橋梁樁基施工中的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策探索

文 / 貴州交通建設(shè)集團(tuán)有限公司 王志

隨著我國(guó)交通行業(yè)的快速發(fā)展，橋梁工程建設(shè)廣泛開(kāi)展，為人們的通行和地區(qū)間的貿(mào)易往來(lái)帶來(lái)了極大的便利。在橋梁工程中，樁基施工是其中的重要工序之一，對(duì)于橋梁整體的穩(wěn)定性和安全性有較大影響。對(duì)此，必須對(duì)樁基施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，提高施工質(zhì)量。本文首先闡述了橋梁樁基施工工藝，其次總結(jié)了施工中的常見(jiàn)問(wèn)題，然后提出解決對(duì)策，旨在為類(lèi)似工程施工提供參考，提高施工方案的針對(duì)性，全面提升橋梁建設(shè)水平。

引言

當(dāng)前我國(guó)對(duì)于橋梁施工技術(shù)研究深入，經(jīng)驗(yàn)豐富，但是城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)橋梁施工工藝也提出了更為嚴(yán)苛的要求。因橋梁工程建設(shè)環(huán)境復(fù)雜多變，往往就可能會(huì)造成質(zhì)量的不可控。為保證橋梁的安全運(yùn)行，必須注重施工過(guò)程的把控。

作為施工單位，需就以往的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行匯總分析，明確樁基施工中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，做好預(yù)防工作，若出現(xiàn)塌孔、堵管等問(wèn)題，也能及時(shí)安排專(zhuān)人進(jìn)行處理。下文就此進(jìn)行詳細(xì)分析。

橋梁樁基施工概述

樁基是地基和橋面底部的連接體，是橋梁工程中最為基礎(chǔ)的施工內(nèi)容。樁基施工通常都是將土表或者是堅(jiān)硬的石表作為基底，樁基的上半部分與橋梁支撐點(diǎn)墩低相連接，為橋梁的下部。

樁基是常見(jiàn)的深基礎(chǔ)類(lèi)型，在地質(zhì)條件較差的區(qū)域下，淺基礎(chǔ)無(wú)法滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)對(duì)于地基強(qiáng)度、抗變形和穩(wěn)定性等相關(guān)要求，則需通過(guò)樁基施工確保橋梁的承載力，延長(zhǎng)其使用壽命。

從樁基的作用原理角度分析，樁基是通過(guò)承受荷載的樁，將樁側(cè)的摩擦阻力和樁端的阻力通過(guò)上部承受的荷載傳送至深土層中，樁側(cè)的樁身材料與樁側(cè)土的彈性抗力可與樁上部承受的橫向荷載相抵消。橋梁樁基施工中常用的施工工藝有人工挖孔樁基施工與鉆孔灌注樁施工技術(shù)。

人工挖孔樁基技術(shù)，是人力挖掘形成橋梁樁基孔，后在鋼筋骨架基礎(chǔ)上關(guān)注混凝土。該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為應(yīng)用靈活性強(qiáng)，適用范圍廣，質(zhì)量檢測(cè)工作實(shí)施方便。鉆孔灌注樁技術(shù)是利用專(zhuān)用設(shè)備鉆孔灌注。施工過(guò)程中需跟蹤監(jiān)測(cè)泥漿和孔內(nèi)水位變化。該工藝的優(yōu)勢(shì)為設(shè)備簡(jiǎn)單，操作便捷，噪音較低，施工效率高。

橋梁樁基施工中存在的常見(jiàn)問(wèn)題

縮孔

對(duì)縮孔的形成原因進(jìn)行分析，多為施工環(huán)境、地質(zhì)條件較差造成的。在施工中，需放置鋼筋籠，若現(xiàn)場(chǎng)條件不符合要求，如地質(zhì)過(guò)于松軟，則在成孔后，泥漿的比重會(huì)有所下降，則造成鋼筋籠無(wú)法順利下方。同時(shí)，若孔洞四周雜物擺放雜亂，或者施工人員操作不當(dāng)，則孔洞也會(huì)受外力影響，其應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，也易造成縮孔。

塌孔

塌孔是橋梁樁基施工中的常見(jiàn)問(wèn)題，多是由于向孔內(nèi)注水時(shí)水流速度控制不當(dāng)、孔壁護(hù)壁所用泥漿配置不當(dāng)、提鉆操作不當(dāng)?shù)纫l(fā)的。

堵管

堵管形成原因如下：混凝土配合比設(shè)計(jì)不合理，封底時(shí)所用的材料未攪拌均勻，塌落度小，混凝土不能順利下落，大量堆積，使得混凝土過(guò)早凝固，從而引發(fā)堵管問(wèn)題。同時(shí)，塞球直徑或?qū)Ч苤睆竭x擇不恰當(dāng)，或?qū)Ч苎诼裆疃冗^(guò)深，也會(huì)引發(fā)堵管問(wèn)題。

鋼筋籠偏位

若鋼筋籠的長(zhǎng)度不符合工程施工要求，或鋼筋籠的保護(hù)工作未落實(shí)到位，在鋼筋籠下落時(shí)就會(huì)發(fā)生變形。吊裝鋼筋籠時(shí)，需注意下放速度的控制。若速度過(guò)快，則鋼筋籠不能一直保持垂直，則會(huì)造成鋼筋籠偏位。

在進(jìn)行鋼筋籠底部混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，若鋼筋籠松動(dòng)，則在混凝土上升作用下，鋼筋籠向上浮動(dòng)，而導(dǎo)管向鋼筋籠下部灌注混凝土?xí)r提升導(dǎo)管，混凝土灌注量過(guò)大，當(dāng)超出鋼筋籠高度時(shí)則會(huì)外溢，也會(huì)引發(fā)偏位問(wèn)題。

斷樁

在樁體水下施工過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)方案不合理，對(duì)于樁基的截面強(qiáng)度不能進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，截面形狀設(shè)計(jì)方案不能得到優(yōu)化，影響施工進(jìn)度，灌注作業(yè)不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，造成早期灌注的混凝土初凝，導(dǎo)管無(wú)法順利拔出，造成斷樁。

此外，導(dǎo)管埋深超出設(shè)計(jì)值，導(dǎo)管外的混凝土已經(jīng)初凝，拔管時(shí)若操作不當(dāng)，用力過(guò)大等會(huì)造成導(dǎo)管直接斷裂。

橋梁樁基施工問(wèn)題的處理策略

縮孔的處理對(duì)策

為避免縮孔問(wèn)題的發(fā)生，需做好拔管工作，并嚴(yán)格控制混凝土坍落度，參考范圍為50～70mm。拔管時(shí)，需注意好速度和幅度的控制。同時(shí)，施工人員需對(duì)孔口四周進(jìn)行全面檢查，合理應(yīng)用正孔器，減小側(cè)壓力。另外，對(duì)于孔斜的處理，需對(duì)偏斜位置進(jìn)行掃孔，確保鉆孔垂直度。

塌孔的處理對(duì)策

對(duì)于孔口坍塌，需先拆除現(xiàn)有的護(hù)筒，并在孔口四周回填土壤，反復(fù)夯擊后埋入加長(zhǎng)型護(hù)筒，然后再進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)。為保證護(hù)壁穩(wěn)固，鉆孔過(guò)程中，可使用片石或卵石進(jìn)行填充，通過(guò)反復(fù)沖擊提高護(hù)壁的穩(wěn)定性。對(duì)孔內(nèi)坍塌，施工人員需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況和以往的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步判斷，確定坍塌的位置，若坍塌情況不嚴(yán)重，則可以混合砂與黏土進(jìn)行塌孔上方部位的回填，后正常進(jìn)行鉆進(jìn)。若坍塌嚴(yán)重，則需再回填的同時(shí)提高回填物的密實(shí)度。

堵管的處理對(duì)策

堵管問(wèn)題發(fā)生后，需對(duì)堵管原因進(jìn)行分析，提出解決方案。若堵管問(wèn)題不嚴(yán)重，則可以使用卷?yè)P(yáng)機(jī)提導(dǎo)管夾板沖震導(dǎo)管方式，通過(guò)沖震力在不拔管的情況下疏通管內(nèi)。若埋深過(guò)大，則需按照快速拔管、快速清理、快速下管的原則進(jìn)行處理，并及時(shí)清理混凝土面的浮渣。

若骨料離析下沉，則需立即拔出導(dǎo)管，待孔內(nèi)混凝土終凝，使用小一級(jí)的清孔鉆進(jìn)行孔內(nèi)清理，后下放小鉆孔兩倍長(zhǎng)度的鋼筋籠。最后，置入導(dǎo)管。但是需注意的是，在灌注混凝土?xí)r，需注重混合材料的配置比例和性能控制，并嚴(yán)格監(jiān)測(cè)灌注過(guò)程。這里結(jié)合具體工程實(shí)例進(jìn)行闡述。

例如某橋梁基礎(chǔ)有4根直徑為1800mm、樁長(zhǎng)為15m的灌注樁，單樁豎向承載力特征值Ra=600kN。為避免堵管問(wèn)題，施工單位確定質(zhì)量控制工作重點(diǎn)為施工材料和混凝土灌注作業(yè)的控制。

工程中所用的鉆孔泥漿主要由膨潤(rùn)土、水和添加劑等組成。因此類(lèi)材料具有冷卻、潤(rùn)滑、隔斷孔內(nèi)外滲流和提高靜水壓力等作用，施工單位要根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件對(duì)泥漿的密度進(jìn)行嚴(yán)格控制。因膨潤(rùn)土的使用關(guān)系著泥漿的實(shí)際比重，在施工時(shí)，施工人員需要在挖掘泥漿池前就提前制備好材料。

對(duì)于泥漿制備，該工程嚴(yán)格遵循以下性能指標(biāo)：泥漿比重：選用管狀鉆頭時(shí)，泥漿比重控制范圍為1.1～1.3，鉆土中孔底的泥漿比重不得大于1.3，若為大漂石，則孔底泥漿比重不得大于1.4，若為巖石，則底部泥漿的比重不得大于1.2；含砂率：新泥漿比重需控制在1%以下，pH值不得小于6.5；粘度：普通地層的粘度控制范圍為18～24s，而松散地層的粘度控制范圍為22～30s。

對(duì)于混凝土灌注，該工程施工單位的控制措施如下：

第一，施工人員按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求進(jìn)行混凝土攪拌作業(yè)，持續(xù)時(shí)間不得少于1.5min，在攪拌工作結(jié)束后需對(duì)混凝土的坍落度與和易性進(jìn)行檢測(cè)，若各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果均顯示為合格，方可組織施工人員進(jìn)行澆筑工作；

第二，在混凝土澆筑之前需先對(duì)孔道中的殘?jiān)冗M(jìn)行全面清理，并測(cè)量殘?jiān)练e厚度，并在井孔的中央位置設(shè)置導(dǎo)管，在確保導(dǎo)管穩(wěn)固的情況下有序開(kāi)展水密、承壓等試驗(yàn)；

第三，混凝土澆筑時(shí)，綜合使用溜槽和串筒保證樁心混凝土的聚合性，但是不得在10m范圍內(nèi)進(jìn)行鉆孔，需在澆筑作業(yè)結(jié)束后6h進(jìn)行回填，灌注混凝土過(guò)程中，首批混凝土灌注要使其能夠滿(mǎn)足導(dǎo)管埋入深度要求，應(yīng)大于1m，灌注過(guò)程要做到持續(xù)性與有序性，避免出現(xiàn)導(dǎo)管被壓漏的情況，注意控制灌注時(shí)間不應(yīng)超過(guò)首批混凝土的初凝時(shí)間。

鋼筋籠偏位的處理對(duì)策

施工人員需對(duì)鋼筋籠的標(biāo)高進(jìn)行跟蹤測(cè)驗(yàn)，在鋼筋籠安裝到位后，采用抗浮筋、吊筋等做好固定工作，避免鋼筋籠下沉或混凝土灌注期間的上浮問(wèn)題。同時(shí)，需注意鋼筋籠保護(hù)層厚度的控制，偏差需控制在1cm以?xún)?nèi)，而清孔過(guò)程中，導(dǎo)管應(yīng)能上下自由活動(dòng)。若鋼筋籠出現(xiàn)上浮，則施工人員可使用鋼管擠壓護(hù)筒，減小偏位。

斷樁的處理對(duì)策

施工單位需嚴(yán)格按照現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范開(kāi)展施工作業(yè)，設(shè)計(jì)人員需對(duì)橋梁樁基強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，基于第一、第二、第三強(qiáng)度理論標(biāo)反復(fù)核算。一般樁基施工中混凝土水泥用量不得低于350kg/m3，配比需比標(biāo)號(hào)高15%，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)控制為1.3左右。為保證施工的連續(xù)性，需提前準(zhǔn)備充足的混凝土材料，并嚴(yán)格控制導(dǎo)管的拆卸時(shí)間，避免因砂礫直徑過(guò)大引發(fā)孔洞堵塞的問(wèn)題，對(duì)此，砂礫直徑不得大于3cm。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，橋梁樁基施工對(duì)于橋梁整體的穩(wěn)定性和承載力具有重大影響，而樁基也是支撐橋梁荷載的主要結(jié)構(gòu)。但是因樁基施工工藝復(fù)雜，易受外部環(huán)境、施工工藝等因素的影響，往往會(huì)引發(fā)諸多質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)此，需在優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工方案的前提下，做好常見(jiàn)施工問(wèn)題的防治方案，做好堵管、斷樁等問(wèn)題的應(yīng)急處理工作，確保工程的順利完工。