橋梁大直徑預制管樁施工質量控制

張華

（中鐵建預制構件研發(fā)咨詢（上海）有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

1 引言

隨著城市化的快速發(fā)展和人口的不斷增加，橋梁工程的建設需求越發(fā)迫切。在現(xiàn)代橋梁工程中，大直徑預制管樁常被用于支撐橋墩、 承受橋梁荷載和穿越復雜的地質條件，如軟土、高地下水位等。大直徑預制管樁因其承載力大、施工周期短、環(huán)境污染少等優(yōu)勢，已成為眾多橋梁項目的首選地基工程方案[1]。大直徑預制管樁的施工質量控制一直是橋梁建設中的關鍵，不合格的管樁可能導致橋梁的結構問題、安全隱患，甚至陷入昂貴的維修和加固過程。為確保橋梁的安全性和可持續(xù)性，必須采取適當?shù)目刂拼胧源_保大直徑預制管樁的施工質量達標。

2 工程概況

以淮宿蚌鐵路站前Ⅳ標為例，管樁段主要結構物為固鎮(zhèn)西特大橋（361#墩～1005#臺）、新建固鎮(zhèn)南站、蚌埠北特大橋0#臺～213#墩（含）。樁基礎為管樁基礎，樁徑80 cm，采用TLQPHC-800-I-C80 型管樁，管樁接頭連接采用機械連接，管樁配樁根據(jù)總樁長進行調(diào)整，與承臺連接管樁單節(jié)樁長不小于15 m，每根樁接頭不超過3 個。管樁圖紙根據(jù)通橋（2018）8130-I 《鐵路橋梁大直徑先張法預應力混凝土管樁標準》執(zhí)行，如圖1 所示。

圖1 固鎮(zhèn)西特大橋803#墩管樁工藝試驗平面布置圖

為了更科學地指導施工，嚴格控制預應力混凝土管樁施工質量，在正式施工前進行了現(xiàn)場工程樁工藝試樁。

為驗證成樁工藝，5#、6#樁采用了先引孔至2/3 樁長，再采用錘擊法沉樁施工；8#、9#、3#、2#樁采用先錘擊法沉樁，在沉樁過程中如出現(xiàn)困難，則采用長螺旋鉆機引孔輔助施工，引孔直徑不大于0.4 m，引孔長度不大于2/3 樁長。

為有效對比機械連接和焊接連接在工藝、質量、施工時間方面的差異，試樁時，5#、6#、8#樁采用機械連接工藝；2#、3#、9#樁采用焊接連接工藝。

為對比高應變檢測與低應變檢測樁身完整性結果，5#、6#、8#樁采用高應變檢測樁身完整性；5#、6#、8#、9#、3#、2#樁6 根樁采用低應變檢測樁身完整性。

通過試樁試驗獲得，附近地層采用大直徑PHC 管樁沉樁工藝，驗證并確定管樁施工各項設計、施工參數(shù)，確定施工機械型號的選用，以及配樁方案、連接方式、沉樁偏差糾正及垂直度控制、送樁方法、管樁樁身完整性檢測方法。為大直徑預制管樁的施工質量控制提供依據(jù)，把握好施工質量極為重要，關系到整個橋梁的安全性、可靠性,施工質量控制顯得尤為重要[2]。

3 橋梁大直徑預制管樁施工質量控制措施

3.1 工藝流程

以淮北至宿州至蚌埠城際鐵路固鎮(zhèn)西特大橋現(xiàn)場工程樁工藝試樁為例，本次試樁的施工程序為：原地面處理→測量放樣→打樁機就位→樁起吊就位→樁的校正→打入第一節(jié)樁→樁的接頭處理→打入下一節(jié)樁（如沉樁困難，則采用長螺旋樁機引孔）→成樁至設計深度→樁機移位→成樁質量檢驗。

3.2 現(xiàn)場施工質量控制

在淮北至宿州至蚌埠城際鐵路固鎮(zhèn)西特大橋項目中，現(xiàn)場施工質量控制具有關鍵作用，是確保工程安全和可靠性的核心因素[3]。

3.2.1 施工前的準備

1）施工場地平整碾壓密實，需要換填的位置要及時換填，確保施工場地無樹根、磚塊、雜物等影響樁基施工。

2）樁機進場組裝調(diào)試完畢，要求調(diào)試合格。施工現(xiàn)場采用柴油發(fā)電機組供電，各種用電設備線路連接規(guī)范。

3）管樁進場驗收。預應力管樁型號為TLQ-PHC-800-IC80型，強度為C80，管樁采用外購成品，運輸?shù)浆F(xiàn)場。外購的管樁廠家應具備相應的生產(chǎn)資質，且管樁的原材料、構配件規(guī)格、 型號和強度報告等質量證明文件隨成品管樁一起至現(xiàn)場待檢。外購的管樁預制依據(jù)必須采用鐵路通橋（2018）8130-I和GB 13476—2009《先張法預應力混凝土管樁》、JGJ/T 406—2017《預應力混凝土管樁技術標準》的驗收標準。

管樁進場后，由項目技術人員、質檢人員自檢合格后會同監(jiān)理工程師按照通橋（2018）8130-2 嚴格控制預應力混凝土管樁施工質量，在正式施工前，進行了現(xiàn)場工程樁工藝試樁。

為驗證成樁工藝，5#、6#樁采用了先引孔至2/3 樁長，再采用錘擊法沉樁施工；8#、9#、3#、2#樁采用先錘擊法沉樁，在沉樁過程中如出現(xiàn)困難，則采用長螺旋鉆機引孔輔助施工，引孔直徑不大于0.4 m，引孔長度不大于2/3 樁長。

為有效對比機械連接和焊接連接在工藝、質量、施工時間方面的差異，試樁時，5#、6#、8#樁采用機械連接工藝；9#、3#、2#樁采用焊接連接工藝。

為對比高應變檢測與低應變檢測樁身完整性結果，5#、6#、8#樁采用高應變檢測樁身完整性；5#、6#、8#、9#、3#、2#樁6 根樁采用低應變檢測樁身完整性。依據(jù)通橋 （2018）8130-I、GB 13476—2009 《先張法預應力混凝土管樁》、JGJ/T 406—2017《預應力混凝土管樁技術標準》對管樁的外觀、樁徑、長度、壁厚、樁身彎曲度、樁端頭板的平整度、樁身強度，以及樁身上的材料標識等按規(guī)范進行驗收，并審查產(chǎn)品合格證明文件，把好材料進場驗收關，同時填寫《先張法預應力混凝土管樁質量檢查及外觀質量檢查驗收》記錄表。根據(jù)設計及施工規(guī)范要求等級，將不符合要求的管樁清退出場。

3.2.2 施工實施與監(jiān)控

1）在現(xiàn)場定位和測量方面，確保管樁的精確定位是重要任務。使用高精度工具，如全站儀或GPS，實現(xiàn)管樁位置的高度準確性。這意味著每根管樁的位置、傾斜度和深度都能夠與設計要求完全吻合，消除誤差和偏差的風險。全站儀和GPS 技術的應用使施工團隊能夠在三維空間內(nèi)進行實時測量，實現(xiàn)了對管樁位置的實時監(jiān)測和調(diào)整。

2）確定試樁參數(shù)見表1。

表1 管樁試樁參數(shù)

3）管樁的運輸、堆放、吊運及插樁。管樁運輸時，必須做到平穩(wěn)、輕起輕放、嚴禁拋擲、碰撞、滾落；堆放層數(shù)不宜超過3 層，并用鉤繩、鋼纜對管樁二支點處附近進行封固，防止?jié)L動[4]；需采用專用合適的運輸平板車。管樁堆放場地應平整、堅實，采用方木在樁身兩端點做相應支墊；場地內(nèi)堆放時不得超過4 層；管樁在現(xiàn)場堆放后，需要二次倒運時，可采用吊機及平板車配合操作。單根管樁吊運時，采用兩頭勾吊法，吊繩與樁夾角應大于45°；豎起時，可采用單點法，管樁起吊運輸過程中應平穩(wěn)輕放，以免受到振動、沖撞。

4）打樁。管樁施打過程中，采取重錘低擊。管樁表面每米采用紅色油漆劃線標記，以便做好打樁記錄。

5）第一節(jié)管樁打入完成后，應進行接樁，接樁前用鋼絲刷清除待接樁接頭表面的污物和鐵銹，將準備接長的管樁與已打入的管樁對齊后采用專用抱箍式連接卡和半圓頭內(nèi)六角螺栓進行連接。焊接工藝連接。采用端板焊接連接，接樁前先將下段樁頂清理干凈，然后把上段樁吊放在下段樁端板上，拼接處坡口槽電焊應分層對稱進行，焊接時應采取措施減少焊接變形，焊縫應連續(xù)飽滿。（滿足二級焊縫）焊后，應清除焊渣，檢查焊縫飽滿程度；焊縫質量采用磁粉探傷法檢測。接樁宜在樁尖穿過較堅硬的土層后進行，接樁采用2 臺電焊機同時分層對稱焊接。

6）長螺旋樁機就位。當未達到設計樁底標高，且每擊沉樁量無明顯下沉等存在沉樁困難時，應采用長螺旋鉆機移位至樁位，通過管樁中空孔下鉆桿進行引孔。

3.3 施工過程中出現(xiàn)的異常情況及控制措施

3.3.1 樁頭損壞

根據(jù)地質條件、樁斷面尺寸及形式，合理選擇樁錘。樁頂平面垂直于樁的軸線。檢查樁帽與樁的接觸面處是否平整，如不平整應進行處理，方可施打。沉樁時，穩(wěn)樁要垂直。沉樁的錘擊性能、襯墊（即錘墊、樁墊）及參數(shù)配置正確。

3.3.2 斷樁

1）因樁身彎曲過大、強度低，不能承受錘擊的作用力而產(chǎn)生的斷裂。因此，樁的強度必須達到100%后，方可打樁。

2）預防措施：打樁區(qū)域地下障礙物必須清理干凈。

3）若樁在堆放、運輸、起吊過程中產(chǎn)生斷裂，而打樁前未發(fā)現(xiàn)，會導致樁受力后斷裂。因此，打樁前必須嚴格檢查樁身的外觀質量，防止將斷裂樁就位使用。

3.3.3 樁身傾斜

打樁機就位后，底盤應水平穩(wěn)固，穩(wěn)樁必須垂直。尖與樁身一定要保持在同一軸線上。當樁尖在地下遇到硬物時，應及時進行處理。

3.3.4 接樁脫裂

為防止接樁脫裂，連接處表面應干凈。抱箍安裝必須符合技術要求和質量標準的規(guī)定。接樁應嚴格控制上下樁中心線在同一軸線上。

3.3.5 異常情況處理流程

現(xiàn)場遇異常情況，由現(xiàn)場技術人員通知項目技術負責人到現(xiàn)場查看，查明原因。如未查明原因或存在問題較突出，由項目技術負責人通知總監(jiān)和橋梁專家、 業(yè)主專業(yè)工程師共同調(diào)查解決，并出具相關會議紀要。

3.4 質量記錄檢驗

1）預應力混凝土管樁質量控制應貫穿施工全過程，應堅持全過程的施工監(jiān)理旁站。施工過程中隨時檢查施工記錄，并對照施工工藝對每根樁進行質量評定[5]。

2）施工前應檢查樁位放樣偏差，允許其范圍偏差應控制在±50 mm。

3）為減少人為對錘擊數(shù)的計數(shù)誤差，在一體機機身起落架上安裝錘擊計數(shù)器。

4）當樁長和貫入度不能同時滿足時，需建設單位、監(jiān)理單位、設計單位人員現(xiàn)場確定。

4 結語

大直徑預制管樁的施工質量控制是橋梁工程中的重要環(huán)節(jié)，涉及從施工前準備到現(xiàn)場管理，再到材料選擇和質量檢驗，以及施工工藝的控制等各個方面的緊密協(xié)作。施工中，應切實執(zhí)行控制措施，確保工程的成功實施，為橋梁工程提供相應的基礎和可持續(xù)的保障。