橋梁工程預應力混凝土管樁技術中的應用及質量控制

于建敏

（湖南建工交通建設有限公司，湖南長沙 410000)

0 引言

平江至益陽高速公路線路，起于平江縣龍門鎮(zhèn)與江西省修水高速連接，止于益陽市赫山區(qū)的筆架山鄉(xiāng)與長益擴容高速相接，途經平江縣、汨羅市、湘陰縣、益陽市赫山區(qū)。 全線長度187.409km，設計時速100km，路基寬度為26m。本合同段有西林特大橋、西林互通主線橋、西林互通跨線橋、木皮湖大橋4 座橋梁，根據本合同段的實際情況，橋梁工程計劃安排兩個橋梁工區(qū)，橋梁一工區(qū)負責西林特大橋K155+638～K158+018.5 段橋梁施工，橋梁二工區(qū)負責西林特大橋K158+018.5～K160+843 段、西林互通主線橋、西林互通跨線橋及木皮湖大橋的施工。橋梁一工區(qū)進場后先施工1#預制場范圍內樁基，再進行1#預制場施工，同時往小樁號施工橋梁樁基。橋梁二工區(qū)進場后先施工西林特大橋跨S308 省道現(xiàn)澆段（第194～196 跨）及第197～206 跨的樁基和下構，待預制場路基填土完成后，及時進行2#預制場的梁場建設施工。

1 施工技術措施

1.1 施工前的有關準備

1.1.1 場地設置

鉆孔場所的面依照施工工藝、施工機械使用方案、鉆機數目、鉆機底座大小、樁基設計平面尺寸等進行確定。

樁基鉆孔之前應當對場地進行整理，將無關物質完全清理干凈，形成鉆機平臺。場地的面積應當讓混凝土運輸車行進、泥漿循環(huán)體系、鉆機的布置等實際需求得到滿足。

1.1.2 測量

使用全站儀精準界定樁孔的部位，依據樁定位點以拉線的方式進行4 個控制樁的操作，將4 個控制樁作為參照對護筒埋設地點與鉆機部位的正確進行管控。護樁應當采用恰當的保護舉措，避免施工期間對其產生不良影響[1]。

1.2 護筒制作及埋設

針對該橋梁工程來說，為了保證其施工有效性，需要通過10mm 鋼板卷制護筒，一定要控制關鍵尺寸，例如確保護筒內徑大于設計樁徑20cm，同時要在護筒上下口位置焊接加強環(huán)。在實際加工時要嚴格控制護筒垂直度誤差≤1cm，并且要保證其橢圓度≤3cm。護筒采取坡口雙面焊的方式進行制作，要控制焊縫的密實性和連續(xù)性。要在預制廠完成護筒的各節(jié)生產，將其分別運輸到施工區(qū)域后焊接完成整個護筒長。

護筒埋設過程中務必要嚴格控制深度、位置、穩(wěn)定性等關鍵指標，該橋梁工程所使用的是配有法蘭的材質為鋼的護筒，為此在進行埋設作業(yè)時必須要對平面部位精準性進行嚴控，要保證其偏差在5cm 之下，并且要確保護筒埋設之后高出水平面在2m 左右。同時，一定要嚴格控制水下護筒可順著導向架順暢沉降至設計要求，與此同時可采用多元化的模式，比如錘擊、自重、振動等綜合作用實現(xiàn)。

1.3 進行泥漿的制備

將護筒埋設之后就可以實施灌注所需泥漿的制作，在此過程中一定要充分考慮到施工區(qū)域周邊環(huán)境對于泥漿性能的影響，保證泥漿黏稠度符合標準規(guī)范。在進行泥漿制作時可以將打碎的黏土投入到護筒當中，通過沖擊椎完成充分均勻的振搗，保證所制作的泥漿能夠滿足后續(xù)施工的需要。

1.4 鉆孔作業(yè)

鉆機中心和樁中心保持對應，且和鉆架上面的起吊滑輪處在同條鉛垂線上。鉆機到達指定位置之后，底座一定要平穩(wěn)，保證在鉆進施工過程中不產生位置的移動。在鉆頭錐上部與鋼絲繩間設立確保鉆頭轉動方向的設施，避免梅花孔的出現(xiàn)，確保鉆進施工過程中鉆具的穩(wěn)定和鉆孔的品質。施工樁基礎在巖溶區(qū)域、沙卵層區(qū)域較易出現(xiàn)孔坍塌、漿液滲漏等問題，依據地質特點，可選擇使用護筒跟進、填筑素混凝土、調節(jié)泥漿黏稠程度、大護筒中套小護筒、拋投片石及黏土塊、注水泥漿等舉措，避免鉆孔作業(yè)時孔坍塌，以對孔壁進行有效保護。

1.5 成孔檢查

成孔的質量直接影響著最終管樁的施工質量，所以要在關鍵階段，包括：成孔過程中、終孔之后、混凝土澆筑之前，加強成孔質量的檢測，確保其始終控制在偏差允許范圍內。

在完成樁孔鉆進、投入鋼筋籠之前進行孔徑的檢測，對于該橋梁工程來說，可以采取φ8、φ12 的鋼筋生產籠式檢孔器，一般情況下檢孔器的外徑=鋼筋籠直徑+10cm，但一定要保證其外徑≤鉆孔設計孔徑。檢孔器的長度不得小于孔徑的4～6 倍，在實際制作中具體長度和孔徑要按照鉆機所擁有的功能與土層現(xiàn)實狀況確定。

在開展檢測工作時應當起吊井徑器，要保證孔中心和起吊鋼絲繩的一致性，逐漸將其放入到孔中，確保檢測器進出的通暢性?？咨钜约翱椎壮猎鼨z測是非常重要的內容，可以通過標準錘進行檢測，實際檢測時可以通過錐形錘來進行。樁基成孔的質量直接決定著最終施工質量，所以要加強其成孔質量控制。一般情況下要保證其垂直度偏差在1%以內，通過泥漿護壁成孔，要確保孔內部排出泥漿含砂率在2%以內，并且泥漿的比重在1.1 以下，澆筑水下混凝土前孔底沉渣厚度不大于5cm。

1.6 清孔

鉆孔之后需要對其實施徹底清理，一般情況下清孔都是通過向孔內部補充泥漿來將孔內含沙量和舊有泥漿置換出，然后利用循環(huán)泵對其進行再次清孔。清孔之后要對測繩長度、鉆頭長度、鉆桿等加以量測，禁止使用超深的方式與孔底淤積深度相抵。

1.7 設置鋼筋籠

往往通過分節(jié)的方式進行鋼筋籠的預制，要根據工程實際情況設定鋼筋籠的尺寸、鉆架允許起吊高度等相應指標。在進行鋼筋籠制作時，最為關鍵的是要保證每一段籠骨架可靠性、穩(wěn)定性，一定要確保相鄰兩節(jié)鋼筋籠接頭錯開布設?？梢栽阡摻罨\外部設墊塊（橫向周邊4 處之上，豎向間距2m）來保證鋼筋籠尺寸的準確性，也能夠保護鋼筋籠不受外部因素的影響。

一旦鋼筋籠產生某些位置的變形就可能和孔壁產生碰觸，如此較易導致鋼筋籠傾翻，為此一定要嚴控鋼筋籠的加工、組裝準確性，同時鋼筋籠吊裝作業(yè)過程中必須要確保其中心與樁中心相一致，也應防止吊裝期間出現(xiàn)碰撞而導致形狀發(fā)生變化。此外應指出的是，裝設期間必須要進行防護，防止其掉落至樁孔中，鋼筋籠達到設計高度以后應當把其固定至孔口處。

1.8 混凝土澆筑

第一，針對該工程可以采取導管法實施混凝土澆筑?？梢圆扇ˇ?0cm 鋼管作為導管，采取多節(jié)導管進行連接，每一節(jié)的長度在2～2.5m 范圍內。為了避免發(fā)生混凝土滲漏，要在接頭位置設置橡膠圈進行防水。正式使用導管之前需要實施必要的密閉試驗，在下設導管過程中一定要防止和鋼筋籠發(fā)生干涉，要在鉆孔平臺上設置牢固的支撐架用來將導管懸吊穩(wěn)定。在混凝土澆筑過程中可以通過鉆架進行導管的吊放和拆卸。

第二，可以通過混凝土罐車進行混凝土的運輸，并且將其輸入到導管頂部漏斗中進行投料。為了保證混凝土的順利澆筑，要嚴格控制混凝土漏斗坍落度在18～22cm 范圍內，同時要控制混凝土在初凝之前完成澆筑。

第三，要對首先投入的混凝土體積量加以核算，需要保證其沖擊力度能夠把泥漿自導管帶到外部，另外保證導管下口伸進混凝土的深度不低于1m。同時，首先投入的混凝土量一定要確保其能夠完全將導管底部間隙填充完全，可以采取下述公式計算混凝土量：

式（1）中：V=混凝土體積量；h=導管高度；d=導管半徑；hc=柱子截面高度；Xn={X1，X2，X3…Xn}

要保證導管進入到混凝土頂面之下在2～6m 范圍內，在進行混凝土灌注時需要不斷進行導管埋深的動態(tài)調整。盡可能保證混凝土能夠連續(xù)澆筑，直到澆筑到設計樁頂面位置。要控制混凝土頂面高度超過設計高程50～100cm 之上，這樣可以確?；炷恋臐仓|量。對于超出澆筑區(qū)域的混凝土要將其引導到合適區(qū)域，避免對環(huán)境造成污染。在進行水下混凝土澆筑過程中，為了準確控制導管埋入深度、樁頂標高等參數，需要對鋼護筒頂面之下孔深、混凝土面高度進行動態(tài)監(jiān)測，有效調整。可以采用側錘法實施，使用繩子與重錘相捆綁吊進孔內，讓其依托泥漿沉淀層固定在混凝土表層，依據重錘下沉程度計算混凝土澆灌深度。側錘加工為圓錐形，錘的重量為4kg 及以上，測繩應當質量輕同時具有強勁拉力，和水相遇的情況下不出現(xiàn)伸縮問題，另外標有準確的尺度[2]。

第四，混凝土澆筑時一定要避免相關拌和物從漏斗溢出或者從漏斗位置滲入到孔內部，這樣就容易造成泥漿內部存在水泥發(fā)生凝固，無法保證測深的準確性。在實際澆筑時要安排專人觀測管內部混凝土的位面變化情況，對孔內部混凝土面高度、導管埋入深度等指標進行動態(tài)監(jiān)測以及準確記錄，從而為導管提升以及拆除等進行數據指導。

第五，在對導管進行提升過程中一定要始終確保軸線的豎直性，要盡量控制其處于中間位置，逐漸緩慢進行提升。若是出現(xiàn)導管法蘭盤和鋼筋管架相干涉的情況，可以一定角度轉動導管，確保其和鋼筋骨架分離以后把其挪動至鉆孔核心部位。在導管抬升至法蘭接頭部位而且比孔口高出以后便能夠將導管拆下，拆導管的時候必須要迅速，要盡量控制拆裝時間在15 分鐘之內。在拆除過程中一定要避免螺栓、橡膠墊和工具掉入孔中，并注意安全。已拆下的導管立即清洗干凈，堆放整齊。

1.9 成樁檢測

混凝土成樁達到一定強度后，采用無破損法進行完整性檢測，對鉆孔樁要求每根樁須檢驗，并對樁的均質性進行檢測。設計考慮在100% 的樁中埋設聲測管，采用聲波透射法檢測。樁施工工藝流程，如圖1所示。

圖1 樁施工工藝流程

2 橋梁施工質量保證措施

施工的質量控制是在明確的質量方針指導下，通過對施工方案和資源配置的計劃、實施、檢查和處置，進行施工質量目標的事前控制、事中控制和事后控制的系統(tǒng)過程，是衡量一個企業(yè)管理水平高低的重要標志。預應力管樁在橋梁工程基礎施工過程中有大量的人員、機械設備、材料需要進入現(xiàn)場進行施工作業(yè)，使整個項目能夠合理有序地進行，難度非常大，施工過程中需要制定有效的措施，確保整個過程中的質量控制。

一是在施工過程中我們需要明確質量目標，加強管理，搞好工序的銜接，對實施進度進行監(jiān)控。施工前需要做好相應的準備工作，例如熟悉相關資料、了解地質勘察文件、研究相關圖紙、請相關專家對項目進行評審、提前備好滿足施工作業(yè)的機具設備、振動錘與液壓挖掘機需提前組裝試車。施工現(xiàn)場地面條件需要滿足樁基施工需要，先進行場地的平整后方可進行施工，施工過程中對施工成品做好相應保護工作，設置標志牌，定期檢查施工現(xiàn)場排水設施及道路情況，及時發(fā)現(xiàn)及時糾正[3]。

二是施工過程中需要認真做好樁基的測量放樣記錄，在錘擊過程中需要通過兩臺經緯儀互相呈90度方向布置進行檢測，通過樁機導架上的旋鈕進行旋轉、滑動進行調整，使整個擊打過程中打樁機的機導架為垂直狀態(tài)。在整個壓樁過程中，樁錘、樁帽、樁身始終處于同一軸線上，確保了管樁樁頂標高及垂直度符合相應的規(guī)范要求。其實在打樁過程中調整樁的角度是比較困難的事情，所以在前期管樁剛插入地下時，就要認真觀察、隨時測量，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。

三是對于不合格管樁的處理措施。若是因為樁身軸線存在較大偏差、樁頂標高存在較大偏差以及樁身垂直度不符合標準等造成的問題管樁，首先要明確偏差的具體方位以及實際大小，在管樁相對的一側先通過挖掘機進行挖槽，一般情況下要按照施工場地的土質情況來確定開槽深度；之后通過打樁機對管樁進行必要的調整，使其回到正確位置，并且通過經緯儀、水準儀等確定好樁身的垂直度以及標高[4]。

3 結語

本文主要以平江至益陽高速公路線路橋梁工程為例闡述管樁技術內容，從整個施工流程進行了介紹，同時提出了質量控制措施。通過本文的介紹能夠對橋梁工程施工提供一定參考和幫助，對于進一步推動橋梁工程發(fā)展具有現(xiàn)實意義。