橋梁工程施工病害分析及對策

王秀平

中鐵二十五局集團(tuán)有限公司 廣州 510600

摘要：本文結(jié)合工程實際，對橋梁鉆孔樁基礎(chǔ)施工病害進(jìn)行了分析，并提出防護(hù)工程及樁基礎(chǔ)溶洞等的處理對策，以保障橋梁的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；施工；對策

一、橋梁鉆孔施工病害及處理對策

為了滿足業(yè)主的建設(shè)工期，加快施工進(jìn)度，擬采用10 臺沖擊鉆機(jī)進(jìn)行橋梁的樁基施工。鉆機(jī)交錯布置，以防止鉆孔作業(yè)影響其他樁基質(zhì)量。

沖擊鉆機(jī)安裝完成后，立即進(jìn)行沖孔作業(yè)。開孔時，在護(hù)筒底以下1～2m 要反復(fù)加黃泥、片石進(jìn)行低沖程沖擊，直到在護(hù)壁口形成堅固密實的護(hù)壁后方可開始沖擊鉆進(jìn)。在鉆進(jìn)的過程中要根據(jù)不同的地層加入適量的黃泥、片石，選擇適當(dāng)?shù)臎_程（沖程應(yīng)小于 6m），以提高沖擊效率，在鉆進(jìn)過程中，孔內(nèi)漿面應(yīng)高出地下水或水面 1m 以上，沖孔過程中每一臺班必須掏渣，掏渣時必須保持孔內(nèi)的泥漿面高于水面或地下水面1.5～2.0m，以防坍孔。

鉆進(jìn)過程中，還必須不定期（完成每一地層）進(jìn)行測量觀測，要求鉆孔平臺在最大振幅時，鉆孔孔位實際偏位不得大于 5cm，鉆孔平臺下沉不得大于 1cm，否則應(yīng)及時調(diào)整，并加固鉆孔平臺。鉆進(jìn)過程中，若發(fā)現(xiàn)有漏水的情況，應(yīng)查明原因，及時進(jìn)行處理。根據(jù)不同的地層選擇適宜的鉆進(jìn)速度。開孔鉆進(jìn)時應(yīng)減壓慢速鉆進(jìn)，待導(dǎo)向穩(wěn)定后，一般控制鉆進(jìn)速度 100～150cm/d，在砂層中鉆孔，進(jìn)尺控制在 50～70cm/d，在巖層中鉆孔時，吸出的鉆渣經(jīng)過過濾后存于儲渣斗內(nèi)，泥漿經(jīng)泥漿池沉淀后再返入孔內(nèi)循環(huán)使用。鉆孔過程中應(yīng)隨時觀測孔內(nèi)泥漿水位，保持孔內(nèi)水位始終高于地下水位 1.0～1.5m。

由于樁基工程地質(zhì)條件不利，樁基清孔擬采用循環(huán)泥漿法。清孔后孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)須滿足下表要求。

泥漿性能指標(biāo)表

鉆孔

方法 地層

情況 膨潤土泥漿性能指標(biāo)

相對密度 粘度（S） 膠體率（%） 失水率

ml/30min 靜切力（Pa） 酸堿度PH

反

循環(huán) 一般

地層 1.02-1.06 16-20 ≥95 ≤20 1-2.5 8-10

易塌

地層 1.1-1.15 18-28 ≥95 ≤20 1-2.5 8-10

注：本表中易塌地層泥漿相對密度指標(biāo)較規(guī)范提高一級，確保在粉土、砂層中孔壁的穩(wěn)定。

防止塌孔的技術(shù)措施：① 配制性能優(yōu)良的泥漿護(hù)壁，泥漿配制原料采用廠家生產(chǎn)的膨潤土，并添加水解聚丙烯或水泥提高泥漿性能。添加適量羧甲基纖維素鈉防止孔壁剝落。泥漿性能指標(biāo)均較規(guī)范提高一級制備，切實保證泥漿的護(hù)壁效果。② 自始至終保證足夠的孔內(nèi)外水頭壓差不小于 1.5m。無論在鉆進(jìn)、掏碴、清孔、澆筑砼的每道工序施工中，均保持水頭差為前述數(shù)值。施工中密切觀察地下水位變化時孔內(nèi)泥漿面高度的變化，及時給孔內(nèi)補(bǔ)充泥漿，保持水頭。③ 控制鉆進(jìn)速度，進(jìn)尺太快是導(dǎo)致塌孔的因素之一。在易塌地層（砂層、粉砂層）中鉆進(jìn)速度不宜太快，進(jìn)尺控制在 0.75m/d 以內(nèi)。④ 采用合適的清孔方法 第一次清孔采用循環(huán)泥漿法進(jìn)行，清孔后孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)仍需滿足前表要求。

二、橋梁樁基礎(chǔ)溶洞的處理對策

樁基位置主要以卵石土為主，個別地方有液化的中細(xì)砂。樁基礎(chǔ)施工采用鉆孔灌注樁的方法施工。鉆孔灌注樁φ160 的 2800米，φ200 的有 870 米；人工挖孔樁φ120 的 160 米，φ130 的 820 米，φ150 的 25 米，φ160 的 3020 米，φ180 的 320 米，φ200 的 950 米。樁基施工受洪水影響大，枯水期為 11 月至次年 4 月底。因此橋梁位于水中的樁基礎(chǔ)必須在一個枯水期全部完成。樁基施工采用沖擊反循環(huán)法成孔施工。

溶洞預(yù)處理的目的是為了加固溶洞填充物使之與周圍環(huán)境固結(jié)為整體并達(dá)到一定的強(qiáng)度，防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔等情況的發(fā)生，保障成孔及水下混凝土澆注等一系列施工工序的順利完成。

由于溶洞埋藏較深，不能用爆破或填充混凝土等一般方法處理，有效的處理方法是灌漿法。而在眾多的灌漿法中，因溶洞的不規(guī)則性，決定了其處理的最有效和比較經(jīng)濟(jì)的方法是靜壓化學(xué)灌漿法。因此，采用靜壓化學(xué)灌漿法，同時也可兼用噴射灌漿法，促進(jìn)填充物強(qiáng)度的加強(qiáng)。采用化學(xué)灌漿法對溶洞的預(yù)處理達(dá)到預(yù)期目的，有效防止鉆孔樁施工時泥漿流失、流砂及坍孔現(xiàn)象，可保證成孔及水下混凝土澆注等工序順利完成。只要對其施工過程嚴(yán)格把好技術(shù)關(guān)，有效縮短工期，就能確保工程質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)效益。

三、橋梁防護(hù)工程施工措施

1、鋼套筒及防撞設(shè)施

根據(jù)墩柱型式及墩柱高低不同，墩柱均采用吊車配合進(jìn)行施工。高墩采用腳手架配合吊車進(jìn)行墩柱施工。有鋼套筒的墩柱，先施工鋼套筒部分，再安裝模板施工無鋼套筒部分。根據(jù)設(shè)計圖紙，鋼套筒采用δ=8mm 鋼板卷制，其內(nèi)徑與墩身一致。當(dāng)墩身處于河床上時布設(shè)鋼套筒。個別墩柱還在鋼套筒外側(cè)布置一半圓形的防撞設(shè)施。

鋼套筒及防撞設(shè)施制作完成后運輸至施工現(xiàn)場，采用吊車配合進(jìn)行安裝。鋼套筒安裝節(jié)段間的焊縫以及質(zhì)量要求與加工相同。墩柱鋼筋在鋼筋加工場加工成半成品，運輸?shù)蕉瘴滑F(xiàn)場安裝。全部主筋采用直螺紋快速接頭連接，其它構(gòu)造或架立鋼筋采用綁扎搭接或焊接。綁搭長度應(yīng)不小于 35d，焊接長度單面焊應(yīng)不小于 10d，雙面焊應(yīng)不小于 5d。高度大的墩柱，鋼筋骨架不能一次安裝到頂，隨著墩柱砼澆注高度的增加，逐漸接高鋼筋骨架，鋼筋骨架分節(jié)長度 9m。骨架制作時應(yīng)注意預(yù)留錯頭長度，保證鋼筋同一截面搭接數(shù)量不能超過 1/4，錯開距離應(yīng)至少為 35d。鋼筋骨架安裝中以支架定位。

墩柱有鋼套筒的部分，直接利用鋼套筒作為墩柱模板進(jìn)行施工。在鋼套筒外按每50cm 間距設(shè)置抱箍，對鋼套筒進(jìn)行加固。抱箍采用8～12mm厚的鋼板進(jìn)行加工。墩柱無鋼套筒部分安裝鋼模板。模板每節(jié)段高度為3m。為便于拆除第一節(jié)段模板，起步段在承臺表面設(shè) 10cm 木方并調(diào)平。每翻一次模板錨固一節(jié)段，隨后安裝第二節(jié)模板，澆筑高度為 9m，循環(huán)上升，以δ=6mm 鋼板作面板，模板連接節(jié)頭采用L10×10 角鋼，并用三角加勁板以 30cm 間距加強(qiáng)。模板加工成兩個半圓，模板上下節(jié)段及兩半圓間采用φ22 的螺栓進(jìn)行連接。

2、腳手架支架墩柱施工

墩柱高度較矮及地形比較陡峭吊車無法駛?cè)氲膱A柱式墩柱及薄壁墩采用搭設(shè)鋼管腳手架作為施工平臺。腳手架在墩柱處加密，在頂部搭設(shè)2根I36 工字鋼鋼箱作為提升橫梁。在橫梁上倒拐滑車，材料利用卷揚機(jī)進(jìn)行提升。腳手架鋼管隨墩柱升高，每兩米加一道附著，附著錨固在墩身上，以保證支架的穩(wěn)定性。墩柱高度較大的采用吊車配合施工，鋼筋安裝采用鋼筋安裝平臺、模板安裝采用在模板一周焊接搭設(shè)安全操作平臺的方式進(jìn)行施工。在墩身鋼筋安裝之前，首先將和樁基連成整體的鋼管清洗干凈并將和墩身鋼管對接處坡口打磨平整，用吊車將鋼管吊起，按照規(guī)范要求進(jìn)行焊接。焊接完成后再進(jìn)行墩身鋼筋的安裝。腳手架施工平臺的人工操作平臺采用δ=5cm 的木板進(jìn)行鋪裝，木板下的支撐采用腳手架鋼管，間距 1.5m。鋼筋安裝平臺人工操作平臺采用鋼板網(wǎng)，鋼板網(wǎng)與平臺型鋼進(jìn)行焊接。

3、蓋梁砼施工

澆筑前應(yīng)用空壓機(jī)對底模進(jìn)行清理，保證底模清潔不余殘渣，混凝土采用集中加工，砼罐車運輸至墩位處，利用吊車運輸入模進(jìn)行澆筑。為使鋼平臺受力良好，混凝土澆筑從中間往兩端均勻推進(jìn)，澆筑應(yīng)快速及時一次性完成，不能停頓，以防止混凝土表面出現(xiàn)分層施工縫?；炷琳駬v采用插入式振搗器分層振搗密實。蓋梁澆筑完成后及時采用覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)。

四、總結(jié)

橋梁樁基礎(chǔ)施工作為地下隱蔽工程，給施工帶來很大困難，如處理方法不當(dāng)，往往會造成漏漿、塌孔等事故發(fā)生，甚至威脅橋梁運營安全。因而充分了解橋梁樁位樁基基本形態(tài)、規(guī)模大小等，采取穩(wěn)妥的措施，保證施工的順利進(jìn)行，十分重要。