探討厚淤泥層地質(zhì)橋梁灌注樁的施工控制

摘要 橋梁工程項(xiàng)目施工中涉及地質(zhì)類型多樣化，其中，深厚淤泥質(zhì)土對保障橋梁樁基施工質(zhì)量，具有較高挑戰(zhàn)性。深厚淤泥質(zhì)土增加了橋梁項(xiàng)目施工難度，需嚴(yán)格控制關(guān)鍵施工工序、參數(shù)，以保障成樁質(zhì)量。基于此，首先對厚淤泥層地質(zhì)橋梁灌注樁的施工步驟進(jìn)行研究，再結(jié)合實(shí)例項(xiàng)目對關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)如沖擊鉆正循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔、二次循環(huán)清孔、導(dǎo)管澆筑水下混凝土成樁等施工控制要點(diǎn)加以闡述。最后，針對深厚淤泥質(zhì)土橋梁樁基施工階段質(zhì)量問題提出了解決建議，該文研究內(nèi)容可為同類型項(xiàng)目施工提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞 公路橋梁；深厚淤泥地層；橋梁樁基；施工控制

中圖分類號 U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）14-0158-03

0 引言

地質(zhì)類型主要為深厚淤泥質(zhì)土的施工區(qū)域，橋梁樁基施工難度高，易出現(xiàn)樁孔偏移、塌孔現(xiàn)象，進(jìn)而增加施工風(fēng)險(xiǎn)[1]。基于此，深厚淤泥質(zhì)土橋梁樁基施工是橋梁施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是需重點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量控制的階段。該文以某深厚淤泥質(zhì)土橋梁樁基施工為工程案例，對淤泥土質(zhì)特征進(jìn)行分析，基于沖擊鉆成孔技術(shù)，總結(jié)了沖孔、成孔、清孔、混凝土澆筑、成樁等關(guān)鍵工序質(zhì)量控制要點(diǎn)[2]。

1 工程概況

某公路橋梁長度2 300 m，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為鉆孔樁，樁墩直徑2 m，邊墩直徑1.5 m，樁長約60～90 m。該施工橋梁所在區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)特殊，地質(zhì)以淤泥質(zhì)土為主，地質(zhì)勘測結(jié)果顯示施工區(qū)域由3～6 m流塑狀淤泥層和6～10 m軟塑狀淤泥構(gòu)成，且部分淤泥層伴液化特征明顯的細(xì)砂層，土層松散度高。

2 樁基施工方案

選用沖擊鉆成孔方案進(jìn)行灌注樁成孔，施工區(qū)域內(nèi)選定樁基使用鋼筋籠加固后灌注混凝土。施工采用以平板車運(yùn)輸至施工區(qū)域，吊裝工序采用汽車塔吊完成[3]。混凝土導(dǎo)管直徑0.3 m，樁頭采用環(huán)切工藝切除并打磨平整。灌注樁施工工藝流程如圖1所示。

（1）施工準(zhǔn)備。施工前需詳細(xì)制定施工方案，并符合施工圖紙要求，完成技術(shù)交底并進(jìn)行控制網(wǎng)布設(shè)，采用全站儀進(jìn)行場地精準(zhǔn)放樣，以十字控制樁提高校準(zhǔn)效率。并平整場地，對各項(xiàng)指標(biāo)精準(zhǔn)控制。

（2）護(hù)筒埋設(shè)。以10 mm厚鋼板制備護(hù)筒，護(hù)筒頂部高出地面0.5 m，內(nèi)徑大于沖擊鉆鉆頭直徑200 mm，采用振動(dòng)、錘擊、加壓方案完成護(hù)筒埋設(shè)。施工中精準(zhǔn)控制樁位偏差，護(hù)筒頂面與樁位誤差需小于50 mm，準(zhǔn)確埋設(shè)并牢固固定，使其傾斜度小于1%[4]。

（3）鉆機(jī)就位。護(hù)筒準(zhǔn)確、牢固埋設(shè)后，將鉆機(jī)就位，牢固放置，底架平穩(wěn)，防止沉降下沉，使鉆機(jī)鉆頭對準(zhǔn)樁位且以鋼絲繩軸線調(diào)整其方向控制偏差，施工就位后控制0誤差。

（4）泥漿制備及循環(huán)。利用進(jìn)漿管將泥漿池和泥漿泵牢固連接，根據(jù)項(xiàng)目要求確定工藝參數(shù)，借助出漿槽與沉淀池連接，利用泥漿攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢柰瓿赡酀{制備工序。

（5）鉆孔。采用低密度錘進(jìn)行施工，鉆孔深度約3 m，根據(jù)施工記錄要求，鉆進(jìn)深度達(dá)2 m時(shí)進(jìn)行土層情況和地質(zhì)指標(biāo)的記錄[5]。鉆進(jìn)過程中及時(shí)檢測數(shù)據(jù)并對鉆進(jìn)姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整，施工中及時(shí)置換泥漿并排除鉆渣。

（6）成孔和清孔。現(xiàn)場勘測施工參數(shù)，成孔深度符合施工標(biāo)準(zhǔn)后，對孔深、孔徑等指數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。使用換漿法進(jìn)行清孔，徹底將底部沉渣完全排除干凈，過濾泥渣后對泥漿泵底部孔洞進(jìn)行反復(fù)沖刷清洗，確保清孔達(dá)標(biāo)。

（7）鋼筋籠加工吊放。對鋼筋籠統(tǒng)一加工后進(jìn)行質(zhì)量檢測，達(dá)標(biāo)后統(tǒng)一安放，鋼筋籠外側(cè)配備保護(hù)層并采取兩點(diǎn)起吊方案起吊，選定鋼筋籠外后1/3處作為吊點(diǎn)。

（8）再次清孔。以導(dǎo)管完成二次清孔，清理完畢后及時(shí)檢測沉渣深度，確保清孔工作達(dá)標(biāo)。

（9）混凝土灌注。固定區(qū)域完成混凝土攪拌后將其運(yùn)輸至施工點(diǎn)，以導(dǎo)管法將達(dá)標(biāo)的混凝土灌注，確保灌入深度大于2 m，施工過程中嚴(yán)格控制灌入速度、下料速度、埋管深度等指標(biāo)，嚴(yán)格控制混凝土壓力值，防止樁頂密度過高或混凝土壓力超標(biāo)等情況的發(fā)生[6]。

（10）施工過程的精細(xì)化管控要點(diǎn)：1）強(qiáng)化前期工作，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，建設(shè)方應(yīng)組織相關(guān)部門實(shí)施聯(lián)合設(shè)計(jì)，明確不同專業(yè)界面范圍，最大限度保證設(shè)計(jì)的合理性[7]；2）嚴(yán)格執(zhí)行工序驗(yàn)收制度，強(qiáng)化施工機(jī)具、材料檢測，以保證施工質(zhì)量；3）建立質(zhì)量評審制度，規(guī)范工序移交程序；4）根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)要求對重點(diǎn)工序、隱蔽工序、施工過程實(shí)施監(jiān)督，定期進(jìn)行現(xiàn)場巡查，確保滿足施工要求。

3 施工常見質(zhì)量問題

3.1 樁位偏料

原因分析：（1）施工前未提前校正樁位；（2）鉆機(jī)沖程超過項(xiàng)目允許最大值，鉆頭晃動(dòng)程度超標(biāo)；（3）鉆機(jī)鉆頭施工中受力不均，或鉆機(jī)所在場地平面不平，地質(zhì)過于松軟。

預(yù)防措施：（1）利用全站儀對樁基放樣過程精準(zhǔn)控制，護(hù)筒埋設(shè)完畢后重新測量，精準(zhǔn)定位；（2）加強(qiáng)地質(zhì)勘測，以地質(zhì)條件特點(diǎn)為基礎(chǔ)對泥漿比重、用量等數(shù)據(jù)進(jìn)行適度調(diào)整[8]；（3）沖擊鉆鉆進(jìn)前對場地進(jìn)行平整、壓實(shí)，對鉆頭機(jī)鉆進(jìn)角度進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整；（4）控制鉆進(jìn)沖程，防止沖程過大，確保成孔垂直度，加強(qiáng)鉆進(jìn)角度檢測，確保誤差在允許范圍內(nèi)。

處理措施：樁位偏移超過限度值，回填沉積后壓實(shí)，重新進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

3.2 塌孔

原因分析：（1）鋼護(hù)筒埋深不足，周圍填土密實(shí)度不佳，導(dǎo)致護(hù)壁效果差，護(hù)壁漏水；（2）鉆進(jìn)施工停頓過長，鉆孔內(nèi)泥漿失水后沉淀，護(hù)壁保護(hù)效果喪失；（3）鄰近孔位同步鉆進(jìn)施工產(chǎn)生振動(dòng)沖擊；（4）鉆頭提升過程或鋼筋籠吊放施工碰撞孔壁，清孔時(shí)混凝土灌注不及時(shí)或混凝土閑置時(shí)間過長。

預(yù)防措施：（1）鉆孔施工需連續(xù)操作，避免施工中長時(shí)間停頓；（2）施工前了解區(qū)域地質(zhì)情況，結(jié)合地質(zhì)類型對漿液材料選擇、配置比等參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制；（3）埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，確保護(hù)筒埋深，并對護(hù)筒底部充分回填后壓實(shí)；（4）相鄰孔位間隔施工，防止同步施工產(chǎn)生振動(dòng)影響樁基穩(wěn)定性；（5）鉆頭提升與鋼筋籠吊放時(shí)，需控制施工過程，防止碰壁[9]。

處理措施：（1）輕微塌孔情況下，可采用增大泥漿比重、增設(shè)護(hù)壁、降低鉆進(jìn)沖程等方案加以調(diào)整，若塌孔位置靠上，加設(shè)長護(hù)筒并對周圍充分填充并壓實(shí)后重新鉆孔；（2）塌孔嚴(yán)重時(shí)，以砂土或片石回填后充分壓實(shí)，及時(shí)將鉆機(jī)轉(zhuǎn)移，回填平穩(wěn)后重新進(jìn)行鉆進(jìn)施工。

3.3 樁底沉渣過厚

原因分析：（1）護(hù)壁泥漿選擇不合適或清孔不到位；（2）二次清孔與混凝土灌注間隔時(shí)間過長。

預(yù)防措施：（1）鉆孔施工前，加強(qiáng)地質(zhì)勘測，結(jié)合地質(zhì)情況選用泥漿方案，不同地基層可采用人工制備漿液的方案，黏土層可采用原土漿液；（2）二次清孔借助導(dǎo)管對孔底沉渣徹底清理，確保孔內(nèi)泥漿指標(biāo)合規(guī)；（3）利用測錐和測盤檢測孔底沉渣厚度，確保孔底指標(biāo)符合設(shè)計(jì)規(guī)范；（4）混凝土澆筑過程中需確保導(dǎo)管水密性和連續(xù)性，防止混凝土澆筑間斷。

處理措施：施工中加強(qiáng)施工檢測，及時(shí)處治鉆渣，科學(xué)清孔，混凝土澆筑后對樁底鉆渣深度值嚴(yán)格控制。

3.4 樁身混凝土保護(hù)層厚度不夠

原因分析：（1）鉆孔前未校對樁位，施工中混凝土保護(hù)層厚度不足或出現(xiàn)樁身傾斜現(xiàn)象；（2）清孔時(shí)間過長導(dǎo)致泥漿密度降低，淤泥質(zhì)土層縮孔引發(fā)混凝土厚度不達(dá)標(biāo)；（3）鋼筋籠混凝土保護(hù)墊不達(dá)標(biāo)，混凝土厚度小于設(shè)計(jì)值。

預(yù)防措施：（1）加強(qiáng)現(xiàn)場勘測，確保第一次清孔徹底，對孔底沉渣厚度、泥漿粘稠度等指標(biāo)反復(fù)勘測，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)值，避免二次清孔可能引發(fā)的縮孔現(xiàn)象；（2）樁基施工中對樁位合理調(diào)整，及時(shí)檢測軟土層層厚及砂層厚度，確保樁位處于中心位置[10]；（3）嚴(yán)格執(zhí)行施工規(guī)范并認(rèn)真落實(shí)工藝參數(shù)，合理布設(shè)鋼筋籠保護(hù)層，頂籠處適當(dāng)增加密度點(diǎn)提高保護(hù)效果。

處理措施：及時(shí)進(jìn)行樁基樁身混凝土厚度檢測，澆筑完畢后加強(qiáng)防護(hù)，防止出現(xiàn)樁頂下淺層混凝土厚度不足，質(zhì)量不達(dá)標(biāo)情況下可增加澆筑力度為鋼筋籠提供足夠的混凝土厚度，樁身超截的情況下可采加高承臺及時(shí)處理。

3.5 樁身混凝土夾泥

原因分析：（1）混凝土澆筑過程時(shí)間過長影響護(hù)壁保護(hù)效果，樁身混凝土出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象；（2）施工中混凝土坍落度指標(biāo)過大，引發(fā)混凝土過度流動(dòng)，泥漿沖刷動(dòng)力過大，沖破頂層混入混凝土內(nèi)。

預(yù)防措施：（1）提前做好應(yīng)急預(yù)案，根據(jù)可能出現(xiàn)的故障類型加強(qiáng)處治，混凝土澆筑過程需連續(xù)，避免中斷；（2）清孔施工中嚴(yán)格控制泥漿比重，監(jiān)測護(hù)壁壓力防止泥漿超壓引發(fā)縮孔現(xiàn)象。對混凝土坍落度指標(biāo)精準(zhǔn)控制，樁基不足1.5 m時(shí)需保持坍落度為180～220 mm，樁徑大于1.5 m則需保障混凝土坍落度為160～220 mm，防止混凝土坍落度過大導(dǎo)致樁身混凝土夾帶泥沙。

處理措施：（1）混凝土夾帶泥沙可能導(dǎo)致樁身混凝土黏合力不足，引發(fā)溝槽、裹漿等現(xiàn)象，需采用壓漿補(bǔ)強(qiáng)的方案及時(shí)處治，避免混凝土過度松散影響樁身結(jié)構(gòu)質(zhì)量；（2）夾泥嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)斷樁，需及時(shí)補(bǔ)樁。

3.6 影響樁基檢測問題

原因分析：（1）聲測管埋深不達(dá)標(biāo)，或存在聲測管堵塞、變形，水質(zhì)渾濁也會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量問題；（2）激振點(diǎn)、檢測點(diǎn)布設(shè)不規(guī)范；（3）樁頭頂面淺層混凝土離析，高低不平，密實(shí)度不佳；（4）被檢測樁基混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。

預(yù)防措施：（1）嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)范，遵循聲測管埋設(shè)質(zhì)量要求，底部封閉，管內(nèi)無異物，頂部蓋蓋子，連接處過渡平順；（2）以樁徑大小為基礎(chǔ)對稱埋設(shè)監(jiān)測點(diǎn)2～4個(gè)，激振點(diǎn)選為樁徑中心，檢測點(diǎn)位于樁徑中心2/3半徑處；（3）采取低應(yīng)變法檢測時(shí)，需避免檢測同步應(yīng)用大型機(jī)械設(shè)備，防止設(shè)備振動(dòng)對信號采集質(zhì)量產(chǎn)生影響；（4）應(yīng)用低應(yīng)變法或聲波透射法檢測樁基指標(biāo)時(shí)，需確保樁基混凝土強(qiáng)度達(dá)到15 MPa以上。

處理措施：（1）檢測聲測管水質(zhì)，以清水置換管內(nèi)液體；（2）樁頭頂面淺層混凝土離析或高低不平，及時(shí)將高出平面的混凝土清除，人工鑿除并打磨平面平整后進(jìn)行接樁；（3）聲測管變形或堵塞時(shí)，樁基檢測的指標(biāo)不準(zhǔn)確，需采取破損檢測鉆芯法重新獲取數(shù)據(jù)提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 實(shí)施效果評價(jià)

厚淤泥層地質(zhì)橋梁灌注樁施工中需以項(xiàng)目特點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合病害類型及處治措施及時(shí)應(yīng)對，應(yīng)用埋管超聲法對樁身完整性指標(biāo)加以監(jiān)測，并同時(shí)應(yīng)用低應(yīng)變檢測法對樁身支承情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示該項(xiàng)目360根樁基結(jié)構(gòu)質(zhì)量均合格，一類樁和二類樁分別為345根和15根，一類樁比例超過95%，證實(shí)該項(xiàng)目施工質(zhì)量優(yōu)越。

5 結(jié)論

綜上所述，深厚淤泥質(zhì)土灌注樁施工難度大，樁長長度大，易出現(xiàn)樁位塌孔、移位、清孔后縮孔等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致樁基質(zhì)量問題，引發(fā)安全隱患。故灌注樁施工中需加強(qiáng)質(zhì)量控制，通過合理調(diào)制泥漿、增設(shè)護(hù)壁、加強(qiáng)施工監(jiān)管等方案的實(shí)施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處治質(zhì)量安全隱患，提高樁基灌注質(zhì)量。

（1）深厚淤泥質(zhì)土結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土質(zhì)松散，施工前需做好地質(zhì)勘察工作，現(xiàn)場對每個(gè)樁位地形狀況加強(qiáng)勘測，以獲取準(zhǔn)確的資料。施工環(huán)節(jié)，結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)與工程需要，科學(xué)調(diào)配泥漿并增設(shè)護(hù)壁，防止泥漿配比不佳、護(hù)壁質(zhì)量不到位引發(fā)質(zhì)量問題，確保樁基施工質(zhì)量。

（2）深厚淤泥層地質(zhì)橋梁灌注樁施工中，土層場地夯實(shí)度不達(dá)標(biāo)、護(hù)筒設(shè)置不規(guī)范可能引發(fā)樁位偏移、漏漿、滲水等病害并引發(fā)塌孔影響施工質(zhì)量。施工前，需對場地嚴(yán)格平整夯實(shí)，加強(qiáng)設(shè)備檢測確保鉆機(jī)工作正常，選擇符合施工質(zhì)量的規(guī)范護(hù)筒，確保其筒高超出地面30 cm以上，完成鋼護(hù)筒埋設(shè)后及時(shí)回填并壓實(shí)，確保鋼護(hù)筒底部無滲透。

（3）根據(jù)施工規(guī)范利用十字形控制樁對樁位進(jìn)行校準(zhǔn)，確保樁位垂直度誤差在允許范圍內(nèi)。

（4）合理配備泥漿循環(huán)池、沉淀池，結(jié)合施工工地地形特點(diǎn)調(diào)整泥漿配比及其性能，確保設(shè)備參數(shù)達(dá)標(biāo)。精準(zhǔn)控制泥漿比重、黏度等指標(biāo)，加強(qiáng)清孔質(zhì)量控制。對深厚淤泥質(zhì)土橋梁灌注樁施工中可能存在的質(zhì)量問題提前做好應(yīng)急預(yù)案，并在施工不同環(huán)節(jié)加強(qiáng)工藝參數(shù)控制，通過精準(zhǔn)把控杜絕安全隱患，確保成樁質(zhì)量。

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收稿日期：2024-03-08

作者簡介：袁平（1992—），男，大專，助理工程師，主要從事公路工程施工技術(shù)工作。