公路工程道路素混凝土桩施工质量控制

邵 昀 安亚明 车悦宁

中国建筑土木建设有限公司 北京 100070

素混凝土桩是指在碎石桩中加入一定比例的水和水泥搅拌混匀后所形成的刚性桩体，属于刚性桩，施工较为简单[1]。但在实践应用中发现，素混凝土桩虽然具有诸多的优势，但其承载力并不是很强，极易在施工过程中因为各种原因而发生桩体断裂或桩夹土的情况，进而对施工地段的地基处理质量造成影响。因此，公路工程道路在开展素混凝土桩施工过程中，应充分重视质量控制。

1 素混凝土桩施工特点及工艺

按照配合比的不同，素混凝土桩的桩体强度范围一般为C5～C20。因为素混凝土桩是具有一定强度的刚性桩，所以其与散体碎石桩有着完全不同的施工特点，比如素混凝土桩不需要依靠周边土体的约束力便可以直接将纵向荷载传递至持力层以上。另外，受到上方荷载的影响时，素混凝土桩产生的形变会低于周边土体所发生的形变。同时，当桩体沿着下卧层穿入时，素混凝土桩会与周边土体共同承担荷载，使得桩体具有更加良好的荷载能力。

就目前素混凝土桩在公路工程道路施工中的应用来看，最为常用的施工工艺有振动后灌注混凝土法和回旋钻机成孔法。振动后灌注混凝土法是通过钻杆振动成孔，待到达终孔时灌注混凝土，继而以适宜的速度向上拔管至地面，整体施工流程较为简单，成桩效率和质量均较高，但也存在一定的缺陷，比如极易出现挤土效应。回旋钻机成孔法在坚硬土层和密砂层中的施工效果十分显著，但也有不足，比如施工过程中会产生较大的泥浆量，一定程度上会增加泥浆运输成本，对公路施工成本控制也有一定的影响。就其施工流程来说，首先，施工人员需要根据桩体直径、地基处理要求等信息确定桩机型号；其次，待放样定位完成后钻进成孔，此过程中需要遵循由慢至快的钻进原则。混凝土上料时严格按照砂石、水泥和砂砾的顺序加入，确保碎石直径控制在5 cm内，含泥量控制在5%内，混凝土的搅拌时间在60 s以上，坍落度控制在18 cm内；最后，桩底清理后送入混凝土，依据桩体容量和充盈系数确定混凝土用量，若发现桩身顶部高度不足设计高度，则立即补充混凝土的用量，确保各项施工流程规范完成后，盖好桩顶，继续进行下一桩体施工。

2 素混凝土桩施工质量控制要点

2.1 试桩的控制要点

试桩属于素混凝土桩施工前的一项重要工作，是确保素混凝土桩大面积施工顺利开展的基础条件，必须予以充分的重视。

试桩这一工作包含的施工参数较多，需要设计部门、监理单位、施工单位和勘察单位等共同参与，以此实现对试桩工序质量控制的目的。总的来说，在试桩前施工人员需要先对施工现场的各种管线埋设情况、地面构筑物及障碍物等进行详细勘察，如果发现存在影响试桩的因素，则要立即加以优化或消除，确保桩位与设计相一致。通常情况下，试桩成孔应该不小于3个，如果试桩结果与设计图纸有误差，则需要根据实际情况加以调整。

实践应用发现，通过开展试桩工作可以明确掌握桩长、桩间距、拔管速度及混凝土配合比等关键技术参数，可以为后期施工质量控制奠定基础。

2.2 混凝土质量的控制要点

混凝土质量控制对素混凝土桩施工质量控制效果有很大的影响，要求对混凝土强度、坍落度、配合比等信息进行综合考量，保证混凝土制作工艺满足施工质量要求。另外，混凝土的运输也会对混凝土应用效果产生影响，如果混凝土运输距离较大，则在运输过程中需要始终保证搅拌筒处于运动状态，避免混凝土凝结。如果运输时天气较为炎热，则需要在运输车上覆盖遮阳布，防止暴晒。除此之外，运输过程中要最大限度减少车辆的振动，防止影响骨料和水泥之间的密实性。

2.3 挤土效应的控制要点

如果施工时选用振动后灌注混凝土法，则往往会因为挤压泥土成孔而改变桩间土的性质。实践应用发现，这种情况会导致桩体四周受到很大的压力，严重时会出现断桩和颈缩的情况，对桩体施工质量有很大的影响。为此，需要重点做好以下几点工作：

1）在设计阶段，设计人员需要根据素混凝土桩的施工要求合理控制桩间距，桩间距越小，所发生的挤土效应会越明显，因而需要在满足地基荷载的前提下。尽量拉大桩间距。

2）在施工工艺控制方面，尽量选用隔排隔桩的施打方式，确保素混凝土桩达到规定强度后再对剩余的桩进行施打。对于临时桩来说，可以采用长螺旋钻孔成桩进行施打。实践应用发现，采用长螺旋钻孔成桩进行施打时，因为不会产生挤土效应，所以会间接性地增大桩间距，对施工质量控制十分有利[2]。

2.4 施工阶段的质量控制要点

在施工阶段素混凝土桩极易出现的一类施工问题是成桩倾斜，会对地基承载力造成较大的影响。实际解决这一问题时，需要做好以下几点工作：

1）施工前由施工人员对施工工作面进行全面平整，钻杆垂直度控制与调整可以通过吊线圆锥和钻杆连线的方式加以实现，务必保证沉管垂直度在1%以内，桩位偏差在100 mm以内。

2）沉管过程中需要做好相关数据的记录工作，尤其是对各层土层电流要做好记录，通常情况下需要每下沉1 m做一次记录，沉管进入持力层不小于1 m后可以停止，而后灌注混凝土[3]。

3）拔管时将拔管速度严格控制在1.2～1.5 m/min。拔管速度过快时，极易导致混凝土浇筑量不足，继而引发断桩和颈缩情况；而拔管速度过慢时，极易导致混凝土出现向四周扩散的情况，继而对桩体外形和承载力造成影响。如果施工时遇到的地段是软土，且淤泥层较厚，则速度需要作适当降低，以1 m/min为准。

2.5 断桩时的质量控制要点

断桩既是素混凝土桩施工过程中常见的问题，也是一种很严重的质量问题，对整体施工质量控制有很大的影响，主要原因是拔管速度过快、机械操作不当或混凝土配合比不科学等。

针对断桩的产生原因，在现场实际控制时，需要做好以下几点：

1）拔管时将拔管速度严格控制在1.2～1.5 m/min，确保混凝土充满桩孔，需要注意的是，拔管时不能出现反插的情况，且拔管过程中要确保投料充足[4]。

2）在进行桩间施工时需要严格控制施工工序，尤其是机械施工时要尽量减少与桩的接触，减少对桩的损坏。

3）务必保证混凝土质量，做好混凝土质量的全过程监管，确保混凝土配合比、坍落度、搅拌性、和易性等满足施工要求。

4）合理设置桩间距，减少挤土效应的出现。

3 结语

素混凝土桩施工质量控制非常关键，而公路工程因为所处地基环境较为复杂，因而需要给予更多的重视。实际开展质量控制工作时，需要重点从试桩、混凝土质量、挤土效应及断桩等方面着手，实现施工质量全过程和动态监管，以此保证公路工程素混凝土桩的施工质量。