淺析公路橋梁混凝土灌注樁施工與檢測技術(shù)

鄭翔

（杭州路達(dá)公路工程總公司，杭州 310000）

1 公路橋梁混凝土灌注樁施工要點分析

對于公路橋梁混凝土灌注樁， 其施工技術(shù)要點主要包括以下5 項：（1）初灌時，需要以導(dǎo)管一次埋入混凝土面1 m 以上的高度控制混凝土的實際灌注量，確?？卓诳梢宰匀环邓⒋_保導(dǎo)管內(nèi)部和外部保持良好的水隔絕狀態(tài)， 記錄混凝土灌注過程。 （2）灌注混凝土期間，需要對混凝土表面的高度進(jìn)行測量，確認(rèn)實際灌注混凝土量，觀察是否出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象。 導(dǎo)管埋置深度需要控制在2～6 m，居中垂直，要保證輕提輕放導(dǎo)管。 如果導(dǎo)管中存在空氣，需要減緩混凝土灌注速度，避免出現(xiàn)高壓氣囊。 （3）提升導(dǎo)管時，外部混凝土?xí)o鋼筋籠提供一個向上的浮力，這時，可以向鋼筋籠頂部提供適當(dāng)?shù)呢?fù)荷，避免鋼筋籠上浮。 在樁孔內(nèi)部，混凝土距離鋼筋籠底部1 m 時，需要對混凝土灌注速度進(jìn)行有效控制。 （4）在混凝土灌注接近樁頂時，考慮到這時導(dǎo)管外部泥漿稠度偏大，有較大的上升阻力，可以向孔洞中添加清水，對泥漿進(jìn)行稀釋，也可以對導(dǎo)管做小幅度轉(zhuǎn)動。 （5）混凝土灌注期間，需要詳細(xì)記錄原始數(shù)據(jù)，并對混凝土指標(biāo)做可靠檢測[1]。

2 公路橋梁混凝土灌注樁施工檢測分析

公路橋梁混凝土灌注樁施工檢測工作主要有以下內(nèi)容。

1）泥漿指標(biāo)。 沖擊成孔作業(yè)中，需要通過泥漿做護(hù)壁處理，如果泥漿性能指標(biāo)沒有達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，容易在后續(xù)施工作業(yè)中使基樁產(chǎn)生塌孔、擴(kuò)徑、縮徑等缺陷，造成基樁施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。 為此，需要在基樁施工作業(yè)中檢測泥漿重度、黏度、含砂率等各項指標(biāo)，并記錄詳細(xì)檢測數(shù)據(jù)。 如果實際記錄數(shù)據(jù)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，需要立即進(jìn)行調(diào)整，在二次檢測并且達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)后，才允許開展后續(xù)的施工任務(wù)。

2）成孔質(zhì)量。 成孔質(zhì)量檢測工作可以進(jìn)一步細(xì)分為以下內(nèi)容：首先，用全站儀或GPS 對樁位進(jìn)行確認(rèn)，其偏差是否符合規(guī)范要求的群樁≤100 mm，排架樁≤50 mm 的要求，再次通過專門的檢測設(shè)備對基樁進(jìn)行孔徑、 孔深、 鉆孔傾斜度檢測，通過對數(shù)據(jù)分析得出3 項指標(biāo)是否符合規(guī)范要求。 這3 項內(nèi)容都和基樁施工質(zhì)量有直接影響，需要進(jìn)行嚴(yán)格檢測。 可以使用多種儀器設(shè)備組合成檢測系統(tǒng)，并將儀器探頭和孔壁、孔底進(jìn)行接觸檢測和超聲波式的非接觸檢測[2]。 其次，對沉渣厚度進(jìn)行檢測。 若沉渣厚度超過相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，基樁的沉降值、承載力均會受到影響。 檢測過程中，可以使用測錘法進(jìn)行檢測，即將測錘捆綁在測繩上，緩慢下放到沉渣頂面，計算當(dāng)前測錘和孔洞之間的距離。 該檢測工作需要由經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員實施，并做好測繩的更換工作，合理控制測繩誤差。

3）對混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測。 在攪拌站需要對混凝土的坍落度、和易性等進(jìn)行檢測，并在澆筑現(xiàn)場做二次檢測。 任何一項數(shù)據(jù)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都需要向相關(guān)管理人員報告。 如果混凝土在運輸?shù)绞┕^(qū)域后出現(xiàn)離析、泌水等情況，導(dǎo)致混凝土不符合施工設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，則禁止使用該批次混凝土。

3 公路橋梁混凝土灌注樁施工與檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 明確施工流程

第一，測量定位。 在施工區(qū)域中構(gòu)建測量控制網(wǎng)，對用到的各類測量儀器進(jìn)行校核，完成基樁的放樣坐標(biāo)與高程計算，確定基樁具體位置。

第二，加固鉆機(jī)底座。 如果公路橋梁地質(zhì)情況較為復(fù)雜，可能會在沖擊成孔作業(yè)中出現(xiàn)下沉現(xiàn)象， 需要在鉆機(jī)就位之前做好鉆機(jī)底座的加固處理。

第三， 埋設(shè)鋼護(hù)筒。 使用10 t 振動錘將鋼護(hù)筒壓入土層中，如果是跨河橋梁施工，需要將鋼護(hù)筒埋設(shè)到河床沖刷線以下1.5 m 位置。 制作鋼護(hù)筒時，宜選擇厚度為10 mm 的鋼板，避免出現(xiàn)漏水情況。

第四，沖擊成孔。 將沖擊鉆機(jī)安裝就位，觀察施工區(qū)域周邊是否有足夠數(shù)量的黏土、片石，隨時調(diào)整配泥漿比重，便于處理斜孔、溶洞等特殊施工情況。 一般使用黏土配制相對密度為1.4～1.6 的濃漿。 通過沖擊鉆機(jī)的小沖程穿過覆蓋層、粉砂層，抵達(dá)預(yù)期成孔地層后，再調(diào)整到正常的沖擊成孔模式，確保成孔質(zhì)量符合混凝土灌注樁施工標(biāo)準(zhǔn)[3]。如果在沖擊成孔過程中，地層表面不平整，可以考慮將現(xiàn)場的片石、碎石填入地層中，墊平地層，再以小沖程沖擊+ 正常沖程成孔方式，完成沖擊成孔任務(wù)。

第五，成孔檢查。 待孔洞深度達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，需要使用專門的檢測設(shè)備對成孔質(zhì)量進(jìn)行檢測，保證其沒有發(fā)生縮徑、局部偏孔等問題。 在檢測設(shè)備下沉到孔洞底部時，根據(jù)設(shè)備讀數(shù)分析孔壁傾斜程度。

第六，清孔。 當(dāng)孔洞深度達(dá)到施工設(shè)計深度后，需要使用密度偏低的泥漿輸入孔洞中，將相對密度偏大的泥漿、懸浮鉆渣進(jìn)行置換，直到孔洞內(nèi)泥漿指標(biāo)、沉渣厚度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后停止。

第七，制作鋼筋籠。 在施工現(xiàn)場制作鋼筋籠，考慮到鋼筋籠直徑較大，需要在加勁箍內(nèi)設(shè)置三角形撐，避免在鋼筋籠下放與使用過程中出現(xiàn)變形情況。 另外，需要將聲測管安裝在鋼筋籠內(nèi)，使用木塞將管口進(jìn)行封堵。 需要注意的是，聲測管管壁最小厚度不得小于2 mm。

第八，二次清孔。 結(jié)束鋼筋籠吊放作業(yè)后，需要對孔洞做二次清理，并著手開展灌樁作業(yè)。

第九，混凝土灌注。 前面內(nèi)容中已經(jīng)敘述，這里不再贅述。

3.2 完善檢測指標(biāo)

考慮到公路橋梁基樁檢測內(nèi)容多， 本部分僅對混凝土灌注樁的泥漿性能指標(biāo)進(jìn)行研究。 混凝土灌注樁施工需要的護(hù)壁泥漿應(yīng)根據(jù)成孔方法、 地層條件等因素選擇合適的性能指標(biāo)。 以沖擊成孔方式為例，在易坍地層條件下，護(hù)壁泥漿的各項指標(biāo)為：相對密度1.20～1.40，黏度20～30 Pa·s，含砂率≤4%，膠體率≥95%，失水率≤20 mL/30 min，泥皮厚≤3 mm/30 min，靜切力3～5 Pa，酸堿度8～11。 如果地下水位偏高，或者地下水流速過快，以上性能指標(biāo)以最高性能指標(biāo)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，否則選最低性能指標(biāo)作為參考標(biāo)準(zhǔn)；如果地質(zhì)條件較好，或孔徑偏小、孔深較小，則將最低性能指標(biāo)作為參考標(biāo)準(zhǔn)，否則選擇最高性能指標(biāo)作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

為使本文內(nèi)容更具有參考價值， 在此簡單敘述泥漿的相對密度、黏度、失水率、泥皮厚的測量方法。

對于相對密度，需要使用泥漿相對密度計進(jìn)行測量，將樣本泥漿裝滿泥漿杯，加蓋密封，對泥漿杯外壁做充分清理后，再將泥漿杯放置在支架上。 通過控制游碼，讓杠桿保持水平狀態(tài)，游碼左側(cè)刻度即為樣本泥漿的相對密度。

對于黏度，使用標(biāo)準(zhǔn)漏斗黏度計進(jìn)行測量[4]。 使用兩端開口量杯量取200 mL 泥漿、500 mL 泥漿，利用濾網(wǎng)將泥漿大規(guī)格砂粒濾除后，將700 mL 泥漿灌注到漏斗中，讓泥漿自由從漏頭位置流出，并記錄裝滿500 mL 量杯的時間，即可獲得黏度數(shù)據(jù)。可以向漏斗中灌注700 mL 清水，記錄流出500 mL 所用時間，正常時間為15 s，如果時間偏差大于±1 s，需要在測量泥漿黏度時，對標(biāo)準(zhǔn)漏斗黏度計進(jìn)行校正。

對于失水率與泥皮厚， 需要裁剪12 cm×12 cm 大小的濾紙， 放置在水平玻璃板上， 在中心位置畫出一個直徑為3 cm的圓，取2 mL 泥漿，將其滴在圓內(nèi)靜置30 min，測量泥漿中的水浸濕濾紙圈平均直徑，減去泥漿攤平狀態(tài)下的直徑，即可獲得失水率數(shù)據(jù)。 測量濾紙上泥漿皮厚度，可獲得泥皮厚數(shù)據(jù)。泥皮越平坦、厚度越薄，證明泥漿擁有更高的質(zhì)量。

3.3 提高施工與檢測管理水平

公路橋梁混凝土灌注樁施工與檢測是保障基樁正常使用，提高公路橋梁使用性能的重要方法，在實際工作中需要有計劃提高施工與檢測管理水平，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的施工問題，提高檢測數(shù)據(jù)精度。 可以從以下幾個方面入手。

第一，專業(yè)培訓(xùn)。 無論是施工人員還是檢測人員，都需要定期組織專業(yè)培訓(xùn)，向其提供行業(yè)前沿工作理念，普及專業(yè)知識，并在結(jié)束專業(yè)培訓(xùn)前進(jìn)行測試，提升施工人員與檢測人員的理論知識消化速度。 在后續(xù)工作中，需要積極引導(dǎo)施工人員與檢測人員將理論知識應(yīng)用到實踐工作中， 完成理論到實踐的轉(zhuǎn)化過程。 通過這種方式，培養(yǎng)一批專業(yè)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的施工人員與檢測人員， 便于后續(xù)開展高質(zhì)量的公路橋梁基樁施工與檢測作業(yè)。

第二，提高招聘門檻。 以檢測人員為例，可以在招聘時略微提升招聘要求， 以此篩選一些專業(yè)水平高的檢測人員。 同時， 需要對技術(shù)水平較高的檢測人員提供高于市場人力資源的薪酬待遇，吸引整個人才市場的檢測人員加入檢測單位，提高檢測單位的人才儲備量。 如果是全能型檢測人員，可以考慮更豐厚的薪酬待遇，增加這類檢測人員對檢測單位的忠誠度，以便為檢測單位創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)價值。

第三， 更新檢測單位的儀器設(shè)備。 在檢測指標(biāo)測量過程中，需要用到大量的專業(yè)儀器設(shè)備[5]。 一些儀器設(shè)備使用時間過長，無法有效保障檢測精度，可能會增加檢測數(shù)據(jù)誤差率。為此，需要在每次使用儀器設(shè)備之前，對其進(jìn)行校準(zhǔn)。 如果校準(zhǔn)后仍然存在檢測誤差， 則要及時利用備用儀器設(shè)備完成檢測任務(wù)，并通知后勤部門處理問題儀器設(shè)備，更新相關(guān)備用儀器設(shè)備。

3.4 建立信息交互機(jī)制

盡管公路橋梁混凝土灌注樁施工與檢測是兩項內(nèi)容，但是兩者卻存在諸多的聯(lián)系， 不能將兩者作為相互獨立存在的個體看待。 比如，在基樁檢測中發(fā)現(xiàn)問題，可以直接通知施工方，通過分析檢測問題研究施工的不足之處，做好相應(yīng)的修復(fù)作業(yè)。 而施工中生成的各類數(shù)據(jù)，也可以提供給檢測人員，便于和檢測數(shù)據(jù)做詳細(xì)對比，降低數(shù)據(jù)分析時間成本。 為此，需要建立完善的信息交互機(jī)制， 提升施工方和檢測人員的信息交互效率?？梢越柚⑿拧Q 等即時通信軟件，打破施工方和檢測人員的信息交互屏障，由部門負(fù)責(zé)人進(jìn)行直接對接，降低信息交互成本。 施工方在開展基樁作業(yè)時，需要將每天的施工計劃及相關(guān)數(shù)據(jù)，以公共編輯文件形式發(fā)送給檢測人員。 檢測人員在獲得檢測數(shù)據(jù)后， 可以在公共編輯文件上對部分?jǐn)?shù)據(jù)信息做標(biāo)記，并給出實際檢測結(jié)果，以便施工方對問題內(nèi)容進(jìn)行修正。 如果出現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)和施工設(shè)計方案偏差過大的情況，可以將設(shè)計團(tuán)隊接入信息交互系統(tǒng)中， 三方共同對檢測數(shù)據(jù)與施工數(shù)據(jù)的偏差問題進(jìn)行分析， 研究產(chǎn)生問題的主要影響因素，設(shè)計合適方法解決問題，避免增加建筑工程造價成本。如果施工方或檢測人員對于某項數(shù)據(jù)存有疑問， 也可以與對方部門負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，在說明來意后，由部門負(fù)責(zé)人和相關(guān)人員做進(jìn)一步溝通，實現(xiàn)跨部門的高效信息交互。

4 結(jié)語

公路橋梁混凝土灌注樁施工與檢測技術(shù)涉及多項專業(yè)內(nèi)容，在實際應(yīng)用中需要以公路橋梁施工條件為準(zhǔn)，設(shè)計一套完整的施工與檢測技術(shù)應(yīng)用方案， 并在后續(xù)執(zhí)行中嚴(yán)格落實各種細(xì)節(jié)內(nèi)容， 以此提升施工質(zhì)量， 提高公路橋梁工程建設(shè)水平，優(yōu)化當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\輸系統(tǒng)，推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)有序發(fā)展。