公路橋梁樁基施工質(zhì)量問(wèn)題及控制分析

秦 霞

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)的鉆孔灌注樁施工技術(shù)已相當(dāng)成熟，逐步向著大直徑、超深度方向發(fā)展。但因其工藝復(fù)雜、隱蔽性強(qiáng)，施工中存在的不可控因素較多，導(dǎo)致鉆孔灌注樁施工中出現(xiàn)諸多質(zhì)量問(wèn)題，因此對(duì)其施工技術(shù)及質(zhì)量管理提出了更高的要求[1]。該文結(jié)合實(shí)際工程案例，全面分析了橋梁工程樁基施工存在的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的控制措施，為后續(xù)類(lèi)似工程施工提供理論指導(dǎo)。

1 落實(shí)鋼護(hù)筒的埋設(shè)質(zhì)量要求

鉆孔灌注樁施工時(shí)，鋼護(hù)筒由鋼板加工而成，通常采用機(jī)械輔助安裝沉設(shè)，保證剛度和密封性能良好。鋼護(hù)筒安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制位置、高程、垂直度等相關(guān)指標(biāo)，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。鋼護(hù)筒埋設(shè)深度按照設(shè)計(jì)要求及施工區(qū)域地下水位高度確定，針對(duì)水下或地質(zhì)狀況較復(fù)雜的區(qū)域，在進(jìn)行樁基施工時(shí)應(yīng)充分考慮河流沖刷作用影響[2]。采取必要防護(hù)措施，防止河流沖刷河床，針對(duì)受潮汐作用的樁基，采取針對(duì)性措施保持鉆孔內(nèi)水頭穩(wěn)定。

該文以某公路橋梁項(xiàng)目為例展開(kāi)分析，其中道路穿越河流處均設(shè)有小橋，寬度為7～15 m。利用超聲波對(duì)橋梁樁基進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示部分樁基距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高2～4 m 位置存在質(zhì)量病害，病害區(qū)域?yàn)?.5～1.0 m。具體檢測(cè)數(shù)據(jù)如圖1 所示。通過(guò)綜合計(jì)算分析，產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的樁基恰好處于鋼護(hù)筒底部位置。

圖1 0-1#樁超聲波透射法檢測(cè)結(jié)果

施工方結(jié)合樁基檢測(cè)單位對(duì)缺陷成因進(jìn)行分析，初步結(jié)論如下：當(dāng)鋼護(hù)筒埋設(shè)深度較淺時(shí)，施工區(qū)域地處大海，經(jīng)常出現(xiàn)潮汐現(xiàn)象，造成地下水位發(fā)生突變，鋼護(hù)筒底端內(nèi)外存在較大壓力差，水下混凝土灌注時(shí)，鋼護(hù)筒底部會(huì)出現(xiàn)泥漿外泄、塌孔等現(xiàn)象。樁身混凝土灌注完成后，海水漲退均會(huì)對(duì)鋼護(hù)筒底部混凝土產(chǎn)生沖刷作用[3]。在其終凝前，局部出現(xiàn)離析，同時(shí)可能導(dǎo)致鋼護(hù)筒底端聲測(cè)管位置發(fā)生改變，最終形成樁身質(zhì)量缺陷。

結(jié)合上述分析，在后續(xù)樁基施工時(shí)，針對(duì)施工環(huán)境類(lèi)似的樁基，采取增大鋼護(hù)筒埋深的措施，使其進(jìn)入河床淤泥層2～4 m 左右，避免樁身質(zhì)量缺陷產(chǎn)生。經(jīng)后續(xù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，增大鋼護(hù)筒埋深后，樁基施工質(zhì)量良好，未出現(xiàn)上述質(zhì)量缺陷。

2 嚴(yán)格控制泥漿性能指標(biāo)及清孔工序

樁身混凝土灌注前，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求制備泥漿，確保泥漿性能滿(mǎn)足要求，并對(duì)清孔質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收，待驗(yàn)收合格后再進(jìn)行灌注施工，防止出現(xiàn)樁身質(zhì)量問(wèn)題，避免不必要損失。此外，應(yīng)嚴(yán)格控制成孔時(shí)間，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間放置，以免出現(xiàn)塌孔、漏漿等現(xiàn)象[4]。

采用超聲波透射法對(duì)Z4-1#實(shí)施檢測(cè)，結(jié)果如圖2 所示。通過(guò)圖2 能夠看出，該樁距樁頂8.4 m 以下，AB、BC 兩斷面波速、波幅均低于臨界值，且波形存在顯著突變現(xiàn)象，但AC 斷面位置聲學(xué)指標(biāo)無(wú)異常。按照樁基質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，該樁屬于Ⅳ類(lèi)樁。并通過(guò)鉆芯法對(duì)評(píng)定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證：先后鉆取兩個(gè)孔，第一孔芯樣混凝土較為完整，密實(shí)度良好；第二孔芯樣距樁頂8.4 m 以下樁身均存在夾渣、孔洞現(xiàn)象。通過(guò)鉆芯法進(jìn)一步驗(yàn)證了超聲檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，最終判定該樁屬Ⅳ類(lèi)樁。

圖2 Z4-1#樁超聲波透射法檢測(cè)結(jié)果

結(jié)合施工記錄及檢測(cè)結(jié)果分析：該樁長(zhǎng)度較短，施工區(qū)域地質(zhì)狀況良好，樁身持力層為花崗巖。施工過(guò)程中鋼筋籠安裝完成后，未進(jìn)行二次清孔作業(yè)，便直接灌注混凝土，因泥漿沉淀，導(dǎo)致樁底沉樁厚度較大，以致出現(xiàn)廢樁現(xiàn)象。

3 注意鋼筋籠及聲測(cè)管綁扎固定

鋼筋籠制作應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。制作時(shí)確保鋼筋籠順直，內(nèi)部附加定位及加強(qiáng)鋼筋，以增強(qiáng)鋼筋籠整體剛度，避免產(chǎn)生變形[5-6]。同時(shí)，在鋼筋籠設(shè)置墊塊，確保樁基保護(hù)層厚度滿(mǎn)足要求，并防止鋼筋籠出現(xiàn)偏位現(xiàn)象。此外，根據(jù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求，合理布設(shè)聲測(cè)管。利用扎絲將聲測(cè)管牢固固定在鋼筋籠上，并嚴(yán)格控制固定點(diǎn)位置，底部及接頭位置必須設(shè)置固定點(diǎn)。

采用超聲波透射法對(duì)1-1#樁基聲測(cè)管實(shí)施檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如圖3 所示。

通過(guò)圖3 能夠看出，1-1#樁距樁底6 m 范圍內(nèi)，波速顯著增大，波形、波幅等相關(guān)指標(biāo)完全正常。施工單位施工記錄信息顯示，聲測(cè)管單節(jié)長(zhǎng)度為6 m，且其他樁基檢測(cè)結(jié)果均存在此種狀況。經(jīng)綜合推斷：該工程樁基相對(duì)較長(zhǎng)，樁徑較小，易產(chǎn)生變形，且聲測(cè)管安裝未嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行固定[7]。特別是最底端聲測(cè)管因固定不牢出現(xiàn)了位置偏移，三根聲測(cè)管均從設(shè)計(jì)位置向中間移動(dòng)，聲測(cè)管檢測(cè)半徑顯著縮小。

圖3 1-1#樁聲測(cè)管不平行檢測(cè)結(jié)果

采用超聲波透射法對(duì)與1-1#樁基相鄰的0-1#聲測(cè)管實(shí)施檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如圖4 所示。

圖4 0-1#樁聲測(cè)管不平行檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)圖4 能夠看出，0-1#樁距樁底6 m 范圍內(nèi)波形、波速存在明顯異常。根據(jù)施工記錄及施工人員反映，該樁施工時(shí)未出現(xiàn)任何異常狀況。綜合推斷：此樁基鋼筋籠制作時(shí)，鋼筋籠綁扎不牢固，且聲測(cè)管未嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行固定，導(dǎo)致混凝土灌注過(guò)程中樁身聲測(cè)管出現(xiàn)嚴(yán)重變形，位置產(chǎn)生較大移動(dòng)，其中樁底位置聲測(cè)管移位最為嚴(yán)重，被混凝土沖擊至樁身外[8]。后續(xù)施工中，嚴(yán)格按規(guī)范要求對(duì)鋼筋籠及聲測(cè)管實(shí)施綁扎固定，未出現(xiàn)上述質(zhì)量問(wèn)題。

4 重視樁基頂部混凝土超灌量及樁頭破除問(wèn)題

4.1 樁頂部位混凝土超灌量不足

樁身混凝土灌注時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度，當(dāng)灌注樁頂部位時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)部壓力顯著降低，應(yīng)采取必要措施，控制混凝土灌注施工質(zhì)量，避免樁頂混凝土密實(shí)度不足，產(chǎn)生夾泥現(xiàn)象[9]。采用超聲波檢測(cè)法對(duì)Z14-1#樁進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如圖5 所示。結(jié)果顯示該樁自樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高0～0.8 m 范圍內(nèi)混凝土質(zhì)量較差，存在明顯質(zhì)量缺陷。

圖5 Z14-1#樁頂部位混凝土超灌量不足檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)綜合分析可知：該樁基施工時(shí)，樁頂混凝土未采取超灌措施，導(dǎo)致頂部存在夾泥現(xiàn)象，需將頂部存在缺陷的混凝土鑿除，進(jìn)行接樁處理。但由于該樁埋深較大，施工存在較大困難。

4.2 樁頭破除不規(guī)范

通過(guò)環(huán)切將樁頭破除，嚴(yán)格控制樁頂標(biāo)高，確保滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。樁頂混凝土破除應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，禁止破壞樁頂淺部混凝土，嚴(yán)禁通過(guò)挖掘機(jī)暴力掰斷樁頭，避免頂部混凝土與聲測(cè)管產(chǎn)生剝離，導(dǎo)致檢測(cè)不合格[10]。

采用超聲波檢測(cè)法對(duì)14a-3#樁頭破除情況實(shí)施檢測(cè)，檢測(cè)情況如圖6 所示。通過(guò)圖6 能夠看出，設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0～0.6 m 范圍內(nèi)，三個(gè)檢測(cè)斷面僅一個(gè)斷面存在聲學(xué)指標(biāo)異常現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工情況推斷，是由于樁頭破除不規(guī)范造成淺部混凝土產(chǎn)生裂隙。

圖6 14a-3#樁頭破除不規(guī)范檢測(cè)結(jié)果

部分樁基樁頂標(biāo)高較低，而施工水位較高，原則是無(wú)須進(jìn)行支護(hù)處理，但由于樁頭處理不規(guī)范頂部出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，需采取支護(hù)措施對(duì)頂部實(shí)施修復(fù)處理，導(dǎo)致施工成本增加，工期延長(zhǎng)。因此，樁身混凝土灌注時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制超灌量，嚴(yán)格按照破樁要求，并采用環(huán)切法，對(duì)樁頭進(jìn)行破除，避免出現(xiàn)樁頂質(zhì)量缺陷。

5 結(jié)論

綜上所述，該文依托某橋梁工程實(shí)例，通過(guò)超聲檢測(cè)、鉆芯取樣等試驗(yàn)，對(duì)橋梁工程樁基施工鋼護(hù)筒埋設(shè)、泥漿制備及清孔、鋼筋籠及聲測(cè)管安裝、混凝土灌注等易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵工序進(jìn)行綜合分析。結(jié)合檢測(cè)結(jié)果分析缺陷成因，并提出了相應(yīng)的防治措施，有效確保后續(xù)樁基施工質(zhì)量，為后續(xù)類(lèi)似工程施工提供指導(dǎo)和幫助。