淺談鐵路橋梁樁基施工質(zhì)量控制

祁 亞

（中鐵大橋局集團第一工程有限公司）

橋梁樁基礎(chǔ)是橋梁的重要部位，它的質(zhì)量好壞直接影響到整座橋梁的工程質(zhì)量。由于橋梁樁基施工的隱蔽性，在施工過程中存在不可預(yù)見性的因素較多，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，因此鐵路橋梁建設(shè)中一定要重視樁基的施工技術(shù)，提高其施工的質(zhì)量與效果。

一、鐵路橋梁樁基礎(chǔ)施工的準備工作

1、樁基基礎(chǔ)施工環(huán)境

施工之前需要對施工的場地情況進行調(diào)查和研究，把握各個施工參數(shù)，便于施工工作的開展。當場地是旱地時，需要進行場地硬化工作，并清除場地的雜物，若是場地處于淺水，需要采用引橋法，深水時需要借助主橋法，即鋼管樁施工平臺法，對平臺也有較高的要求，必須做好平整工作，確保其牢固性。

2、樁基基礎(chǔ)的樁位測定

下一步準備工作是要在場地上進行樁位測定，即借助木樁對樁位的中心和標高明確標識，在進行護樁的埋設(shè)。在護樁埋設(shè)時，要注意保持樁頂與地面高度一致，并用砂漿進行固定處理，在深水環(huán)境中，要借助鋼護筒進行固定，保證樁的牢固性。

3、樁基基礎(chǔ)的護筒準備

通常來說，應(yīng)用于樁基基礎(chǔ)施工中的護筒多為鋼護筒，并且對鋼護筒的厚度有一定的要求。在頂部和底部都做加厚處理，根據(jù)土質(zhì)確定護筒的高度，一般保證在兩米以上。另外，在旱墩護筒周圍需要用粘土夯實，并且保證粘土達到護筒底部。在對護筒進行埋設(shè)時，需要保證護筒中心與樁位中心的一致性，盡量減少偏差，同時重視護筒銜接的質(zhì)量。

4、樁基基礎(chǔ)的鉆孔泥漿

在進行樁基基礎(chǔ)施工之前，需要準備充足良好的造漿粘土或者是膨潤土，并且適當?shù)牟贾媚酀{的循環(huán)和凈化，建設(shè)好各種施工池，保證泥漿的合理傾倒，為整個施工創(chuàng)造良好的環(huán)境和便利的條件。

二、鐵路橋梁樁基的施工

在現(xiàn)實的鐵路橋梁樁基施工過程中，一般采取先進行機械鉆孔后灌注混凝土，也可因地制宜，根據(jù)地質(zhì)、地下水情況采用針對性挖孔作業(yè)，然后進行混凝土灌注。

1、樁基基礎(chǔ)鉆孔的施工

鉆機就位前，應(yīng)對主要機具及配套設(shè)備進行檢查、維修。就位后，底座和頂端應(yīng)平穩(wěn)，不得產(chǎn)生位移和沉陷，放置鉆機的起吊滑輪線、鉆頭和鉆孔中心三者應(yīng)在同一個鉛垂線上，其偏差不得大于2cm,豎直向傾斜不大于0.5%。鉆孔前，按施工設(shè)計所提供的地質(zhì)、水文資料繪制地質(zhì)剖面圖，掛在鉆臺上。針對不同地質(zhì)層選用適當?shù)你@機和泥漿比重，并做鉆孔標示牌，內(nèi)容包括墩臺號樁位、應(yīng)鉆孔深、鉆機型號、負責(zé)人等。

初次鉆孔時進尺適當控制，采用慢速鉆進，沖擊鉆用小沖程，正反循環(huán)鉆應(yīng)采用減壓鉆進，孔底承受的鉆壓不超過鉆具重力之和的 80%。并經(jīng)常檢查放置鉆機的起吊滑輪線、鉆頭和鉆孔中心三者是否在同一鉛垂線上，使初成孔豎直、圓順，防止孔位偏心、孔口坍塌。正常鉆進后，沖擊鉆采用4-5m中、大沖程。但最大沖程不超過6m,正反循環(huán)鉆則待導(dǎo)向部位或鉆頭全部進入地層后方可加速鉆進。鉆進過程中及時排渣。同時經(jīng)常注意地層的變化，在地層的變化處均應(yīng)撈取渣樣，判斷地質(zhì)的類型，記入記錄表中，并與設(shè)計提供的地質(zhì)剖面圖相對照，鉆渣樣應(yīng)編號保存，以便分析備查。施工中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆頭轉(zhuǎn)動裝置是否被鉆碴卡住，鉆進時常低錘勤擊，沖擊鉆鋼絲繩松繩不得過大，以免造成斜孔、卡鉆、坍孔、漏漿等故障，且鋼絲繩松繩不得過小以免造成打空錘，影響進尺。鉆孔作業(yè)必須連續(xù)進行，不得中斷。因特殊情況必須停鉆時，孔口應(yīng)加保護蓋，（用5cm厚木板或3mm花紋鋼制作）并嚴禁鉆頭留在孔內(nèi)，以防埋鉆。經(jīng)常檢查泥漿的各項指標，包括泥漿比重、稠度、含砂率、酸堿度等，并根據(jù)地質(zhì)情況及時調(diào)整。當鉆孔深度達到設(shè)計要求時，應(yīng)對孔深、孔徑、孔位和孔形等進行檢查，測繩應(yīng)經(jīng)常校正刻度，避免超鉆、或鉆孔深度不夠，檢孔器鋼筋外圈直徑應(yīng)大于鋼筋籠外圈直徑10cm,且不得大于鉆頭直徑，確認滿足設(shè)計要求后，方可進行孔底清理和灌注水下混凝土的準備工作。

2、鉆孔灌注樁施工技術(shù)

鉆孔灌注樁在鉆孔開始時，需稍提鉆桿，在護筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)造漿，開動泥漿泵進行循環(huán)，等泥漿均勻后以低擋慢速開始鉆進，使護筒腳處有牢固的泥皮護壁，鉆至護筒腳下1m后，方可按正常速度鉆進；在鉆進過程中，應(yīng)注意地層變化，對不同的土層，采用不同的鉆進方法；在黏性土中鉆進，宜選用尖底鉆頭，中等鉆速，大泵量，稀泥漿；在砂土或軟土層中鉆進，宜用平底鉆頭、控制進尺、輕壓、低擋慢速、大泵量、稠泥漿鉆進；在土夾礫（卵）石層中鉆進，宜采用低擋慢速、優(yōu)質(zhì)泥漿、大泵量、分兩級鉆進的方法鉆進。對于泥漿護壁樁基，鉆孔能否成功，泥漿是關(guān)鍵。在鉆孔過程中，要不斷向孔內(nèi)補充新泥漿，以保持泥漿的稠度和比重。泥漿頂面要高出地下水位線50cm以上，以保持孔壁的穩(wěn)定。同時要嚴密注視地質(zhì)條件的變化，并隨時調(diào)整泥漿的性能和配合比。在鉆進過程中，根據(jù)地質(zhì)情況適當調(diào)整泥漿比重，一般地層以1.1—1.3為宜，松散地層以1.4—1.6為宜。當孔深距設(shè)計標高差50cm時，將鋼筋籠、導(dǎo)管及其他機具、材料等準備就緒，以避免成孔后等待機具、材料而造成時間間隔，引起由于地質(zhì)不良發(fā)生的塌孔現(xiàn)象。清孔，當鉆機鉆到設(shè)計高程時，就立即進行清孔，清孔后泥漿比重控制在 1.15—1.2之間，如果泥漿比重太大，則不利于混凝土的澆筑，如果太小可能會引起塌孔。

3、制作鋼筋籠

制作鋼筋籠之前，先檢驗鋼筋和焊條的質(zhì)量，焊條的型號要和鋼筋的性能相匹配，質(zhì)量達到設(shè)計要求才可以啟用。制作鋼筋籠是一個重要的環(huán)節(jié)，要嚴格按照設(shè)計圖紙操作，根據(jù)鋼筋骨架的尺寸制備相當規(guī)模樣板，箍筋在樣板上彎制成圈。用鋼筋定位支架控制好主筋的間距，保證分距均勻且偏差不要大于 1cm。箍筋和鋼筋籠的直徑長度也要控制好尺寸，控制偏差在允許的范圍之內(nèi)，保證整個鋼筋籠的質(zhì)量。另外，加頸箍筋一般設(shè)在主筋的外圍減小施工難度，又可以加強對鋼筋籠的箍緊作用。在鋼筋的焊接過程中，采用的焊條要符合規(guī)范標準；可以在鋼筋籠的內(nèi)側(cè)焊接上定位圈并安裝聲測檢測管，以方便工程質(zhì)量檢測保證鋼筋籠的安全；在此需要說明的是，檢測管不宜直接對接焊接，以避免焊渣造成導(dǎo)管的管道堵塞，這就需要采用套螺紋或采用密封膠進行連接。安裝鋼筋籠之前要先檢查孔內(nèi)是否有殘渣或塌方，確保無誤后再安裝鋼筋籠。搬運和吊放鋼筋籠時要注意保證鋼筋籠的質(zhì)量防止變形，安裝要對準孔位，順直扶穩(wěn)慢慢勻速地將鋼筋籠放入孔內(nèi)，中途不要碰撞孔壁，避免造成扭籠、墩籠現(xiàn)象。時刻測量鋼筋籠的標高，放置鋼筋籠達到設(shè)計位置后，要采用吊筋、抗浮筋等固定住，避免鋼筋籠的下沉和灌注混凝土后而上浮。根據(jù)相關(guān)規(guī)范設(shè)置一定厚度的鋼筋保護層，可用水泥砂漿制作，保護層的偏差控制在1cm之內(nèi)。

4、灌注混凝土

在灌注混凝土之前，先清理孔壁和孔底的殘渣，檢查成孔質(zhì)量，確?？妆跊]有松動，孔底沒有積水和沉渣。如果孔內(nèi)的積水太多而不容易排干，可以采用導(dǎo)管法水下灌注混凝土。終孔后安裝鋼筋籠就位后安裝導(dǎo)管，導(dǎo)管內(nèi)徑取30cm為宜，每節(jié)導(dǎo)管的長度和壁厚要符合規(guī)范要求，根據(jù)孔的深度確定導(dǎo)管的總長度。導(dǎo)管的兩端要用法蘭盤和螺栓連接還要墊上橡皮圈以保證導(dǎo)管的密封性，防止導(dǎo)管滲水或漏水。導(dǎo)管插在孔的中央位置，底部離孔底20—30cm左右，切不可插入到孔底沉淀的泥漿中，防止導(dǎo)管中的混凝土漏不出來。在導(dǎo)管的上口接著漏斗，將足夠量的混凝土裝入漏斗中然后打開隔水栓，此時混凝土?xí)穆┒返撞肯侣涞娇椎?，孔?nèi)的水位逐漸提高，這樣將混凝土灌注到孔內(nèi)。導(dǎo)管法水下灌注混凝土?xí)r，注意混凝土粗骨料的最大粒徑不要太大，可以選用粒徑小于5cm的卵石或碎石；混凝土的坍落度不要過大，不符合要求時要調(diào)整混合料的配合比；混凝土拌合時要保證一定的拌合時間，使混凝土具有較好的粘聚性又要具有一定的流動性，攪拌時要進行坍落度檢測，如果灌注過程中坍落度損失過大也要及時調(diào)整混凝土的配合比；拌好的混凝土要立即灌注使用，避免產(chǎn)生離析現(xiàn)象影響混凝土的質(zhì)量；灌注要保持連續(xù)性，每灌注半米深就要用插入式振搗器振搗密實；混凝土灌注要實行全員全過程質(zhì)量控制，嚴格把關(guān)確?；炷翗痘馁|(zhì)量；最后灌注混凝土的標高要適當超出設(shè)計的標高，高度在一米左右，此外，因為要在其頂部鑿除最上部的浮漿層，樁頭還需要進入承臺內(nèi)約10cm。

5、成樁的質(zhì)量檢驗及收尾工作

成樁的質(zhì)量檢測包括樁身的動檢和混凝土試塊的質(zhì)量檢測。樁身動檢，要檢測樁身的小應(yīng)變和大應(yīng)變，可以測出樁長、擴徑和縮徑，這些檢測都必須合格。當橋梁樁基施工基本完畢后，拆除護筒，然后鉆機移位，進行檢測驗收。

三、常見問題及處理措施

1、坍孔處理

造成坍孔的主要原因有：護筒埋深位置不合適；鉆進速度快，泥漿注入遲緩；鉆斗上下移動速度過快，致使水流以較快的速度由鉆斗外側(cè)和鉆孔間的空隙流過，沖刷孔壁等?？缇┙蛱粮咚俟诽卮髽?0-3#樁基鉆孔施工時發(fā)生了塌孔，主要原因是泥漿護壁配比和管理不當。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，我們在采取了如下措施：原孔內(nèi)灌入1：3水泥砂漿改善護壁結(jié)構(gòu)，鉆頭每次重新開鉆時增大泥漿比重（控制在1.15—1.4之間），入液面時，速度要非常緩慢，等鉆頭完全進入漿液后，再勻速下到孔底，每次提鉆速度控制在0.3m/s—0.5m/s。跨京津塘高速公路特大橋41-5#樁基鉆進時存在淤泥層，有塌陷現(xiàn)象，不能正常采用鋼護筒施工成孔。所以采用加長鋼護筒施工，塌陷嚴重用C30混凝土和干紅土交替回填，混凝土中用φ25鋼筋按實際塌孔坑洞尺寸制作鋼筋網(wǎng)片以加強其承載力。

2、縮孔處理

縮孔主要原因有：泥漿性能欠佳，失水量大；孔壁土層吸水膨脹，形成蜂窩、疏松狀泥皮；鄰樁施工間距不當，土層中應(yīng)力尚未解除，新孔孔壁軟土流變。跨京津塘高速公路特大橋85-4#樁基鉆孔發(fā)生縮孔，原因是孔壁土層吸水膨脹。取優(yōu)質(zhì)泥漿，控制泥漿比重和黏度，降低失水量，將鉆頭提高至偏孔處進行反復(fù)掃孔，直到鉆孔正直，盡快灌注混凝土。當縮孔嚴重時，應(yīng)將鉆孔鉆過縮孔的軟地層后，加滿泥漿靜置4h—5h，待地下應(yīng)力釋放完后，再繼續(xù)鉆到設(shè)計孔深，孔徑擴大到設(shè)計要求。

3、埋鉆和卡鉆處理

埋鉆和卡鉆是旋挖鉆機最易發(fā)生的施工事故，因此，施工過程中應(yīng)采取積極主動的措施加以預(yù)防。埋鉆主要發(fā)生在一次進尺太多、過快；卡鉆則主要發(fā)生在鉆頭底蓋合攏不好，鉆進過程中自動打開或在含大量孤石地層鉆進時，孤石掉落卡鉆等。埋鉆或卡鉆發(fā)生后，可采取直接起吊法和鉆斗周圍疏通法，直接起吊法就是采用吊車直接向上起吊即可；鉆斗周圍疏通法就是用水下切割或反循環(huán)等方法，清理鉆筒周圍沉渣，然后起吊即可。

4、鋼筋籠上浮的處理

當混凝土上升到接近鋼筋籠下端時，應(yīng)放慢澆筑速度，減少混凝土面上升的動能作用，以免鋼筋籠被頂托而上升。當鋼筋籠被埋入混凝土中有一定深度時，再提升導(dǎo)管，減少導(dǎo)管埋入深度，使導(dǎo)管下端高出鋼筋籠下端有相當距離時再按正常速度澆筑，在通常情況下，可防止鋼筋籠上浮。此外，澆注混凝土前，應(yīng)將鋼筋籠固定在孔位護筒上，也可防止上浮。

結(jié)束語

樁基礎(chǔ)是橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，其質(zhì)量的好壞在很大程度上決定了橋梁的承載能力和使用年限的高低，而鐵路橋梁基礎(chǔ)施工是具體體現(xiàn)橋梁規(guī)劃、設(shè)計思想和意圖的一個過程。樁基礎(chǔ)是鐵路橋梁基礎(chǔ)施工常用的技術(shù)手段，因此研究并總結(jié)樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制措施，對于提升施工橋梁整體質(zhì)量具有重要意義。

[1]喬曉春.談路橋橋梁樁基施工[J].山西建筑，2012

[2]劉利軍.橋梁樁基在施工中常見問題及措施[J].工程建設(shè)，2012