市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中常見問題及防治措施

摘 要：本文重點探討市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中常見的問題及防治措施。首先介紹市政工程橋梁樁基礎(chǔ)的定義和功能，設(shè)計和施工流程。其次，詳細(xì)論述樁基礎(chǔ)施工中的質(zhì)量、安全和環(huán)境問題，包括強度不達(dá)標(biāo)、樁位偏差、樁身破損或裂縫、設(shè)備故障、人員傷害、施工噪音和環(huán)境污染等。針對這些問題，提出相應(yīng)的防治措施，包括強化質(zhì)量控制、使用先進施工技術(shù)和設(shè)備、完善安全操作規(guī)程、進行常規(guī)的安全培訓(xùn)和檢查、采用低噪音施工方法、實施有效的廢物管理等。

關(guān)鍵詞：橋梁；樁基礎(chǔ)；施工；問題；防治文章編號：2095-4085（2024）06-0046-03

0 引言

橋梁作為市政工程的重要組成部分，對提升城市交通的便利性，提高城市運行效率起著關(guān)鍵作用。在橋梁的設(shè)計與建設(shè)中，樁基礎(chǔ)是重要的一環(huán)，其質(zhì)量優(yōu)劣直接影響到橋梁的穩(wěn)定和安全。在實際施工實踐中，樁基礎(chǔ)施工面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括施工質(zhì)量問題、施工安全問題以及施工環(huán)境問題等，直接影響著城市建設(shè)、環(huán)境保護，乃至人們的生活質(zhì)量。系統(tǒng)地研究市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中的常見問題，是橋梁建設(shè)領(lǐng)域的重要內(nèi)容。

1 市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工概述

1.1 市政工程橋梁樁基礎(chǔ)的定義和功能

在建筑結(jié)構(gòu)中，樁基礎(chǔ)是指通過深埋于地下的樁體，將上部結(jié)構(gòu)荷載傳遞到地下穩(wěn)定土層或通過樁體與土層的摩擦力來分擔(dān)荷載的基礎(chǔ)形式。對于橋梁工程，樁基礎(chǔ)施工非常重要。樁基礎(chǔ)不僅是承載橋梁自重、車輛荷載和風(fēng)荷載等外部荷載的主要構(gòu)件，還發(fā)揮著改善因土質(zhì)較差、地基承載力不足導(dǎo)致的不良地質(zhì)條件的重要作用。

在橋梁結(jié)構(gòu)中，樁基礎(chǔ)主要發(fā)揮以下幾個方面的功能：（1）將橋梁荷載傳遞到較深的有足夠承載力的土層中；（2）通過改變土層的受力，提高地基的穩(wěn)定性和承載力；（3）在水流較大或地質(zhì)條件復(fù)雜的地方，提高橋梁的穩(wěn)定性，防止結(jié)構(gòu)傾覆；（4）對橋梁在使用過程中可能出現(xiàn)的地基沉降、位移等問題，樁基礎(chǔ)能起到較好的控制效果［1］。

1.2 市政工程橋梁樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工流程

樁基礎(chǔ)的設(shè)計和施工過程是系統(tǒng)化且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，涉及到地質(zhì)勘察、設(shè)計計算、施工方案的制定以及施工等多個環(huán)節(jié)。第一，地質(zhì)勘察是樁基施工的重要前提。通過對地下土層性質(zhì)、水文地質(zhì)、地下障礙物等進行詳細(xì)的調(diào)查，獲取精準(zhǔn)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為樁基設(shè)計提供必要依據(jù)。第二，根據(jù)地質(zhì)勘察的結(jié)果，設(shè)計人員要進行詳細(xì)的設(shè)計計算，包括確定樁基礎(chǔ)的形式、尺寸、布局、樁頂標(biāo)高等。這一階段的工作，要求設(shè)計人員必須熟悉掌握樁基礎(chǔ)理論和計算方法，確?？茖W(xué)準(zhǔn)確地進行樁基礎(chǔ)設(shè)計。第三，施工前必須制定詳細(xì)的施工方案，包括樁基礎(chǔ)施工的具體步驟和要求等。制定施工方案是施工管理的關(guān)鍵，能保證施工有序進行。施工方案包括預(yù)制樁的制作與運輸、樁孔的開挖、樁的下放、混凝土的灌注、樁頭的處理等。第四，實際施工過程中，要按照施工方案進行，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量，包括樁位偏差、垂直度、樁的質(zhì)量、混凝土強度等。施工人員要具備豐富的實踐經(jīng)驗和理論知識，保證樁基礎(chǔ)工程符合設(shè)計質(zhì)量要求。第五，樁基礎(chǔ)工程完工后，要進行質(zhì)量驗收，對驗收不合格的樁基要進行處理或更換。這是對施工質(zhì)量進行控制的最后環(huán)節(jié)，確保樁基礎(chǔ)的質(zhì)量符合設(shè)計要求［2］。

2 市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中常見問題

2.1 樁基施工質(zhì)量問題

2.1.1 強度不達(dá)標(biāo)

樁基礎(chǔ)強度是樁基礎(chǔ)工程的核心要素，直接決定著橋梁建筑物的安全性和使用壽命。強度不達(dá)標(biāo)的樁基礎(chǔ)會引發(fā)一系列的安全問題，最嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致橋梁的失穩(wěn)、倒塌，對行駛車輛和公眾安全構(gòu)成極大威脅。樁基礎(chǔ)強度不達(dá)標(biāo)的原因有很多，其中混凝土配合比的合理性是影響樁基強度的重要因素?；炷僚浜媳仁侵富炷粮鹘M分的質(zhì)量比例，包括水泥、砂、石、水和各種添加劑。如果配合比不合理，會導(dǎo)致混凝土的強度、耐久性不佳，進而影響樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和性能［3］。此外，混凝土的攪拌、運輸、澆筑和養(yǎng)護等過程也是影響樁基礎(chǔ)強度的因素?；炷翑嚢柽^程中，如果攪拌不均勻，會導(dǎo)致混凝土強度降低。在混凝土運輸過程中，如果震動過大，會導(dǎo)致混凝土分層，影響強度?；炷翝仓^程中，如果操作不當(dāng)，會導(dǎo)致空氣夾雜在混凝土中，影響混凝土的密實度和強度。混凝土養(yǎng)護不好，也會導(dǎo)致因混凝土內(nèi)部水分快速蒸發(fā)，產(chǎn)生裂紋，降低強度的后果。

2.1.2 樁位偏差

由于樁基是橋梁的主要支撐結(jié)構(gòu)，位置偏差會影響橋梁的結(jié)構(gòu)布局，進而影響橋梁的穩(wěn)定性和安全性。一旦樁基位置偏移，就要增加樁基數(shù)量、調(diào)整橋梁設(shè)計或者進行復(fù)雜的修復(fù)施工，不僅增加施工成本，還提高施工難度。施工測量精度低是導(dǎo)致樁位偏差的常見原因。在樁基施工中，測量工作非常重要，測量工作決定了樁基的位置是否精確。如果測量工具的精度不高，或者操作人員的技術(shù)水平達(dá)不到要求，都可能導(dǎo)致樁位偏差。施工過程中人為犯錯，也是導(dǎo)致樁位偏差的重要原因。比如，施工人員操作不當(dāng)，或者沒有嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙和施工規(guī)程進行規(guī)范施工，導(dǎo)致樁位偏差。

2.1.3 樁身破損或裂縫

樁身破損或裂縫會嚴(yán)重影響樁基的穩(wěn)定性和承載力，如果不及時發(fā)現(xiàn)和處理，會造成橋梁的安全問題。混凝土配合比設(shè)計不合理是導(dǎo)致樁身破損或裂縫的常見原因。配合比的設(shè)計涉及到水泥、砂、石、水以及各種添加劑的比例，配合比的合理與否，決定了混凝土的強度和耐久性。如果配合比設(shè)計不合理，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力過大，引發(fā)樁身的破損或裂縫。此外，振搗不均勻也是導(dǎo)致樁身破損或裂縫的重要原因。振搗是保證混凝土充分密實，消除混凝土內(nèi)部氣泡的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)。如果振搗不均勻，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部存在氣泡，造成混凝土密實度不達(dá)標(biāo)，引發(fā)樁身的破損或裂縫。

2.2 樁基施工安全問題

2.2.1 設(shè)備故障

由于現(xiàn)場施工比較復(fù)雜，施工強度高，設(shè)備如鉆機、吊機和泵車等要長時間連續(xù)作業(yè)，無疑給設(shè)備的維護和安全操作帶來了挑戰(zhàn)。設(shè)備長期連續(xù)作業(yè)，導(dǎo)致各種零部件逐漸磨損，性能逐步下降。不僅影響工作效率，也會導(dǎo)致設(shè)備在工作中突然出現(xiàn)故障，產(chǎn)生安全事故。設(shè)備重要部件的磨損，也是導(dǎo)致設(shè)備故障的重要因素。特別是一些核心部件，如鉆頭、主軸等，其磨損狀況直接影響設(shè)備的工作狀態(tài)。如果這些部件出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，未及時發(fā)現(xiàn)和更換，會導(dǎo)致設(shè)備在高強度作業(yè)中突然停工，產(chǎn)生嚴(yán)重安全事故。

2.2.2 人員傷害

施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜多變，加之施工操作也存在許多不可預(yù)見的危險性。在施工過程中，操作人員要具備豐富的技能和經(jīng)驗，才能操作樁基礎(chǔ)施工設(shè)備。如果操作人員對設(shè)備不熟悉，或者在操作過程中出現(xiàn)失誤，都會導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障，甚至引發(fā)嚴(yán)重的死亡事故。此外，采取適當(dāng)?shù)陌踩雷o措施，是避免發(fā)生風(fēng)險的重要保障。比如，在樁基礎(chǔ)施工過程中，由于樁基的深度大，對施工人員防護的要求就較高。如果施工現(xiàn)場沒有設(shè)置足夠的安全防護設(shè)施，例如，圍擋、安全帶、防護欄等，就會增加施工人員受傷的風(fēng)險。

2.3 樁基礎(chǔ)施工環(huán)境問題

2.3.1 施工噪音

樁基施工噪聲主要來自于施工中的各類機械設(shè)備。具體來說，打樁機在打樁過程中的沖擊聲、鉆孔機鉆孔的摩擦聲、運輸車輛發(fā)動機的噪聲等是主要的噪聲來源。這些噪聲會在施工過程中持續(xù)產(chǎn)生，造成持續(xù)的、高強度的噪聲污染。噪聲污染會對周邊居民的工作、生活造成嚴(yán)重影響。持續(xù)的噪聲對人們的休息、學(xué)習(xí)等日常活動造成干擾，致使居民的生活質(zhì)量明顯下降。持續(xù)的噪聲同樣會對施工現(xiàn)場工作人員的健康造成威脅。長期在高噪聲環(huán)境下工作，會造成聽力損傷，甚至導(dǎo)致永久性失聰。

2.3.2 環(huán)境污染

樁基礎(chǔ)施工過程中造成的環(huán)境污染，主要包括兩個方面。首先，施工現(xiàn)場的揚塵嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量。在打樁、挖掘等施工過程中，大量的塵埃被攪動并隨風(fēng)散布，導(dǎo)致空氣中懸浮顆粒物含量增加。長期惡化的空氣質(zhì)量不僅對周圍環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，還對居民的身心健康造成嚴(yán)重危害。例如，對呼吸系統(tǒng)造成傷害，對視覺產(chǎn)生干擾，甚至可能影響周邊道路的通行安全。其次，施工設(shè)備排放的尾氣，是造成空氣質(zhì)量惡化的重要原因。施工過程中使用的設(shè)備，比如，打樁機、卡車等，其發(fā)動機運行時會排放二氧化碳、氮氧化物、顆粒物等污染物。排放的污染物對大氣環(huán)境造成破壞，加劇城市的熱島效應(yīng)和溫室效應(yīng)，對人體健康和氣候變化產(chǎn)生不良影響。

3 防治措施

3.1 質(zhì)量防治措施

3.1.1 強化質(zhì)量控制

在市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中，強化質(zhì)量控制是防止產(chǎn)生質(zhì)量問題的重要措施。在設(shè)計階段，要通過合理的計算，優(yōu)化設(shè)計方案，確保樁基礎(chǔ)的設(shè)計滿足安全和穩(wěn)定的要求。施工前的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，比如，材料的采購、試驗和檢驗，確保材料質(zhì)量符合設(shè)計和施工要求。在樁基礎(chǔ)施工過程中，嚴(yán)格遵守施工質(zhì)量控制規(guī)范，包括遵守工藝規(guī)程、監(jiān)督施工操作流程、定期進行質(zhì)量檢查和評價等。每個工序完成后，都要進行質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題，及時進行處理和糾正。通過定期進行質(zhì)量評價和分析，發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問題，及時提出改進措施。

3.1.2 使用先進施工技術(shù)和設(shè)備

引進和使用先進的施工技術(shù)和設(shè)備，能有效提高樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。先進的施工技術(shù)，如靜壓法、旋壓法等，能更準(zhǔn)確地控制樁基礎(chǔ)施工的各個環(huán)節(jié)，提高施工的精度和效率，減少出現(xiàn)質(zhì)量問題的風(fēng)險?，F(xiàn)代化的施工設(shè)備，比如，運用自動化打樁機、高精度的導(dǎo)向系統(tǒng)、在線質(zhì)量檢測等設(shè)備，不僅提高施工速度，降低人工成本，還能實現(xiàn)對施工過程的實時監(jiān)控和精確控制，提高施工工程的穩(wěn)定性和可靠性。在施工過程中，通過運用數(shù)字化和信息化技術(shù)，收集和分析施工數(shù)據(jù)，實現(xiàn)智能化質(zhì)量管理和決策的目標(biāo)。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實時監(jiān)測和分析施工過程中的各種參數(shù)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，及時解決，對潛在質(zhì)量問題進行預(yù)警，實現(xiàn)預(yù)防性質(zhì)量控制的目標(biāo)。

3.2 安全防治措施

3.2.1 完善安全操作規(guī)程

在樁基礎(chǔ)施工中，完善的安全操作規(guī)程是防止人員傷害和設(shè)備故障的基礎(chǔ)。首先，根據(jù)施工設(shè)備的特性和操作要求，制定詳細(xì)、準(zhǔn)確的操作規(guī)程，明確操作步驟、安全警示和應(yīng)對方法，指導(dǎo)施工人員進行正確、安全的施工操作。其次，要對施工人員進行規(guī)程培訓(xùn)，確保他們?nèi)胬斫夂驼莆找?guī)程內(nèi)容，在施工過程中嚴(yán)格執(zhí)行。對于新入職或者未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員，尤其要加強規(guī)程培訓(xùn)和監(jiān)督。

3.2.2 常規(guī)的安全培訓(xùn)和檢查

定期進行安全培訓(xùn)和檢查，是預(yù)防樁基礎(chǔ)施工安全事故的重要手段。首先，針對所有的施工人員進行安全培訓(xùn)，重點教授施工過程中可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險和預(yù)防措施的知識，增強施工人員安全意識，提高自我保護能力。培訓(xùn)內(nèi)容包括設(shè)備操作規(guī)程、應(yīng)急處理方法、個人防護設(shè)備的使用方法等，確保工人在施工過程中安全操作，有效應(yīng)對可能發(fā)生的安全事故。其次，定期進行安全檢查，防微杜漸，及時發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場的安全隱患，防止小問題變成大問題。檢查內(nèi)容包括施工設(shè)備狀況、安全防護設(shè)施完整性、工人的操作行為是否符合要求等。發(fā)現(xiàn)問題后，及時進行整改，并對違規(guī)操作人員進行處罰。落實安全責(zé)任，確保施工安全。

3.3 環(huán)境防治措施

3.3.1 采用低噪音施工方法

在市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工中，降低施工噪音是環(huán)保要求的重要組成部分。首先，盡可能選擇低噪音的施工設(shè)備和技術(shù)。例如，運用靜壓法就比打樁法產(chǎn)生的噪音小。其次，合理規(guī)劃施工時間和施工方式，是降低噪音的重要措施。例如，避免在晚上或者周邊環(huán)境敏感的時間段進行施工，減少對周圍居民和環(huán)境的不利影響。采取分段施工、限制施工設(shè)備同時運行等措施，可以有效控制噪音。最后，定期監(jiān)測施工現(xiàn)場的噪音指數(shù)，評估噪音控制措施的效果，根據(jù)評估結(jié)果，調(diào)整控制措施，達(dá)到降低噪音的目的。

3.3.2 實施有效的廢棄物管理

在樁基礎(chǔ)施工過程中，對廢棄物進行有效管理是防止污染環(huán)境的關(guān)鍵。首先，施工現(xiàn)場設(shè)置專門的廢棄物收集區(qū)，對產(chǎn)生的廢土、廢水等廢棄物進行分類收集和暫存。不僅避免直接將廢棄物進行排放，也便于對廢棄物進行后續(xù)處理。其次，及時安排專業(yè)的環(huán)保企業(yè)，對廢棄物進行回收處理，例如，將廢土送至土方場進行處理，廢水經(jīng)過污水處理設(shè)備進行處理并達(dá)標(biāo)后再排放，按照環(huán)保規(guī)定的要求，對廢棄物進行合規(guī)處置。

4 結(jié)論

針對市政工程橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中出現(xiàn)的問題提出防治措施，是保證工程質(zhì)量、施工安全和保護環(huán)保的關(guān)鍵。本文深入探討橋梁樁基礎(chǔ)施工中常見的質(zhì)量、安全和環(huán)境等問題，提出一系列防治措施。通過強化質(zhì)量控制，使用先進的施工技術(shù)和設(shè)備，解決強度不達(dá)標(biāo)、樁位偏差、樁身破損或裂縫等質(zhì)量問題。通過制定完善的安全操作規(guī)程，進行常規(guī)的安全培訓(xùn)和檢查，防止發(fā)生設(shè)備故障、人員傷害等安全問題。通過采用低噪音施工方法，實施有效的廢棄物管理等措施，降低施工噪音，減少環(huán)境污染的不利影響。

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