公路工程道路素混凝土樁施工質量控制

邵 昀 安亞明 車悅寧

中國建筑土木建設有限公司 北京 100070

素混凝土樁是指在碎石樁中加入一定比例的水和水泥攪拌混勻后所形成的剛性樁體，屬于剛性樁，施工較為簡單[1]。但在實踐應用中發現，素混凝土樁雖然具有諸多的優勢，但其承載力并不是很強，極易在施工過程中因為各種原因而發生樁體斷裂或樁夾土的情況，進而對施工地段的地基處理質量造成影響。因此，公路工程道路在開展素混凝土樁施工過程中，應充分重視質量控制。

1 素混凝土樁施工特點及工藝

按照配合比的不同，素混凝土樁的樁體強度范圍一般為C5～C20。因為素混凝土樁是具有一定強度的剛性樁，所以其與散體碎石樁有著完全不同的施工特點，比如素混凝土樁不需要依靠周邊土體的約束力便可以直接將縱向荷載傳遞至持力層以上。另外，受到上方荷載的影響時，素混凝土樁產生的形變會低于周邊土體所發生的形變。同時，當樁體沿著下臥層穿入時，素混凝土樁會與周邊土體共同承擔荷載，使得樁體具有更加良好的荷載能力。

就目前素混凝土樁在公路工程道路施工中的應用來看，最為常用的施工工藝有振動后灌注混凝土法和回旋鉆機成孔法。振動后灌注混凝土法是通過鉆桿振動成孔，待到達終孔時灌注混凝土，繼而以適宜的速度向上拔管至地面，整體施工流程較為簡單，成樁效率和質量均較高，但也存在一定的缺陷，比如極易出現擠土效應。回旋鉆機成孔法在堅硬土層和密砂層中的施工效果十分顯著，但也有不足，比如施工過程中會產生較大的泥漿量，一定程度上會增加泥漿運輸成本，對公路施工成本控制也有一定的影響。就其施工流程來說，首先，施工人員需要根據樁體直徑、地基處理要求等信息確定樁機型號；其次，待放樣定位完成后鉆進成孔，此過程中需要遵循由慢至快的鉆進原則。混凝土上料時嚴格按照砂石、水泥和砂礫的順序加入，確保碎石直徑控制在5 cm內，含泥量控制在5%內，混凝土的攪拌時間在60 s以上，坍落度控制在18 cm內；最后，樁底清理后送入混凝土，依據樁體容量和充盈系數確定混凝土用量，若發現樁身頂部高度不足設計高度，則立即補充混凝土的用量，確保各項施工流程規范完成后，蓋好樁頂，繼續進行下一樁體施工。

2 素混凝土樁施工質量控制要點

2.1 試樁的控制要點

試樁屬于素混凝土樁施工前的一項重要工作，是確保素混凝土樁大面積施工順利開展的基礎條件，必須予以充分的重視。

試樁這一工作包含的施工參數較多，需要設計部門、監理單位、施工單位和勘察單位等共同參與，以此實現對試樁工序質量控制的目的。總的來說，在試樁前施工人員需要先對施工現場的各種管線埋設情況、地面構筑物及障礙物等進行詳細勘察，如果發現存在影響試樁的因素，則要立即加以優化或消除，確保樁位與設計相一致。通常情況下，試樁成孔應該不小于3個，如果試樁結果與設計圖紙有誤差，則需要根據實際情況加以調整。

實踐應用發現，通過開展試樁工作可以明確掌握樁長、樁間距、拔管速度及混凝土配合比等關鍵技術參數，可以為后期施工質量控制奠定基礎。

2.2 混凝土質量的控制要點

混凝土質量控制對素混凝土樁施工質量控制效果有很大的影響，要求對混凝土強度、坍落度、配合比等信息進行綜合考量，保證混凝土制作工藝滿足施工質量要求。另外，混凝土的運輸也會對混凝土應用效果產生影響，如果混凝土運輸距離較大，則在運輸過程中需要始終保證攪拌筒處于運動狀態，避免混凝土凝結。如果運輸時天氣較為炎熱，則需要在運輸車上覆蓋遮陽布，防止暴曬。除此之外，運輸過程中要最大限度減少車輛的振動，防止影響骨料和水泥之間的密實性。

2.3 擠土效應的控制要點

如果施工時選用振動后灌注混凝土法，則往往會因為擠壓泥土成孔而改變樁間土的性質。實踐應用發現，這種情況會導致樁體四周受到很大的壓力，嚴重時會出現斷樁和頸縮的情況，對樁體施工質量有很大的影響。為此，需要重點做好以下幾點工作：

1）在設計階段，設計人員需要根據素混凝土樁的施工要求合理控制樁間距，樁間距越小，所發生的擠土效應會越明顯，因而需要在滿足地基荷載的前提下。盡量拉大樁間距。

2）在施工工藝控制方面，盡量選用隔排隔樁的施打方式，確保素混凝土樁達到規定強度后再對剩余的樁進行施打。對于臨時樁來說，可以采用長螺旋鉆孔成樁進行施打。實踐應用發現，采用長螺旋鉆孔成樁進行施打時，因為不會產生擠土效應，所以會間接性地增大樁間距，對施工質量控制十分有利[2]。

2.4 施工階段的質量控制要點

在施工階段素混凝土樁極易出現的一類施工問題是成樁傾斜，會對地基承載力造成較大的影響。實際解決這一問題時，需要做好以下幾點工作：

1）施工前由施工人員對施工工作面進行全面平整，鉆桿垂直度控制與調整可以通過吊線圓錐和鉆桿連線的方式加以實現，務必保證沉管垂直度在1%以內，樁位偏差在100 mm以內。

2）沉管過程中需要做好相關數據的記錄工作，尤其是對各層土層電流要做好記錄，通常情況下需要每下沉1 m做一次記錄，沉管進入持力層不小于1 m后可以停止，而后灌注混凝土[3]。

3）拔管時將拔管速度嚴格控制在1.2～1.5 m/min。拔管速度過快時，極易導致混凝土澆筑量不足，繼而引發斷樁和頸縮情況；而拔管速度過慢時，極易導致混凝土出現向四周擴散的情況，繼而對樁體外形和承載力造成影響。如果施工時遇到的地段是軟土，且淤泥層較厚，則速度需要作適當降低，以1 m/min為準。

2.5 斷樁時的質量控制要點

斷樁既是素混凝土樁施工過程中常見的問題，也是一種很嚴重的質量問題，對整體施工質量控制有很大的影響，主要原因是拔管速度過快、機械操作不當或混凝土配合比不科學等。

針對斷樁的產生原因，在現場實際控制時，需要做好以下幾點：

1）拔管時將拔管速度嚴格控制在1.2～1.5 m/min，確保混凝土充滿樁孔，需要注意的是，拔管時不能出現反插的情況，且拔管過程中要確保投料充足[4]。

2）在進行樁間施工時需要嚴格控制施工工序，尤其是機械施工時要盡量減少與樁的接觸，減少對樁的損壞。

3）務必保證混凝土質量，做好混凝土質量的全過程監管，確保混凝土配合比、坍落度、攪拌性、和易性等滿足施工要求。

4）合理設置樁間距，減少擠土效應的出現。

3 結語

素混凝土樁施工質量控制非常關鍵，而公路工程因為所處地基環境較為復雜，因而需要給予更多的重視。實際開展質量控制工作時，需要重點從試樁、混凝土質量、擠土效應及斷樁等方面著手，實現施工質量全過程和動態監管，以此保證公路工程素混凝土樁的施工質量。