公路工程道路素混凝土樁施工質(zhì)量控制

邵 昀 安亞明 車悅寧

中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司 北京 100070

素混凝土樁是指在碎石樁中加入一定比例的水和水泥攪拌混勻后所形成的剛性樁體，屬于剛性樁，施工較為簡(jiǎn)單[1]。但在實(shí)踐應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，素混凝土樁雖然具有諸多的優(yōu)勢(shì)，但其承載力并不是很強(qiáng)，極易在施工過程中因?yàn)楦鞣N原因而發(fā)生樁體斷裂或樁夾土的情況，進(jìn)而對(duì)施工地段的地基處理質(zhì)量造成影響。因此，公路工程道路在開展素混凝土樁施工過程中，應(yīng)充分重視質(zhì)量控制。

1 素混凝土樁施工特點(diǎn)及工藝

按照配合比的不同，素混凝土樁的樁體強(qiáng)度范圍一般為C5～C20。因?yàn)樗鼗炷翗妒蔷哂幸欢◤?qiáng)度的剛性樁，所以其與散體碎石樁有著完全不同的施工特點(diǎn)，比如素混凝土樁不需要依靠周邊土體的約束力便可以直接將縱向荷載傳遞至持力層以上。另外，受到上方荷載的影響時(shí)，素混凝土樁產(chǎn)生的形變會(huì)低于周邊土體所發(fā)生的形變。同時(shí)，當(dāng)樁體沿著下臥層穿入時(shí)，素混凝土樁會(huì)與周邊土體共同承擔(dān)荷載，使得樁體具有更加良好的荷載能力。

就目前素混凝土樁在公路工程道路施工中的應(yīng)用來看，最為常用的施工工藝有振動(dòng)后灌注混凝土法和回旋鉆機(jī)成孔法。振動(dòng)后灌注混凝土法是通過鉆桿振動(dòng)成孔，待到達(dá)終孔時(shí)灌注混凝土，繼而以適宜的速度向上拔管至地面，整體施工流程較為簡(jiǎn)單，成樁效率和質(zhì)量均較高，但也存在一定的缺陷，比如極易出現(xiàn)擠土效應(yīng)。回旋鉆機(jī)成孔法在堅(jiān)硬土層和密砂層中的施工效果十分顯著，但也有不足，比如施工過程中會(huì)產(chǎn)生較大的泥漿量，一定程度上會(huì)增加泥漿運(yùn)輸成本，對(duì)公路施工成本控制也有一定的影響。就其施工流程來說，首先，施工人員需要根據(jù)樁體直徑、地基處理要求等信息確定樁機(jī)型號(hào)；其次，待放樣定位完成后鉆進(jìn)成孔，此過程中需要遵循由慢至快的鉆進(jìn)原則。混凝土上料時(shí)嚴(yán)格按照砂石、水泥和砂礫的順序加入，確保碎石直徑控制在5 cm內(nèi)，含泥量控制在5%內(nèi)，混凝土的攪拌時(shí)間在60 s以上，坍落度控制在18 cm內(nèi)；最后，樁底清理后送入混凝土，依據(jù)樁體容量和充盈系數(shù)確定混凝土用量，若發(fā)現(xiàn)樁身頂部高度不足設(shè)計(jì)高度，則立即補(bǔ)充混凝土的用量，確保各項(xiàng)施工流程規(guī)范完成后，蓋好樁頂，繼續(xù)進(jìn)行下一樁體施工。

2 素混凝土樁施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

2.1 試樁的控制要點(diǎn)

試樁屬于素混凝土樁施工前的一項(xiàng)重要工作，是確保素混凝土樁大面積施工順利開展的基礎(chǔ)條件，必須予以充分的重視。

試樁這一工作包含的施工參數(shù)較多，需要設(shè)計(jì)部門、監(jiān)理單位、施工單位和勘察單位等共同參與，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)試樁工序質(zhì)量控制的目的?？偟膩碚f，在試樁前施工人員需要先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的各種管線埋設(shè)情況、地面構(gòu)筑物及障礙物等進(jìn)行詳細(xì)勘察，如果發(fā)現(xiàn)存在影響試樁的因素，則要立即加以優(yōu)化或消除，確保樁位與設(shè)計(jì)相一致。通常情況下，試樁成孔應(yīng)該不小于3個(gè)，如果試樁結(jié)果與設(shè)計(jì)圖紙有誤差，則需要根據(jù)實(shí)際情況加以調(diào)整。

實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，通過開展試樁工作可以明確掌握樁長(zhǎng)、樁間距、拔管速度及混凝土配合比等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，可以為后期施工質(zhì)量控制奠定基礎(chǔ)。

2.2 混凝土質(zhì)量的控制要點(diǎn)

混凝土質(zhì)量控制對(duì)素混凝土樁施工質(zhì)量控制效果有很大的影響，要求對(duì)混凝土強(qiáng)度、坍落度、配合比等信息進(jìn)行綜合考量，保證混凝土制作工藝滿足施工質(zhì)量要求。另外，混凝土的運(yùn)輸也會(huì)對(duì)混凝土應(yīng)用效果產(chǎn)生影響，如果混凝土運(yùn)輸距離較大，則在運(yùn)輸過程中需要始終保證攪拌筒處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，避免混凝土凝結(jié)。如果運(yùn)輸時(shí)天氣較為炎熱，則需要在運(yùn)輸車上覆蓋遮陽布，防止暴曬。除此之外，運(yùn)輸過程中要最大限度減少車輛的振動(dòng)，防止影響骨料和水泥之間的密實(shí)性。

2.3 擠土效應(yīng)的控制要點(diǎn)

如果施工時(shí)選用振動(dòng)后灌注混凝土法，則往往會(huì)因?yàn)閿D壓泥土成孔而改變樁間土的性質(zhì)。實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，這種情況會(huì)導(dǎo)致樁體四周受到很大的壓力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷樁和頸縮的情況，對(duì)樁體施工質(zhì)量有很大的影響。為此，需要重點(diǎn)做好以下幾點(diǎn)工作：

1）在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)素混凝土樁的施工要求合理控制樁間距，樁間距越小，所發(fā)生的擠土效應(yīng)會(huì)越明顯，因而需要在滿足地基荷載的前提下。盡量拉大樁間距。

2）在施工工藝控制方面，盡量選用隔排隔樁的施打方式，確保素混凝土樁達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后再對(duì)剩余的樁進(jìn)行施打。對(duì)于臨時(shí)樁來說，可以采用長(zhǎng)螺旋鉆孔成樁進(jìn)行施打。實(shí)踐應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，采用長(zhǎng)螺旋鉆孔成樁進(jìn)行施打時(shí)，因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，所以會(huì)間接性地增大樁間距，對(duì)施工質(zhì)量控制十分有利[2]。

2.4 施工階段的質(zhì)量控制要點(diǎn)

在施工階段素混凝土樁極易出現(xiàn)的一類施工問題是成樁傾斜，會(huì)對(duì)地基承載力造成較大的影響。實(shí)際解決這一問題時(shí)，需要做好以下幾點(diǎn)工作：

1）施工前由施工人員對(duì)施工工作面進(jìn)行全面平整，鉆桿垂直度控制與調(diào)整可以通過吊線圓錐和鉆桿連線的方式加以實(shí)現(xiàn)，務(wù)必保證沉管垂直度在1%以內(nèi)，樁位偏差在100 mm以內(nèi)。

2）沉管過程中需要做好相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄工作，尤其是對(duì)各層土層電流要做好記錄，通常情況下需要每下沉1 m做一次記錄，沉管進(jìn)入持力層不小于1 m后可以停止，而后灌注混凝土[3]。

3）拔管時(shí)將拔管速度嚴(yán)格控制在1.2～1.5 m/min。拔管速度過快時(shí)，極易導(dǎo)致混凝土澆筑量不足，繼而引發(fā)斷樁和頸縮情況；而拔管速度過慢時(shí)，極易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)向四周擴(kuò)散的情況，繼而對(duì)樁體外形和承載力造成影響。如果施工時(shí)遇到的地段是軟土，且淤泥層較厚，則速度需要作適當(dāng)降低，以1 m/min為準(zhǔn)。

2.5 斷樁時(shí)的質(zhì)量控制要點(diǎn)

斷樁既是素混凝土樁施工過程中常見的問題，也是一種很嚴(yán)重的質(zhì)量問題，對(duì)整體施工質(zhì)量控制有很大的影響，主要原因是拔管速度過快、機(jī)械操作不當(dāng)或混凝土配合比不科學(xué)等。

針對(duì)斷樁的產(chǎn)生原因，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制時(shí)，需要做好以下幾點(diǎn)：

1）拔管時(shí)將拔管速度嚴(yán)格控制在1.2～1.5 m/min，確?；炷脸錆M樁孔，需要注意的是，拔管時(shí)不能出現(xiàn)反插的情況，且拔管過程中要確保投料充足[4]。

2）在進(jìn)行樁間施工時(shí)需要嚴(yán)格控制施工工序，尤其是機(jī)械施工時(shí)要盡量減少與樁的接觸，減少對(duì)樁的損壞。

3）務(wù)必保證混凝土質(zhì)量，做好混凝土質(zhì)量的全過程監(jiān)管，確?；炷僚浜媳?、坍落度、攪拌性、和易性等滿足施工要求。

4）合理設(shè)置樁間距，減少擠土效應(yīng)的出現(xiàn)。

3 結(jié)語

素混凝土樁施工質(zhì)量控制非常關(guān)鍵，而公路工程因?yàn)樗幍鼗h(huán)境較為復(fù)雜，因而需要給予更多的重視。實(shí)際開展質(zhì)量控制工作時(shí)，需要重點(diǎn)從試樁、混凝土質(zhì)量、擠土效應(yīng)及斷樁等方面著手，實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量全過程和動(dòng)態(tài)監(jiān)管，以此保證公路工程素混凝土樁的施工質(zhì)量。