淺析深層軟土橋梁樁基施工質量控制

1 前言

對于深層軟土地基橋梁施工而言，高質量的樁基施工能夠有效加強整個橋梁工程的可靠性和耐久性。在樁基施工作業的過程中，只有嚴格按照質量把關，采取更加科學的施工技術和管理方式，才能提升樁基施工質量，保證橋梁工程的安全質量。

2 深層軟土地基特點

軟土具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、觸變性及流變性大、擾動性大、透水性差等特點，而深層軟土地基除了具有其軟土特性外，另外還具有軟土層厚度較厚、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。我國公路行業規范對軟土地基定義是指強度低、壓縮量較高的軟弱土層[1]。

3 深層軟土樁基施工概述

軟土地基的橋梁樁基一般采用摩擦樁設計，樁長較長，主要依靠樁身與土層的摩阻力來支承其上部荷載。施工過程中的成孔工藝是決定樁基承載力的重要因素之一；而影響鉆孔灌注樁基礎成孔工藝的因素很多，有些因素無法改變，如鉆孔所處的環境、地質等自然條件，但有些因素可以根據實際情況改進，從而提高鉆孔效率及成孔質量。

由于地質原因，在軟土地基上進行樁基施工，淤泥層觸變性強，容易出現孔口坍塌、樁孔縮徑、塌孔等問題。因此，在此類型地基上進行樁基施工作業前，相關人員需要對其地質情況進行詳細了解，通過合理選擇鉆機類型和施工工藝，以提高樁基施工質量和整個橋梁工程的建設質量。

4 分析控制深層軟土橋梁樁基施工質量的有效途徑

4.1 做好深層軟土橋梁樁基施工前技術準備工作

首先，在樁基施工作業前，應對橋址區的地質勘察資料進行詳細了解。了解土層特性，并根據地質特征，結合同類工程施工經驗選擇施工機械設備類型及施工工藝。由于沖擊式鉆機對地層擾動較大，容易誘發淤泥層縮徑等問題，因此建議首先采用回旋式鉆機，此鉆機對地層擾動小，可以提高成樁質量，減少塌孔的可能性；其次，盡量選擇有同類地質施工經驗的施工作業人員，有利于把控施工過程中相關工藝參數，有經驗的作業人員掌握了相關地層的土質特性，對其鉆桿轉速、進尺及泥漿性能指標能有效進行控制，有利于控制成樁質量；最后，應根據現場地形條件，結合施工情況合理規劃施工現場，尤其是施工便道的位置選取。由于施工便道頻繁有重載車輛行駛，如果施工便道與樁孔距離過小，就容易造成樁孔局部塌孔或縮徑[2]。

4.2 做好深層軟土橋梁樁基施工過程中的質量控制

4.2.1 進入施工現場后，首先對施工現場原地表進行清理，但由于地表淤泥承載力低，無法支撐鉆機施工作業，施工過程中容易造成鉆機偏移、沉陷等問題，進而導致樁位偏位。因此，原地表需用片石進行回填，確保鉆機能平穩施工作業，不發生沉陷問題；同時，還要確保鋼護筒埋置深度，不容易發生偏移或沉陷，保證成孔過程中樁位定位。

4.2.2 施工全過程應保證鉆機鉆架吊點、鉆盤中心、鉆桿中心三點在同一豎直線上，且與樁中心平面位置偏差小于2cm。鉆孔過程中應經常檢查鉆機及鉆盤的水平，防止樁孔傾斜。

4.2.3 開孔時應輕壓慢轉，以保證孔口護壁質量，并根據不同的地質情況調節泥漿性能指標，經常對孔內泥漿性能指標進行檢測。

4.2.4 通過原理分析及查閱相關資料可知，在深層軟土地基進行樁基施工時，樁孔護壁質量在很大程度上決定了成樁質量；而泥漿膠體率是樁孔護壁的重要因素，通過對現場泥漿取樣試驗發現，用原狀土造漿的泥漿膠體率只有68%，遠遠低于施工技術規范要求的95%，無法對孔壁進行有效支護，在二次清孔后，灌注水下砼過程中極易發生樁孔縮頸、局部坍孔等問題，無法保證成樁質量[3]。

4.2.5 根據地質特點，結合同類工程施工經驗，建議軟土地基成樁采用PHP泥漿技術。PHP泥漿具有觸變性好、低固相、不分散、粘度高、成孔后泥皮薄、失水量小、經濟等特點，泥漿膠體在孔壁上形成一層化學膜，能夠封閉孔壁，保持樁孔孔壁穩定。PHP泥漿的制作材料主要為膨潤土、聚丙烯酰胺（PAM）、純堿（NaCO3）和NaOH。膨潤土是泥漿膠體質的主要來源，鉆孔選用膨潤土，其膠體率大于96%。NaCO3的主要作用是增大泥漿PH值，通常添加純堿可將泥漿PH值提高到10以上，有利于添加PHP時提高泥漿粘度。此外，添加純堿可以分散粘土顆粒，增加泥漿表面負電荷，吸附帶正電荷的鉆渣，使泥漿懸浮鉆渣效果更好。在泥漿制作過程中純堿摻量為泥漿體積的0.3%～0.5%。PAM的突出功能是使泥漿具有觸變性，且保持不分散、低固相、高粘度的性能，其摻用量為泥漿體積的0.003%。

4.2.6 正常鉆進施工時，在淤泥層及淤泥質粘土層中鉆進時要控制好進尺，每鉆進一根鉆桿時要及時掃孔，保證樁孔直徑符合要求。鉆進和鉆桿在提升、拆除的整個過程中要及時補充漿液量，以維持護筒內外水頭差，從而保持孔壁穩定。

4.2.7 樁基施工工序中，清孔工作尤其重要。當樁孔鉆至設計樁底高程，且對樁孔孔徑、孔深驗收合格后，進行第一次清孔，清孔時鉆具保持轉動，維持泥漿循環，泥漿比重不能降低太多，否則容易引起樁底沉渣厚度過大；待樁底沉渣排凈后，方可停機拆除鉆桿、鉆頭[4]。鋼筋籠及導管安裝完成后，再進行二次清孔。二次清孔時采用稀漿置換法，通過泥漿循環系統不斷循環流動孔內泥漿，并將孔內殘余鉆渣攜帶出來，同時緩慢降低泥漿比重，直至施工技術規范滿足要求。

4.2.8 二次清孔完成后，施工人員應及時進行水下混凝土灌注，避免因泥漿比重過小而引起孔壁坍塌等問題。灌注混凝土應連續且一次性完成，同時保證混凝土具有良好的和易性，避免因混凝土離析等問題引起堵管，進而造成斷樁事故。灌注混凝土過程中要防止混凝土從料斗頂溢出掉入孔內，同時指定專人隨時觀察導管內混凝土下降和樁孔返漿情況，認真量測孔內混凝土面上升的高度，計算拆除導管的長度且及時進行拆管，避免導管埋入混凝土深度過大或過小。在灌注工作臨近結束時，若混凝土頂升困難，則應在孔內加水稀釋泥漿，并掏出泥漿沉渣，抽拔最后一節導管時速度要慢，防止樁頂泥漿擠入導管底部形成泥芯。

4.3 嚴格落實施工過程中的質量技術檢測

質量技術檢測工作主要分為兩方面：一方面是施工過程中的質量技術檢測，另一方面是施工結束后的質量技術檢測。通過規范、科學的質量技術檢測工作，能夠有效把控深層軟土橋梁樁基施工質量。在施工過程中開展質量技術檢測工作時，管理人員可通過現場指導和旁站模式相結合的方式，加強對施工圖紙的核查，確保施工人員嚴格按照施工計劃開展施工作業；同時，相關單位和管理人員還應對施工人員進行嚴格把控，從人員方面提高施工質量。首先，相關單位要緊抓勞動紀律，規范各項操作以及流程，對施工人員的上崗證進行審查，確保施工作業的規范性和安全性；其次，在實際的施工作業過程中，管理人員應對施工步驟進行監管，保證施工作業的有序性和規范性；最后，若是在施工過程中遇到突發狀況需要改變施工計劃，管理人員應將情況整理成書面資料并提交給上級部門以及相關單位，上級復查且批準后方可更改施工方案。

在橋梁樁基作業施工結束后開展質量技術檢測時，施工現場的質量管控人員應嚴格按照相關要求和規范開展各項質量測試作業。其中，最為關鍵的是地基承載力測試，該測試能夠直觀地反映深層軟土橋梁樁基施工質量，因此施工現場的質量檢測人員應提供技術輔導，全面、科學地對其進行質量檢測；若是發現問題，相關人員應根據實際情況規劃補樁方案，及時完善施工作業，避免安全隱患的存在，加強橋梁工程的穩定性和安全性。

5 結語

深層軟土地基的橋梁樁基施工一直是行業熱議的話題，由于橋梁樁基施工不可預見因素較多，且影響成樁質量的因素也比較多，因此相關人員必須根據現場地質條件、現場環境選擇最合適的施工工藝，同時加強施工過程的控制和相關技術的研究與實踐，這對橋梁樁基施工具有重要的意義。與此同時，我們還應深入探討各種施工技術的應用，并結合以往的施工技術經驗，不斷完善施工技術體系，從而達到工程項目的預期建設目標。