樁時(shí)的處理工作，當(dāng)在灌注中發(fā)生了斷樁事故，應(yīng)當(dāng)立即采用沖擊鉆將扭斷鋼筋連同混凝土攪碎，然后使用電磁鐵吸出，這時(shí)再考慮利用牙輪鉆在混凝土面直接打孔，將一條比鋼筋籠直徑稍微大的鋼護(hù)筒插入到混凝土中，清理掉其中的混凝土，以清水接樁實(shí)現(xiàn)修復(fù)。另外還有凍結(jié)施工法，其做法是在樁外鉆孔、放入冷混凝土材料，再進(jìn)行低溫凍結(jié)，讓整個(gè)混凝土和孔壁土凍結(jié)在一起，形成一體的凍土帷幕。還有就是旋噴帷幕施工法。它的操作是在樁身連續(xù)鉆孔時(shí)，同時(shí)進(jìn)行旋噴灌漿，以泥漿置換需要替換的混凝土，最后再以清水置換泥漿，最后再在清水中進(jìn)行水下混凝土灌漿。

3 公路橋梁樁基施工中混凝土質(zhì)量的綜合控制措施

3.1 灌漿前進(jìn)行人員配置檢查

在正式灌樁前，應(yīng)當(dāng)邀請(qǐng)相關(guān)部門(mén)和機(jī)構(gòu)協(xié)同工程設(shè)計(jì)師進(jìn)行聯(lián)合檢查，在檢查中，工程負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)積極配合，提供相關(guān)數(shù)據(jù)資料，在驗(yàn)證數(shù)據(jù)資料無(wú)誤后才能發(fā)放正式施工的同意證明書(shū)，同時(shí)在檢查過(guò)程中，質(zhì)檢人員應(yīng)當(dāng)查看后續(xù)的灌漿計(jì)劃中的數(shù)據(jù)與當(dāng)下檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)配置是否吻合，對(duì)于施工方內(nèi)部規(guī)章制度存在的漏洞也要及時(shí)提出改進(jìn)要求。

3.2 做好鉆孔泥漿的質(zhì)量控制

在實(shí)際鉆孔中，為了降低鉆頭與巖石之間的機(jī)械損耗，往往會(huì)用到鉆孔泥漿進(jìn)行輔助，而泥漿本身的成分和質(zhì)量也影響到了鉆孔的質(zhì)量和鉆孔的速度，所以對(duì)于鉆孔泥漿進(jìn)行質(zhì)量控制，就直接影響到樁基建設(shè)的進(jìn)度。

3.3 對(duì)混凝土質(zhì)量進(jìn)行控制

混凝土作為灌漿的主體，混凝土本身的成分直接決定了最后樁基的質(zhì)量問(wèn)題，在通常情況下，常用的方法是使用超聲波無(wú)損檢查，這樣的檢查既不會(huì)降低混凝土本身質(zhì)量又能得到較為精確的數(shù)據(jù)，但是使用超聲波檢查需要設(shè)置探測(cè)管，而探測(cè)管設(shè)置的位置又和質(zhì)量把控有著密切的關(guān)系，在操作中，需要將探測(cè)管進(jìn)行置底，隨時(shí)監(jiān)測(cè)樁底是否有氣泡和斷樁問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.4 隨時(shí)監(jiān)測(cè)鉆孔水位和泥漿指標(biāo)

鉆孔水位和泥漿指標(biāo)可以很好地反映鉆孔過(guò)程中的鉆孔進(jìn)度、因素控制和成孔情況，它更是鉆孔孔壁的直接體現(xiàn)，在對(duì)鉆孔水位和泥漿的檢測(cè)評(píng)估中要根據(jù)既有的經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)做出合理判斷，通過(guò)數(shù)據(jù)及變化隨時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在危險(xiǎn)，在技術(shù)人員不在時(shí)不能對(duì)鉆孔進(jìn)行操作，不過(guò)這時(shí)仍需要記錄水位和泥漿指標(biāo)的變化。

3.5 注漿前要清理沉渣

沉渣在注漿過(guò)程中有危害，因此清理沉渣是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，不過(guò)清理沉渣過(guò)程具有一定的困難，目前在施工中最常用的就是在測(cè)砣法的基礎(chǔ)上引用沉淀盒法，這種方法有利于加大孔深，控制線(xiàn)長(zhǎng)。