桥梁桩基施工技术与质量控制分析

朱龙宝

(中铁十九局集团第二工程有限公司，辽宁 辽阳 111000)

1 工程概况

1.1 基本概况

某公路工程全长为7.658 km，路基宽8.5 m，由于沿线大多区域位于河流冲洪积泛滥平原区，软土层较多。公路沿线有一处桥梁，该桥梁工程基础采用4根直径为1 800 mm、桩长为15 m的灌注桩，单桩竖向承载力特征值Ra=600 kN。

1.2 地层情况

拟建场地地貌单元属河流冲洪积泛滥平原区，场地深度40 m地层如下：

(1)杂填土(Q4ml)：以黄褐色粉土、粉砂为主，含少量碎砖渣、石子等建筑垃圾，偶见植物根系等杂物，土质不均匀。

(2)粉细砂(Q4al)：黄褐色-浅黄色，稍湿，稍密-中密，矿物成分以石英、长石为主，见少量暗色矿物。颗粒级配较差，分选性较差。局部粉粒含量较高。

(3)-1粉质黏土(Q4al)：黄褐色，软塑，切面稍光滑，无揺震反应，干强度中等，韧性中等，见铁锰质氧化物锈斑，该层在拟建场地内局部缺失。

(3)粉土(Q4al)：黄褐色，局部为浅灰色，砂粒含量较高,湿，稍密。干强度低，韧性低，含少量贝壳碎片，局部稍有腥臭味。局部夹灰褐色细砂薄层，稍湿，中密。该层在场地内分布不均，厚度差异较大，局部缺失。

(4)粉质黏土(Q4al)地层呈灰色、褐灰色，软塑～可塑，偶见铁质锈斑，切面稍光滑，无揺震反应，干强中等、韧性中等，见铁锰质氧化物锈斑，偶见小姜石。该层在场地内分布不均，厚度差异较大，局部缺失。

(5)粉细砂(Q3al)：地层呈黄褐色，饱和，中密-密实。主要矿物成分为石英、长石及少量云母碎片。含少量钙质结核，粒径约0.5～3.0 cm,颗粒级配较差，分选性较差。

(6)细砂(Q3al)：地层呈黄褐色，饱和，密实。主要矿物成分为石英、长石及少量云母碎片。含少量钙质结核，粒径约0.5～2.5 cm,含黑色铁锰质斑点。颗粒级配较差，分选性较差。

(7)细砂(Q3al)：地层呈黄褐色，饱和，密实。主要矿物成分为石英、长石及少量云母碎片。含少量钙质结核，粒径约0.5～3.0 cm,含黑色铁锰质斑点。颗粒级配较好，分选性较好。

(8)中细砂(Q3al)：地层呈黄褐色，饱和，密实。主要矿物成分为石英、长石及少量云母碎片。含少量钙质结核，粒径约0.5～3.0 cm,颗粒级配较差，分选性较差。

1.3 地下水

勘察期间，各勘探孔中实测地下水位在自然地面以下约15.0 m，标高约66.0 m。根据区域地质资料可知，场地地下水位年变幅约1.0～2.0 m，近3～5年最高地下水位埋深约自然地面下8.0 m，标高约73.0 m。根据调查走访及附近场地工程经验，沿线区域历史最高水位埋深约自然地面下2.5 m，标高约78.5 m。场地地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于第(4)、(5)(6)层细砂层及以下土层中，地下水主要由地表径流、降水补给，以蒸发、径流和少量人工抽取方式排泄区外。

1.4 场地土物理力学性质指标

结合本区施工经验、土工试验、原位测试及野外钻探综合分析场地土条件可知，场地内第(4)层土属软塑状态，平均厚度2.6 m，位于设计桩顶标高下4 m左右，第(6)层细砂及以下土层均厚度较大，承载力较高。

2 桥梁桩基施工技术与质量控制

2.1 施工准备工作

桩基施工开始前应做好前期准备工作。首先，应该先进行设备检修，并对施工沿线用水用电情况进行综合规划布置。合理设置各种材料以及混凝土的配合比。在施工平面图上标注桩位、编号与施工顺序等，提前做好桩基基准点放样工作，确保打桩设备底座中心与孔位中心对应[1]。同时要确定好季节性的施工技术措施和相关机械设备，对现场电源电路安装以及工具材料供应情况等进行及时跟踪。

2.2 埋设桩基护筒

施工现场水文地质条件是影响钻孔灌注桩施工质量和效率的关键。在钻孔灌注桩施工过程中，通过埋设护筒来抵御孔外静水压力对钻孔灌注桩的影响，降低了孔壁坍塌的几率[2]。护筒的使用同时也将地表水与孔壁有效的隔离开，确保了孔柱位置以及钻头的导向始终处于可控的状态下。另外，为了确保钻孔灌注桩施工的质量，在埋设护筒时，必须切实做好护筒底部附近土层的夯实处理，避免因为护筒出现淹水、浮沉等问题而影响钻孔灌注桩的施工质量。

2.3 钻孔泥浆的制作

施工人员在钻孔灌注桩施工过程中，常用的钻孔泥浆主要以膨润土、水、添加剂等为主。由于这些材料发挥着冷却、润滑、隔断孔内外渗流以及提高静水压力的作用。施工过程中，必须按照施工现场的水文地质条件控制泥浆的密度，避免因为泥浆黏稠度过稀或者过稠影响钻孔灌注桩的施工质量[3]。施工人员在钻孔施工过程中，必须仔细检查孔径、孔深以及垂直度等参数。

2.4 验孔与清孔

验孔时，将测量绳捆绑于栓孔器顶部，用钢丝将栓孔器放入井底，在栓孔器到达井底后，用米尺测量桩基中心与钢丝间距离，再除以测绳读数求出孔斜率。其中，要利用钢尺确定桩基平面位置，确保孔中心平面位置不超过50 mm；倾斜度<1°；孔径应大于设计桩径，孔深超过设计深度50 mm以上。在验孔合格后，采用换浆法进行清孔，向孔内压入密度为1.03～1.10 g/cm3的泥浆，置换原有泥浆，并保证置换后泥浆黏度为17～20 Pa·s，胶体率 > 98%。置换过程一般需要3～5 h，最后检测比重，确保含砂率< 2%。清孔完成后，立即进行钢筋笼下放施工。

2.5 钢筋笼制作与安装

为了保证钢筋笼在运输和吊放过程中不产生变形，制作钢筋笼时，在每道加强箍筋处设置三角撑。钢筋笼四周设置非金属定位装置，以确保保护层厚度满足要求。在主筋的外围设置加劲箍筋，加固了钢筋笼，同时降低了施工难度。为了方便检测工程质量，保证桩基质量，可以在钢筋笼内侧安装声测检测管。由于检测管不能直接进行对接焊接，因此要通过套螺纹或密封胶进行连接，避免焊渣堵塞导管[4]。按设计图纸要求将声测管固定在钢筋笼内侧，接头连接采用钳压式连接。钢筋笼对接好之后严格检查接头连接质量，钢筋笼下放过程中，应及时拆除笼内加固支撑。为保证声测管完整性，须检查接头位置是否严密，以防水泥砂浆和泥浆渗入管内。在钢筋笼安装过程中用水管向声测管内注入清水[5]。待钢筋笼下放到设计标高后，检查其平面位置并进行固定。

2.6 灌注混凝土

混凝土灌注是桩基施工中的一项重要工序，混凝土灌注质量直接影响桩基整体质量。在进行灌注桩施工时，应严格控制灌注混凝土配比，同时也要避免混凝土灌注过多，以保证后期使用效果[6]。首先，混凝土搅拌需依照标准技术规范要求，搅拌时间不少于1.5 min。在搅拌结束后要进行坍落度与和易性测试，测试合格后方可进行混凝土浇筑。其次，浇筑前需要清理孔道中的残渣，测量沉积厚度，并将导管设置于井孔中央，在保证其稳定性的前提下进行水密、承压等试验。进行浇筑时，采用溜槽与串筒来保证桩心混凝土的聚合性，但不得在10 m范围内钻孔，而且要在浇筑6 h后才能进行回填[7]。灌注混凝土的施工技术要点有：首批混凝土灌注要使其能够满足导管埋入深度要求，应大于1 m，灌注过程要做到持续性与有序性，避免出现导管被压漏的情况，注意控制灌注时间不应超过首批混凝土的初凝时间。

2.7 成桩质量检测

桥梁钻孔灌注桩施工结束后，必须对成桩进行质量检测，检测内容包括对砼试块的强度检测与桩身检测。桩身检测主要是对桩长、缩径的测量，还要估算出砼强度，并按照1%～2%的比例进行抽样检测。在桩基检测过程中，应考虑到桩长、桩端等要素的影响[8]。桩长是重要的桩基参数，它和桩基的承载力直接相关，如果记录桩长和检测桩长有较大的区别，说明在施工的过程中存在弄虚作假的现象，也表明桩基的质量达不到使用的标准。桩端的持力层的判断准确性与试验桩的安全性紧密相关。如果是风化岩的持力层，可以采用钻芯取岩的方法，如果是强风化岩，应该采用贯入试验的方法。

3 总结

在进行桥梁桩基施工的过程中，需严格制定桥梁桩基施工技术和质量标准。施工人员要对整个施工过程进行严格的管控，每一个环节都要按照相关规定标准实施。这样才能从根本上保障桥梁桩基施工建设的质量，促进我国桥梁桩基技术的健康、稳定发展。