橋梁樁基施工技術(shù)與質(zhì)量控制分析

朱龍寶

(中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000)

1 工程概況

1.1 基本概況

某公路工程全長(zhǎng)為7.658 km，路基寬8.5 m，由于沿線大多區(qū)域位于河流沖洪積泛濫平原區(qū)，軟土層較多。公路沿線有一處橋梁，該橋梁工程基礎(chǔ)采用4根直徑為1 800 mm、樁長(zhǎng)為15 m的灌注樁，單樁豎向承載力特征值Ra=600 kN。

1.2 地層情況

擬建場(chǎng)地地貌單元屬河流沖洪積泛濫平原區(qū)，場(chǎng)地深度40 m地層如下：

(1)雜填土(Q4ml)：以黃褐色粉土、粉砂為主，含少量碎磚渣、石子等建筑垃圾，偶見(jiàn)植物根系等雜物，土質(zhì)不均勻。

(2)粉細(xì)砂(Q4al)：黃褐色-淺黃色，稍濕，稍密-中密，礦物成分以石英、長(zhǎng)石為主，見(jiàn)少量暗色礦物。顆粒級(jí)配較差，分選性較差。局部粉粒含量較高。

(3)-1粉質(zhì)黏土(Q4al)：黃褐色，軟塑，切面稍光滑，無(wú)揺震反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，見(jiàn)鐵錳質(zhì)氧化物銹斑，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)局部缺失。

(3)粉土(Q4al)：黃褐色，局部為淺灰色，砂粒含量較高,濕，稍密。干強(qiáng)度低，韌性低，含少量貝殼碎片，局部稍有腥臭味。局部夾灰褐色細(xì)砂薄層，稍濕，中密。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布不均，厚度差異較大，局部缺失。

(4)粉質(zhì)黏土(Q4al)地層呈灰色、褐灰色，軟塑～可塑，偶見(jiàn)鐵質(zhì)銹斑，切面稍光滑，無(wú)揺震反應(yīng)，干強(qiáng)中等、韌性中等，見(jiàn)鐵錳質(zhì)氧化物銹斑，偶見(jiàn)小姜石。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布不均，厚度差異較大，局部缺失。

(5)粉細(xì)砂(Q3al)：地層呈黃褐色，飽和，中密-密實(shí)。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及少量云母碎片。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約0.5～3.0 cm,顆粒級(jí)配較差，分選性較差。

(6)細(xì)砂(Q3al)：地層呈黃褐色，飽和，密實(shí)。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及少量云母碎片。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約0.5～2.5 cm,含黑色鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)。顆粒級(jí)配較差，分選性較差。

(7)細(xì)砂(Q3al)：地層呈黃褐色，飽和，密實(shí)。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及少量云母碎片。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約0.5～3.0 cm,含黑色鐵錳質(zhì)斑點(diǎn)。顆粒級(jí)配較好，分選性較好。

(8)中細(xì)砂(Q3al)：地層呈黃褐色，飽和，密實(shí)。主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石及少量云母碎片。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約0.5～3.0 cm,顆粒級(jí)配較差，分選性較差。

1.3 地下水

勘察期間，各勘探孔中實(shí)測(cè)地下水位在自然地面以下約15.0 m，標(biāo)高約66.0 m。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料可知，場(chǎng)地地下水位年變幅約1.0～2.0 m，近3～5年最高地下水位埋深約自然地面下8.0 m，標(biāo)高約73.0 m。根據(jù)調(diào)查走訪及附近場(chǎng)地工程經(jīng)驗(yàn)，沿線區(qū)域歷史最高水位埋深約自然地面下2.5 m，標(biāo)高約78.5 m。場(chǎng)地地下水屬第四系孔隙潛水，主要賦存于第(4)、(5)(6)層細(xì)砂層及以下土層中，地下水主要由地表徑流、降水補(bǔ)給，以蒸發(fā)、徑流和少量人工抽取方式排泄區(qū)外。

1.4 場(chǎng)地土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

結(jié)合本區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)、土工試驗(yàn)、原位測(cè)試及野外鉆探綜合分析場(chǎng)地土條件可知，場(chǎng)地內(nèi)第(4)層土屬軟塑狀態(tài)，平均厚度2.6 m，位于設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高下4 m左右，第(6)層細(xì)砂及以下土層均厚度較大，承載力較高。

2 橋梁樁基施工技術(shù)與質(zhì)量控制

2.1 施工準(zhǔn)備工作

樁基施工開(kāi)始前應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作。首先，應(yīng)該先進(jìn)行設(shè)備檢修，并對(duì)施工沿線用水用電情況進(jìn)行綜合規(guī)劃布置。合理設(shè)置各種材料以及混凝土的配合比。在施工平面圖上標(biāo)注樁位、編號(hào)與施工順序等，提前做好樁基基準(zhǔn)點(diǎn)放樣工作，確保打樁設(shè)備底座中心與孔位中心對(duì)應(yīng)[1]。同時(shí)要確定好季節(jié)性的施工技術(shù)措施和相關(guān)機(jī)械設(shè)備，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電源電路安裝以及工具材料供應(yīng)情況等進(jìn)行及時(shí)跟蹤。

2.2 埋設(shè)樁基護(hù)筒

施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)條件是影響鉆孔灌注樁施工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵。在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，通過(guò)埋設(shè)護(hù)筒來(lái)抵御孔外靜水壓力對(duì)鉆孔灌注樁的影響，降低了孔壁坍塌的幾率[2]。護(hù)筒的使用同時(shí)也將地表水與孔壁有效的隔離開(kāi)，確保了孔柱位置以及鉆頭的導(dǎo)向始終處于可控的狀態(tài)下。另外，為了確保鉆孔灌注樁施工的質(zhì)量，在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)，必須切實(shí)做好護(hù)筒底部附近土層的夯實(shí)處理，避免因?yàn)樽o(hù)筒出現(xiàn)淹水、浮沉等問(wèn)題而影響鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量。

2.3 鉆孔泥漿的制作

施工人員在鉆孔灌注樁施工過(guò)程中，常用的鉆孔泥漿主要以膨潤(rùn)土、水、添加劑等為主。由于這些材料發(fā)揮著冷卻、潤(rùn)滑、隔斷孔內(nèi)外滲流以及提高靜水壓力的作用。施工過(guò)程中，必須按照施工現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件控制泥漿的密度，避免因?yàn)槟酀{黏稠度過(guò)稀或者過(guò)稠影響鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量[3]。施工人員在鉆孔施工過(guò)程中，必須仔細(xì)檢查孔徑、孔深以及垂直度等參數(shù)。

2.4 驗(yàn)孔與清孔

驗(yàn)孔時(shí)，將測(cè)量繩捆綁于栓孔器頂部，用鋼絲將栓孔器放入井底，在栓孔器到達(dá)井底后，用米尺測(cè)量樁基中心與鋼絲間距離，再除以測(cè)繩讀數(shù)求出孔斜率。其中，要利用鋼尺確定樁基平面位置，確?？字行钠矫嫖恢貌怀^(guò)50 mm；傾斜度<1°；孔徑應(yīng)大于設(shè)計(jì)樁徑，孔深超過(guò)設(shè)計(jì)深度50 mm以上。在驗(yàn)孔合格后，采用換漿法進(jìn)行清孔，向孔內(nèi)壓入密度為1.03～1.10 g/cm3的泥漿，置換原有泥漿，并保證置換后泥漿黏度為17～20 Pa·s，膠體率 > 98%。置換過(guò)程一般需要3～5 h，最后檢測(cè)比重，確保含砂率< 2%。清孔完成后，立即進(jìn)行鋼筋籠下放施工。

2.5 鋼筋籠制作與安裝

為了保證鋼筋籠在運(yùn)輸和吊放過(guò)程中不產(chǎn)生變形，制作鋼筋籠時(shí)，在每道加強(qiáng)箍筋處設(shè)置三角撐。鋼筋籠四周設(shè)置非金屬定位裝置，以確保保護(hù)層厚度滿足要求。在主筋的外圍設(shè)置加勁箍筋，加固了鋼筋籠，同時(shí)降低了施工難度。為了方便檢測(cè)工程質(zhì)量，保證樁基質(zhì)量，可以在鋼筋籠內(nèi)側(cè)安裝聲測(cè)檢測(cè)管。由于檢測(cè)管不能直接進(jìn)行對(duì)接焊接，因此要通過(guò)套螺紋或密封膠進(jìn)行連接，避免焊渣堵塞導(dǎo)管[4]。按設(shè)計(jì)圖紙要求將聲測(cè)管固定在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，接頭連接采用鉗壓式連接。鋼筋籠對(duì)接好之后嚴(yán)格檢查接頭連接質(zhì)量，鋼筋籠下放過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)拆除籠內(nèi)加固支撐。為保證聲測(cè)管完整性，須檢查接頭位置是否嚴(yán)密，以防水泥砂漿和泥漿滲入管內(nèi)。在鋼筋籠安裝過(guò)程中用水管向聲測(cè)管內(nèi)注入清水[5]。待鋼筋籠下放到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，檢查其平面位置并進(jìn)行固定。

2.6 灌注混凝土

混凝土灌注是樁基施工中的一項(xiàng)重要工序，混凝土灌注質(zhì)量直接影響樁基整體質(zhì)量。在進(jìn)行灌注樁施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制灌注混凝土配比，同時(shí)也要避免混凝土灌注過(guò)多，以保證后期使用效果[6]。首先，混凝土攪拌需依照標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范要求，攪拌時(shí)間不少于1.5 min。在攪拌結(jié)束后要進(jìn)行坍落度與和易性測(cè)試，測(cè)試合格后方可進(jìn)行混凝土澆筑。其次，澆筑前需要清理孔道中的殘?jiān)?，測(cè)量沉積厚度，并將導(dǎo)管設(shè)置于井孔中央，在保證其穩(wěn)定性的前提下進(jìn)行水密、承壓等試驗(yàn)。進(jìn)行澆筑時(shí)，采用溜槽與串筒來(lái)保證樁心混凝土的聚合性，但不得在10 m范圍內(nèi)鉆孔，而且要在澆筑6 h后才能進(jìn)行回填[7]。灌注混凝土的施工技術(shù)要點(diǎn)有：首批混凝土灌注要使其能夠滿足導(dǎo)管埋入深度要求，應(yīng)大于1 m，灌注過(guò)程要做到持續(xù)性與有序性，避免出現(xiàn)導(dǎo)管被壓漏的情況，注意控制灌注時(shí)間不應(yīng)超過(guò)首批混凝土的初凝時(shí)間。

2.7 成樁質(zhì)量檢測(cè)

橋梁鉆孔灌注樁施工結(jié)束后，必須對(duì)成樁進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括對(duì)砼試塊的強(qiáng)度檢測(cè)與樁身檢測(cè)。樁身檢測(cè)主要是對(duì)樁長(zhǎng)、縮徑的測(cè)量，還要估算出砼強(qiáng)度，并按照1%～2%的比例進(jìn)行抽樣檢測(cè)。在樁基檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)考慮到樁長(zhǎng)、樁端等要素的影響[8]。樁長(zhǎng)是重要的樁基參數(shù)，它和樁基的承載力直接相關(guān)，如果記錄樁長(zhǎng)和檢測(cè)樁長(zhǎng)有較大的區(qū)別，說(shuō)明在施工的過(guò)程中存在弄虛作假的現(xiàn)象，也表明樁基的質(zhì)量達(dá)不到使用的標(biāo)準(zhǔn)。樁端的持力層的判斷準(zhǔn)確性與試驗(yàn)樁的安全性緊密相關(guān)。如果是風(fēng)化巖的持力層，可以采用鉆芯取巖的方法，如果是強(qiáng)風(fēng)化巖，應(yīng)該采用貫入試驗(yàn)的方法。

3 總結(jié)

在進(jìn)行橋梁樁基施工的過(guò)程中，需嚴(yán)格制定橋梁樁基施工技術(shù)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。施工人員要對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的管控，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要按照相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。這樣才能從根本上保障橋梁樁基施工建設(shè)的質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)橋梁樁基技術(shù)的健康、穩(wěn)定發(fā)展。