關于橋梁樁基礎施工技術的研究

摘要：公路交通的大發展為公路橋梁建設帶來了良好的機遇。而在公路橋梁基礎選擇時，樁基礎以其承載力高、穩定性好、沉降量少、用料省、施工簡便和改善勞動條件等優點得到了廣泛應用。然而，樁基質量將直接影響橋梁的整體質量，所以應對橋梁樁基礎施工技術問題進行控制。本文筆者從樁基礎的特點出發，對橋梁樁基礎施工的質量通病及控制措施進行了探討。

關鍵詞：橋梁；樁基礎；質量通病；控制措施

1、樁基礎的工作特點

樁基礎的作用是將上部結構較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳遞到較深的堅硬土層上，以解決淺基礎承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎具有承載力高，沉降量小而均勻。沉降速率緩慢等特點。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機器的振動或動力作用，已廣泛用于房屋地基、橋梁、水利等工程中。

2、沖擊鉆機成孔施工工藝

2.1施工準備

炸山開挖平整施工平臺，平臺須有足夠的寬度，并保證鉆機安置于穩固的場地上，避免發生不均勻沉降，造成樁孔傾斜。測量定位：根據給定的導線點，用全站儀沿線路進行加密，測設完畢后，要進行校核，現場需設護樁，確保點位準確，施工時利用全站儀測設樁位。

2.2井圈的埋設

井圈采用人工挖孔法進行埋設，孔深≯2m，同時澆筑鎖口井圈，井圈頂面應高出地面30cm，井圈內徑要比鉆孔直徑大40cm，井圈頂面位置偏差≯5cm，傾斜度≯1%。具體步驟是：首先開挖深2m孔，然后支設模板澆C10混凝土。支設模板時現場用垂球檢查中心線位置。

2.3泥漿制備

根據混凝土灌注量制備泥漿池和砌筑沉淀池，泥漿性能對成孔質量與進度有較大影響，應派專人進行泥漿的配制工作。采用優質粘土配制泥漿，一般以水化快、造漿能力強、粘度大的膨潤土為宜。造漿前，應先將粘土塊盡量打碎，使其在攪拌過程中易于成漿，從而縮短攪拌時間，提高泥漿質量。

2.4鉆孔

2.4.1開孔。開孔前在孔內放置一定數量的粘土，頂部拋平，并用低沖程沖砸，當泥漿比重約為1.4，鉆進0.5 ～ 1.0m時，再回填粘土，繼續用低沖程沖砸，如此反復2 ～ 3次，必要時可重復幾次。待鉆頭頂沖砸至護筒下3 ～ 4m時，方可加大沖程正常鉆進。

2.4.2鉆孔。鉆孔過程中應根據地質情況采用不同的方法。

（1）通過塊碎石土層時：沖擊鉆機宜采用中沖程（75cm），同時輸入低稠度的泥漿。（2）通過塊石土、變質砂巖夾千枚狀板巖時：因巖土表面不平整，應先投入粘土小片石（粒徑<15cm），將表面整平。此時沖擊鉆機宜采用最高沖程（1.0m）；同時，交替使用高低沖程，將大石塊搗碎，并利用粘稠的泥漿和鉆渣將孔壁縫堵嚴，避免孔壁漏水，防止發生斜孔。鉆孔過程中應經常對鉆孔泥漿進行檢測和實驗，不合要求時應隨時改正。因鉆孔排渣或其他原因停鉆時，要保持孔內有一定的水頭高度和相對密度，并將鉆頭提出孔外。

2.4.3清渣。采用換漿法排渣。終孔檢查：當鉆至設計標高時，停止鉆進，提出鉆頭，并用籠式檢孔器檢孔，保證樁孔垂直。籠式檢孔器用φ25的鋼筋制成，其外徑等于鉆孔的設計孔徑，長度等于孔徑的4倍。清渣完成并符合規范標準后即進行清孔。

2.4.4清孔。采用換漿法清孔。當清孔完畢1h后，檢測孔內泥漿比重及沉渣厚度，直到合格為止。清孔過程中必須始終保持孔內原有的水頭高度，以防塌孔。不得用加深鉆孔深度的方法代替清孔。清孔后，對成孔的孔徑、孔深、沉淀厚度和傾斜度等進行檢查。孔徑用籠式檢孔器檢查，孔深和孔底沉渣采用標準測錘檢測，測錘采用錐形錘，滿足設計要求后報監理工程師進行終孔檢驗，并填寫終孔檢驗記錄。

3、水下混凝土灌注

3.1導管安裝

3.1.1導管。導管采用φ250mm的鋼管，每節2m，并配備一節1m、一節1.5m的短管，用以調節導管高度。

3.1.2進行水密性驗。在下放導管前，應對導管進行認真檢查。主要檢查導管是否損壞，密封圈、卡口是否完好，接頭是否緊密；進行水密抗拉試驗，檢查導管的密封性能和接頭抗拉能力。符合規范要求后方可下放導管，質量不好的導管不能使用。

3.1.3下導管。下放導管時必須有專人負責對導管進行編號，導管必須位于孔中心，同時防止導管插入鋼筋籠。導管距離孔底≯40cm。

為了保證灌注樁的質量，灌注過程中應采取以下措施：（1）混凝土的拌和必須均勻，并盡可能縮短運輸距離和減少顛簸；（2）灌注混凝土的過程必須連續，全部灌注工作必須在首批灌注混凝土初凝前完成，避免中斷灌注。（3）在灌注過程中，要隨時檢測和記錄孔內混凝土灌注標高和導管入孔深度，以控制和保證導管埋入孔內混凝土的深度（一般宜2～4m），防止導管提升過猛，管底提離混凝土面或埋入過淺（<2m），而使導管內進水造成斷樁夾泥，同時要防止導管埋入過深，從而造成導管內的混凝土壓不出或導管被混凝土埋住不能提升，導致中止澆灌而斷樁。（4）灌注的樁頂標高要高出設計樁頂標高50～100cm，此范圍的混凝土質量較差應予以鑿除，以確保樁頂混凝土的質量。（5）要注意做好灌注記錄，與設計數量相比較，檢查灌注情況。混凝土灌注完成后須拔出護筒，清理場地。

4、鉆孔樁施工中常見事故及防治措施

4.1導管進水

4.1.1主要原因

（1）首批混凝土儲量不足，或雖然混凝土儲量已夠，但導管底口與孔底的間距過大，混凝土下落后不能埋住導管底口，以至泥水從底口進入。（2）導管接頭不嚴，接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。（3）導管提升過猛，或探測出錯，導管底口超出混凝土面，底口涌入泥水。

4.1.2預防和處理方法

（1）若是第一種原因引起的，應立即將導管提出，并用空氣吸泥機將散落在孔底的混凝土清除。不得已時需將鋼筋籠提出并反復清除孔底的混凝土，然后再重新下放骨架、導管并投入儲量充足的首批混凝土，重新灌注。

（2）若是第2、3種原因引起的，應視具體情況，拔換原管重下新管，但必須用潛水泵將導管內的水抽干。

4.2塌孔

4.2.1主要原因。（1）泥漿相對密度不夠或其他性能不符和要求，使孔壁未形成堅實的泥皮；（2）在松散砂層中鉆進速度太快；（3）沖擊錐傾斜撞擊孔壁。

4.2.2預防和處理方法。（1）在松散粉砂土或流砂中鉆進時，應控制進尺速度，并選用相對密度、粘度、膠體率較大的泥漿。投入粘土、摻片、卵石后，采用低沖程沖擊，并擠密孔壁。（2）判明塌孔位置，回填砂和粘質土混合物到塌孔處以上1 ～ 2m，待回填物沉積密實后再行鉆進。（3）吊入鋼筋骨架時，應對準鉆孔中心垂直插入，嚴防觸及孔壁。

4.3梅花孔的預防及處理

出現梅花孔后，可用片、卵石混合粘土回填鉆孔，重新沖擊。用低沖程時，每沖擊一段換用高一些的沖程沖擊，交替沖擊修整孔型。

5、結語

針對橋梁高標準、高要求、“零缺陷”的質量目標，對橋梁樁基礎施工方法及施工中出現的質量缺陷進行了研究，提出了預防和處理措施，為類似工程施工提供參考。（作者單位：中鐵十八局集團第三工程有限公司）

參考文獻：

[1]葉永生.橋梁樁基礎施工與缺陷的處理.中國科技博覽，2011.