公路橋梁樁基施工質(zhì)量影響因素分析

秦斌

（甘肅路橋第三公路工程有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

公路橋梁在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市發(fā)展中具有十分重要的作用。近些年來，隨著城際交通運輸壓力的增大，公路橋梁工程的重要性愈加顯現(xiàn)出來，國家對公路橋梁工程的重視程度也在不斷加強。公路橋梁是城市發(fā)展的命脈，在實踐中，部分公路橋梁施工存在施工工藝不成熟、工程設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}，產(chǎn)生了一些公路橋梁病害。樁基是橋梁工程的基礎(chǔ)，在樁基施工中，施工人員需要采用科學(xué)的檢測技術(shù)，對橋梁樁基施工情況進(jìn)行檢測，及時處理橋梁樁基存在的質(zhì)量問題，提高施工質(zhì)量。

1 公路橋梁樁基施工的特點

1.1 公路橋梁樁基的概念

對于公路橋梁工程而言，“樁”是一種柱形桿件，能夠?qū)⒇Q向荷載和水平荷載傳遞給地基。一般情況下，“樁”是深埋土中的?！皹痘笔恰皹痘A(chǔ)”的簡稱，包含了基樁和承臺，這部分結(jié)構(gòu)具有較高的承載力，并且沉降量較小。樁基是整個公路橋梁工程的基礎(chǔ)部位，樁基施工與橋梁工程的質(zhì)量密切相關(guān)，在樁基施工中，施工人員要確保橋梁基礎(chǔ)擁有足夠的強度，優(yōu)化施工工藝，避免橋梁基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降，提高橋梁工程的穩(wěn)定性。

1.2 公路橋梁樁基的施工特點

在公路橋梁的運營中，外力會通過承臺分配到各個樁，實現(xiàn)均勻分布，樁則會把外力傳入深層土中，降低橋梁結(jié)構(gòu)的壓力。在公路橋梁的施工中，樁基礎(chǔ)的施工具有結(jié)構(gòu)相對輕便、機(jī)械化水平較高等特征。當(dāng)前，常見的樁基礎(chǔ)類型包括雙向斜樁、單向斜樁、垂直樁基。有些橋墩基礎(chǔ)需要承受左右方向的水平荷載，這種情況就可以采用雙向斜樁，有些橋臺主要承受一側(cè)的壓力，可以采用單向斜樁的施工方法。針對一些樁徑較大的情況，例如大直徑鉆孔樁，就可以應(yīng)用垂直樁基。

在材料選擇方面，設(shè)計人員需要高度重視橋梁樁基礎(chǔ)的耐腐蝕性和強度，可以選擇木材、鋼材、鋼筋混凝土等材料。其中，中小型橋梁中經(jīng)常使用木材作為樁基；而鋼材在其他工業(yè)發(fā)達(dá)的國家應(yīng)用較多，我國應(yīng)用較多的是鋼筋混凝土材料。

2 公路橋梁樁基施工質(zhì)量的影響因素

2.1 人為因素

雖然公路橋梁樁基施工的機(jī)械化程度較高，但設(shè)計人員、施工人員、管理人員依然會對整個樁基施工質(zhì)量產(chǎn)生重要影響。在前期的設(shè)計階段，有些公路橋梁樁基設(shè)計不夠嚴(yán)謹(jǐn)，施工圖紙存在不足，這會直接造成施工質(zhì)量問題，無法保證施工的嚴(yán)密性。另外，有些施工人員在現(xiàn)場施工中馬虎大意，監(jiān)管人員缺乏技術(shù)素養(yǎng)，采取的監(jiān)管措施不夠科學(xué)，檢測手段落后，這些都有可能造成橋梁樁基的安全隱患，引發(fā)橋梁樁基的質(zhì)量問題。針對這種情況，公路橋梁工程的施工管理人員需要高度重視人員管理，在施工前完成人員培訓(xùn)，提高人員的技術(shù)素養(yǎng)，做好人員分配。另外，管理人員還需要加強施工現(xiàn)場的監(jiān)督工作，制定嚴(yán)格的施工管理規(guī)范，還可以制定獎懲措施，確定每一道施工工序的負(fù)責(zé)人，減少主觀人為因素對樁基施工的影響。

2.2 機(jī)械設(shè)備因素

機(jī)械設(shè)備會直接影響公路橋梁的施工質(zhì)量，機(jī)械設(shè)備的型號、運行狀態(tài)等，會對樁基施工造成嚴(yán)重影響。在實踐中，樁基礎(chǔ)可以分為預(yù)制樁和灌注樁，在預(yù)制樁施工中，施工人員需要將預(yù)制樁埋入土壤的下層，通過這種方式提高樁基礎(chǔ)的承載能力。另外，在灌注樁施工中，施工人員首先使用鉆孔機(jī)，在施工區(qū)域的土層中鉆出深孔，為下一步的混凝土灌注提供條件。因此，公路橋梁樁基礎(chǔ)的施工機(jī)械可以按照施工工藝來劃分，在預(yù)制樁機(jī)械中，施工人員可能需要用到振動錘、高壓水泵、壓樁機(jī)等設(shè)備；在灌注樁施工中，施工人員可能需要使用沖擊式鉆孔機(jī)、循環(huán)式鉆孔機(jī)、電動錘、氣錘等機(jī)械，所有設(shè)備的選擇都需要結(jié)合具體的施工工藝確定，如果施工人員忽略了設(shè)備的適用性以及設(shè)備的運行情況，就會影響樁基施工質(zhì)量。因此，現(xiàn)場管理人員需要加強對設(shè)備的管理，選用科學(xué)的設(shè)備型號，提高施工設(shè)備與施工工藝的適應(yīng)性，充分發(fā)揮各類設(shè)備的優(yōu)勢。

2.3 地質(zhì)因素

地質(zhì)因素會對公路橋梁樁基產(chǎn)生重要影響，建設(shè)單位需要提前進(jìn)行地質(zhì)勘測，在施工前認(rèn)真閱讀地質(zhì)圖，結(jié)合區(qū)域的地質(zhì)特點，開展有針對性的施工。地質(zhì)環(huán)境是施工區(qū)域內(nèi)所有地質(zhì)條件的總和，包含了地形地貌、地下水位、巖石構(gòu)造等，施工人員需要結(jié)合地質(zhì)因素，制定科學(xué)合理的施工方案，應(yīng)用多種方法對外界條件進(jìn)行彌補，減少外界地質(zhì)因素對橋梁樁基施工的影響。地質(zhì)環(huán)境會直接影響人工挖孔、鉆孔灌注、沖孔灌注等，在開展這些施工環(huán)節(jié)時，施工人員必須進(jìn)行地質(zhì)勘測，結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)情況，選擇科學(xué)的施工方案，減少地質(zhì)因素的不良影響，降低安全隱患。因此，施工人員需要高度重視對地質(zhì)環(huán)境的勘察，采取樁基加固、方案優(yōu)化等方法，降低地質(zhì)因素對橋梁樁基的影響。

2.4 施工技術(shù)因素

在橋梁樁基施工過程中，如果施工技術(shù)不夠成熟，就容易出現(xiàn)沉渣厚度過大、導(dǎo)管拔空、樁頂浮漿過厚、接樁不到位等情況，這些都和施工技術(shù)有關(guān)。例如，在應(yīng)用導(dǎo)管澆筑時，如果施工人員缺乏施工經(jīng)驗，沒有計算好導(dǎo)管的埋置深度，或者在澆筑過程中快速提拉導(dǎo)管，就容易造成導(dǎo)管拔空的問題，這種情況會使導(dǎo)管內(nèi)的混凝土連續(xù)下落，與表面的泥土相結(jié)合，形成夾泥層。針對施工技術(shù)因素，現(xiàn)場施工管理人員需要加強監(jiān)督和指導(dǎo)，對橋梁樁基進(jìn)行階段化的施工檢測，優(yōu)化施工技術(shù)。當(dāng)前，在橋梁樁基施工中，大部分的病害都與施工技術(shù)有關(guān)，提高施工技術(shù)迫在眉睫。

3 公路橋梁樁基施工質(zhì)量問題及解決方法

3.1 孔斜施工問題

孔斜是公路橋梁樁基施工中常見的病害，在樁基施工的鉆孔階段，施工人員經(jīng)常會遇到探頭石，鉆頭容易受力不均，此時如果擴(kuò)孔太大，鉆頭就會偏移方向，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。另外，如果施工人員在安裝鉆機(jī)時存在失誤，或者施工過程中出現(xiàn)了鉆桿磨損、鉆具彎曲等情況，孔斜病害發(fā)生的概率也會大幅度提升。

針對橋梁樁基施工的孔斜問題，施工人員必須在第一時間進(jìn)行處理，減少孔斜造成的危害，提高整個工程的施工質(zhì)量。在施工過程中，施工人員需要結(jié)合孔斜的嚴(yán)重程度，選取科學(xué)有效的措施，例如，在孔斜不嚴(yán)重的情況下，施工人員可以在發(fā)生偏斜的位置吊住鉆頭，然后開展上下方向的掃孔，對孔斜進(jìn)行修正。另外，如果樁基施工已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的孔斜問題，施工人員可以利用卵石沖平偏斜部位的上部，并重新開展鉆孔作業(yè)。

3.2 樁位裂隙與溶洞問題

在公路橋梁樁基施工中，施工團(tuán)隊有可能會遇到多種多樣的地質(zhì)環(huán)境，有些地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，石灰?guī)r具有較大的孔隙度，這種地質(zhì)環(huán)境極易產(chǎn)生鉆孔樁漏漿的現(xiàn)象，需要采取科學(xué)的手段進(jìn)行堵塞，使鉆孔工作順利開展。巖石裂隙通常是由于地應(yīng)力釋放、巖石結(jié)構(gòu)運動造成的。在實踐當(dāng)中，橋梁樁基部分的施工具有較長的隱蔽性特征，施工人員難以對樁基施工進(jìn)行控制，如果發(fā)生了鉆孔樁漏漿的現(xiàn)象，只能利用以往的施工經(jīng)驗，結(jié)合地表面的現(xiàn)象進(jìn)行綜合判斷。

如果巖石發(fā)生裂隙，那么孔底通常為硬底，而溶洞是空底或者軟底，施工人員可以結(jié)合鉆機(jī)鉆進(jìn)的速度進(jìn)行分析，還可以感受鉆錘落地的振動情況，區(qū)別裂隙和溶洞。一般情況下，溶洞漏漿和裂隙漏漿都具有突發(fā)性的特點，不同的是，溶洞可以在短時間內(nèi)立刻停止漏漿，而裂隙漏漿無法立刻停止。從本質(zhì)上來說，樁基施工中鉆孔灌注漿漏漿主要是由地質(zhì)原因引起的，巖石的節(jié)理和裂隙會誘發(fā)漏漿問題，另外，砂層的漏漿主要是因為地下水的滲透。無論是何種原因造成的漏漿，都會給樁基施工帶來阻礙，需要施工人員及時采取措施。

針對樁位裂隙與溶洞問題，施工人員要做到具體問題具體分析，結(jié)合實際情況采取有針對性的解決措施。按照平整場地、泥漿制備等流程，完成泥漿護(hù)壁施工法，圖1為具體的施工流程。

圖1 泥漿護(hù)壁施工法的施工流程

在施工前，如果施工區(qū)域的地層情況較差，有可能出現(xiàn)漏漿情況，施工人員可以在打樁時放黏土，將護(hù)壁打牢，避免地下水滲透。在樁基施工中，如果護(hù)筒中出現(xiàn)了水面冒泡、水質(zhì)渾濁的現(xiàn)象，說明漏漿情況較輕，施工人員可以加入黏土，將鉆渣和黏土作為堵塞材料。另外，如果漏漿情況比較嚴(yán)重，施工人員就需要立刻停止鉆進(jìn)，可以倒入鉆渣，同時加入適量水泥，用這種方法堵住裂隙。

3.3 樁基斷樁問題

在公路橋梁施工中，樁基斷樁是一種比較常見的病害，這種病害產(chǎn)生的原因可以分為四個方面：第一，導(dǎo)管下孔和孔底的距離較大，混凝土被水稀釋，基巖與混凝土樁體難以凝固，產(chǎn)生斷樁問題；第二，地下水活動頻繁，濘管封閉不嚴(yán)密，對混凝土產(chǎn)生影響，引發(fā)斷樁問題；第三，在混凝土澆筑過程中，混凝土面暴露，形成夾渣問題，引發(fā)樁基斷樁；第四，樁身存在較多空洞體，引發(fā)斷樁問題。

為解決這類問題，施工人員必須要科學(xué)選擇施工材料，可以在混凝土中加入緩凝劑，確保水泥的初凝時間在2.5h 以上，預(yù)防斷樁現(xiàn)象。另外，施工人員還可以在橋梁樁基工程的施工現(xiàn)場開展試驗檢測，保證混凝土的流動性。在開展清孔作業(yè)時，施工人員可以使用空氣吸泥機(jī)完成清孔操作，同時對孔底進(jìn)行高壓射水，使沉渣懸浮起來。

4 公路橋梁樁基施工質(zhì)量的控制措施

在樁基施工中，質(zhì)量控制需要滲透不同的施工環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)動態(tài)化管理、全過程管理。施工人員需要在施工前加強設(shè)計規(guī)劃，在施工中采用先進(jìn)的檢測方法，在施工后進(jìn)行施工工藝、施工質(zhì)量的檢查。

4.1 施工前完善準(zhǔn)備工作

樁基施工前，施工單位的管理人員需要做好現(xiàn)場地質(zhì)勘查、施工圖紙研究等工作，全面分析影響橋梁樁基施工的因素，把握好施工區(qū)域的地下設(shè)施。準(zhǔn)備好工程資料后，施工人員還需要對基礎(chǔ)建筑材料、機(jī)械設(shè)備等進(jìn)行檢查，制定出施工方案和安全保障措施。例如在人工挖孔灌注樁工程中，施工人員需要清理孔口周圍的土石，優(yōu)化施工條件。另外，施工現(xiàn)場的所有電源線路都需要進(jìn)行規(guī)范化操作，并配備監(jiān)督管理人員，嚴(yán)格做好施工過程中的防水、防漏電等措施，杜絕不合格產(chǎn)品進(jìn)入施工場地。

4.2 施工中加強質(zhì)量控制

在施工過程中，管理人員需要確保橋梁樁基施工符合工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。管理人員需要加強與設(shè)計人員的溝通，反復(fù)研究施工方案。另外，管理人員還需要建立樁基工程的施工管理體系，全面落實施工責(zé)任，深入分析施工過程中的常見問題，例如樁基鋼筋籠出現(xiàn)偏移、樁柱結(jié)合偏離、樁基孔坍塌等，采取科學(xué)有效的防治措施，為橋梁樁基施工提供良好條件。

在樁基施工時，施工人員需要測定泥漿的比重，掌握泥漿的含砂量、膠體率、黏度等，使用添加劑改善泥漿性能。完成鉆孔之后，施工人員需要測量孔徑，確保孔內(nèi)上下暢通，滿足樁基的施工技術(shù)要求。除了要控制孔徑之外，施工人員還需要進(jìn)行孔底沉渣控制，完成終孔鑒定，對水下混凝土灌注進(jìn)行控制，全面提高混凝土灌注樁的施工質(zhì)量。處理孔底沉渣時，施工人員下放鋼筋籠和導(dǎo)管之后，需要完成二次清孔，并在這一時期調(diào)制優(yōu)質(zhì)泥漿。結(jié)合鉆機(jī)的類型，采取適當(dāng)?shù)那蹇坠に?，減少孔底的沉渣。

總而言之，在施工過程中，質(zhì)量檢查人員需要全面做好施工管理工作，對每一道施工工序進(jìn)行質(zhì)量檢驗，實現(xiàn)動態(tài)化的質(zhì)量控制，全面提高橋梁樁基施工的規(guī)范化程度，為橋梁樁基施工提供質(zhì)量保障。

4.3 施工后檢查施工記錄

施工結(jié)束后，管理人員需要做好橋梁樁基施工的檢查工作，加強對橋梁樁基的控制。管理人員需要認(rèn)真核實施工記錄，檢查橋梁樁基的評價報告，對整個施工過程進(jìn)行深入分析。在樁基澆筑完成后，負(fù)責(zé)檢查的人員需要在28d 以后完成樁基檢測，確保樁體結(jié)構(gòu)完整、攪拌均勻、結(jié)構(gòu)強度達(dá)標(biāo)。另外，樁基和橋身結(jié)合時，質(zhì)量檢驗人員還需要對橋梁和樁基的變化進(jìn)行檢查，應(yīng)用高精度的檢測儀器，及時發(fā)現(xiàn)樁基的問題，并對問題進(jìn)行反饋。

5 結(jié)語

公路橋梁工程承擔(dān)著重要的交通運輸功能，是基礎(chǔ)建設(shè)工程的關(guān)鍵，樁基是公路橋梁工程的基礎(chǔ)，樁基部分的施工質(zhì)量直接影響橋梁的使用壽命。樁基的施工會受到人為因素、地質(zhì)環(huán)境因素、機(jī)械設(shè)備因素的影響，在以往的施工中，孔斜、樁位裂隙、樁基斷柱等問題層出不窮，這些病害會影響橋梁的承載能力。在這種情況下，施工單位需要結(jié)合常見問題制定科學(xué)有效的應(yīng)對策略，同時還需要采取系統(tǒng)化的質(zhì)量控制措施，從方案設(shè)計、施工技術(shù)選擇、混凝土澆筑等方面入手，減少工程病害。最后，施工人員還需要在施工完成后檢查施工質(zhì)量，使用高精度的儀器對樁基的變化進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)施工問題。