公路橋梁樁基施工常見質量問題及控制措施

何 劍

(廣東交科檢測有限公司，廣州 510550)

0 引言

鉆孔灌注樁施工工藝已比較成熟，目前正朝著大直徑、超長、超深的方向發展。從鉆孔灌注樁施工工藝流程(圖1)可以看出，樁基施工涉及的環節較多，環環相扣，工藝比較復雜，因此雖然灌注樁施工技術取得了很大的進步，但因為樁基礎施工工藝本身所具有的復雜性，地質環境條件較復雜與不確定性，使得施工技術要求高，施工管理難度大。

圖1 鉆孔灌注樁施工工藝流程

根據樁基檢測的實踐經驗，施工過程中灌注樁發生質量問題依然存在。由于樁基作為隱蔽工程，如果發生質量問題不僅會給施工單位帶來較大的經濟損失，較多的樁基質量問題往往發生在施工關鍵節點，甚至會造成工期的滯后。然而這些問題如果施工現場的管理人員嚴格遵守規范要求，高標準落實好施工方案中的各項技術要求，嚴謹規范施工，可以避免這些質量問題的發生。

1 科學合理地進行鋼護筒的埋設

護筒一般采用鋼板卷制，多以機械方式沉設，需保證堅實、不漏水。沉設鋼護筒過程中必須控制好鋼護筒的定位、頂端高度及垂直度偏差等相關技術要求。護筒埋設深度應依據設計要求、樁位水文地質條件來確定，對處于水中或特殊情況下的樁基更應慎重考慮河床受沖刷的影響。要落實好避免河床受到嚴重沖刷的保護方案，對受潮汐影響范圍內的樁基，施工過程中應積極采取相應的措施來穩定孔內水頭[1]。

以某工程為例，項目中小橋均為跨越河涌而設置，寬7～15m。在對部分橋梁樁基采用超聲波法檢測過程中發現，有數根樁基在樁頂檢測標高以下2～4m處存在明顯缺陷，缺陷長度范圍為0.5～1.0m。如圖2所示的超聲波透射法檢測結果，經計算分析，該批次樁基缺陷深度剛好處于鋼護筒底標高位置附近。

為解決樁基施工存在的問題，改進施工工藝，施工方與無損檢測方進行討論，得出以下初步結果：若鋼護筒埋設深度不夠，河涌與大海相連，會發生規律性的漲潮與退潮，地下水位發生明顯變化，護筒底內外壓力差交替性改變。在灌樁前，護筒底與河床交接處存在發生泥漿泄露、孔壁局部塌陷等問題。待灌樁完畢后，退漲潮還會對護筒底附近局部混凝土造成一定的沖刷。混凝土終凝前，使局部混凝土發生離析，也有可能使得護筒底部附近局部聲測管被沖刷至裸露狀態，從而導致灌注樁發生質量問題。

圖2 0-1#樁超聲波透射法檢測結果

在后續施工過程中，對類似地質地形條件下施工的樁基，采取加長鋼護筒埋深、穿越河床厚淤泥層2～4m的措施，再按原施工方法繼續施工。后續檢測結果表明，改進措施取得了較理想的效果，未再發生類似的質量問題。

2 嚴格控制泥漿性能指標及清孔工序

灌樁前，應嚴格遵守規范，落實好控制泥漿性能指標及清孔工作，否則往往會引發嚴重的后果，造成較大損失。同時，規范也明確規定嚴格控制和禁止采用加深鉆孔的方式來替代清孔[1]。成孔完畢放置時間不宜過長，否則會大大增加塌孔、漏漿等一系列問題發生的風險。

從圖3可見，該樁在樁頂標高以下8.4m至樁底范圍內，AB、BC兩個剖面出現波速、波幅小于臨界值，波形嚴重畸變，但AC剖面處聲學參數均正常。依據樁基檢測規范，判定為IV類樁，隨后采用了鉆芯法來對該樁作進一步驗證。鉆芯法鉆取兩個孔，第一孔鉆取的混凝土芯樣連續完整，膠結良好，斷口吻合；另一孔芯樣在樁頂標高以下8.4m至樁底范圍內混凝土出現嚴重夾泥、不密實的現象。鉆芯結果證實了超聲波檢測方法的準確性，均判定為IV類樁。

圖3 Z4-1 #樁超聲波透射法檢測結果

根據現場施工反映情況及檢測結果進行分析：該樁樁長較短，所處地質條件較好，持力層入微風化花崗巖，但該樁下放鋼筋籠放置一段時間后，直接澆筑混凝土，并未進行二次清孔。泥漿因靜置發生沉淀，樁底局部沉渣較厚，直接導致了廢樁情況的發生。

3 注意鋼筋籠及聲測管綁扎固定

鋼筋籠制作需符合設計及規范要求。加工時須保證順直，在主筋內側應設置加強筋，增強鋼筋籠骨架的剛度。需采取有效措施確保樁基保護層的厚度，利用定位墊塊減少鋼筋籠與樁中心的偏位。

依據規范相應要求布置聲測管。聲測管固定工序需要十分注意，采用鐵絲牢固綁扎，在鋼筋籠內側沿鋼筋籠通長加密布置固定點固定，并且聲測管底端和接頭部位必須設置固定點[1]。

圖4所示為1-1#樁超聲波透射法檢測結果。從圖4可以看出，1-1#樁樁底以上近6m范圍內波速明顯偏高，波形、波幅等其他聲學參數未見異常[2]。其中，施工方提供的信息顯示聲測管每節為6m長。該橋另外較多樁超聲波檢測結果也明顯存在此類情況。經分析認為：該項目樁基較長且直徑小，鋼筋籠細長，容易發生變形，并且聲測管綁扎固定工序未按要求嚴格落實，未加密布置固定點。樁身尤其是樁底一節聲測管因為未可靠固定發生了較大的偏移，三根聲測管均由原位向樁中心靠攏，聲測管位置相對變小。

圖4 1-1#樁聲測管不平行檢測結果

由圖5可知，與上述1-1#樁鄰近的0-1#樁樁底以上近6m范圍內的波形、波速等聲學參數嚴重異常。據反映，該樁灌注較順利，未發生異常情況。分析原因為：該批次樁基在制作鋼筋籠時，綁扎固定工序未按要求嚴格落實，使得樁身聲測管在灌注混凝土時受到嚴重擠壓或者導管的磕碰，發生嚴重偏移，樁底處聲測管尤其嚴重，被擠壓至樁身以外。在后續的施工中，通過嚴格落實鋼筋籠及聲測管的綁扎固定工序后，未再有類似情況發生。

圖5 0-1#樁聲測管不平行檢測結果

4 重視樁基頂部混凝土超灌量及樁頭破除問題

4.1 樁頂部位混凝土超灌量不足

混凝土灌注接近樁頂時，導管內混凝土壓力減小，需采取有效措施，防止樁頂部分混凝土的密實性較差甚至出現松散夾泥等質量問題。如圖6所示，珠海某工程項目Z14-1#樁采用超聲波法檢測結果表明，樁頂檢測標高以下0～0.8m范圍內混凝土較差，存在明顯的缺陷。經分析表明：樁頂部位混凝土超灌量不足，造成樁頂混凝土局部夾泥，存在明顯缺陷，需要鑿除樁頂較差的混凝土，進行接樁處理。但該樁處于深基坑中，施工處理難度較大。

圖6 Z14-1#樁頂部位混凝土超灌量不足檢測結果

4.2 樁頭破除不規范

破除樁頭應采用環切法，破除樁頂混凝土至設計樁頂標高。樁頭混凝土的破除應規范操作，避免樁頂淺部混凝土受到損害，切不可采用挖機暴力破除的方式，防止樁頂淺部部分混凝土與聲測管發生剝離或者產生裂隙，從而造成檢測結果不合格，需破除破損樁頭、重新澆筑樁頂混凝土的后果[3]。

圖7所示為粵西某高速公路橋梁14a-3樁頂部超聲波檢測結果：檢測標高以下0～0.6m范圍內，三個檢測剖面中僅有一個剖面出現測點聲學參數明顯異常。結合現場情況分析，較大可能的原因是樁頭破除過程不規范導致淺部混凝土內部出現裂隙。

若樁頂標高較低，地下水位較淺，本來并不需要采取支護措施的基坑，而因為要處理破除樁頭造成的樁頂上部缺陷，基坑需要采取支護措施。如此不僅增加了施工困難和工程造價，還可能會延誤工期，因此施工方需高度重視樁基頂部混凝土超灌及樁頭破除的問題。

圖7 0-1#樁頭破除不規范檢測結果

5 結語與建議

(1)施工單位應制定符合工程實際的施工方案，并嚴格遵守規范相關要求，落實灌注樁各項施工工藝要求。

(2)施工現場應加強監督和檢查樁基施工過程中護筒埋設、清孔、鋼筋籠及聲測管綁扎固定等對樁基質量容易產生重大影響的關鍵工序。

(3)重視樁基檢測工作對樁基施工質量的控制作用和指導意義，有效提高樁基施工質量，減少損失。