刍议桥梁桩基础施工的质量通病及控制策略

刘运生

摘    要：随着我国交通事业的发展，我国公路已经实现全国大部分地区的覆盖，桥梁作为特殊地理环境下道路的连接结构，其性能和质量关乎我国交通运输事业的稳定与安全。在桥梁施工中，基础的稳定性非常关键，本文以钻孔灌注桩施工过程中常见的质量通病作为研究对象，分析病害发生的原因和解决策略，推动我国桥梁工程质量和施工技术水平的提高。

关键词：桥梁;桩基础;质量通病;控制策略

1   引言

在桥梁桩基础施工中，不仅要保证其稳定性和承载力，还要一定程度上控制成本。钻孔灌注桩具有工艺简单，技术成熟，性能稳定等众多优点，被广泛的应用到各大桥梁基础的建设中。但是由于不同地质环境和施工因素的干扰，导致施工过程中出现一些问题影响桩基础的质量和性能。为了提高桩基础施工的稳定性，促进我国桥梁工程建设的发展，需要对导致桩基础发生病害的原因加以控制，降低施工不良因素的影响。

2  桩孔施工存在的质量通病及控制策略

2.1  护筒沉降及渗水

病害原因：护筒是桩孔定位和保护的重要设施，如果护筒埋设区域的土壤性能不良，压实度不足，就会在桩基施工过程中出现护筒沉降。若是护筒存在裂缝，封闭不严，还会造成渗水，影响桩基施工质量和安全。控制策略：当桩孔施工过程中发生护筒下沉和渗水问题时，需要及时采取措施加以解决。首先，可以提高护筒的埋设深度，利用土压力固定护筒位置，减少其在外力作用下发生的位移和变形。通常情况下，护筒的埋深超过2m左右就能获得较好的稳定性。其次，在护筒埋设前，需要对土层夯实，提高地面的整体性。在护筒埋设时，护筒顶部要高出地面30cm左右，提升防护效果[1]。最后，在施工中，要避免钻机与护筒发生碰撞，影响护筒的状态。如果护筒出现问题，要及时进行修复，避免其进一步发展影响施工。

2.2  孔壁坍塌

病害原因：造成孔壁塌陷的原因较多，其中最主要的是施工中使用的泥浆性能不良，导致孔内压力不平衡，孔壁土体在施工振动影响下发生脱落和坍塌。或者由于地下水含量丰富，孔壁渗水量过大，在水流的作用下发生塌孔。控制策略：孔壁塌陷是钻孔灌注桩施工过程中较为严重的质量问题，不仅给施工安全造成影响，还会影响桩基的质量。为了防止出现此类问题，关键是控制好泥浆的性能，通过泥浆来调节孔壁与土体之间的压力[2]。如果地质条件不良，且有渗水情况，在施工过程中需要及时对泥浆稠度进行调整，通过加入膨润土使泥浆性能维持在最佳的状态，提高孔壁稳定性。同时在钻进和清孔时，要避免与孔壁碰撞，导致孔壁结构破坏，失去稳定性。

2.3  桩孔偏位

病害原因：发生孔身偏位的原因之一是由于地层土质不均匀，在进行冲击钻孔时，钻头受力发生偏斜，导致桩孔出现倾斜或者偏移。或者在钻进过程中，钻头遇到岩石或者其他坚硬障碍物，在其影响下，出现孔位的变化。控制策略：孔位偏斜对桩基础质量和性能影响非常严重，为了避免发生此类问题，在进行钻机安装前，要对场地进行整平压实，确保地面具有足够的承载力，钻机本身具备足够的稳定性。在钻孔施工过程中，要确定钻头、线缆是否垂直。当施工中遇到障碍，钻进出现问题时，及时停止作业分析问题原因，寻找解决策略，然后恢复施工。切忌盲目施工造成桩孔偏位[3]。若是障碍物强度过大，强行施工会造成偏斜，可以进行片石或者黏土回填，等沉渣稳定后继续进行钻进，确保桩孔的垂直度。

2.4  孔内漏浆

病害原因：孔内漏浆主要原因是由于施工中钻机打进地下含水层，泥浆进入地下水道中，造成泥浆流失，孔内压力不稳。控制策略： 发生漏浆病害会导致桩孔内部压力降低，泥浆稀释或者流失。如果不及时进行处理，就会导致孔壁坍塌风险增加[4]。由于泥浆本身固体残渣细碎，无法有效堵住漏浆空隙，所以在发生漏浆时，如果漏浆速度并不快，不影响施工，可以不做处理，但是要对泥浆性能和液面高度进行监测，防止进一步扩大。如果漏浆问题严重，为了确保孔内压力，需要及时补充泥浆，并且将粒径较大的沉渣和黏土混入泥浆中，在钻机作用下堵住漏浆部位，达到处理漏浆病害的目的。

2.5  清孔病害

病害原因：在桩孔施工完成后，需要通过清孔处理桩孔之中的沉渣和杂质。在这期间如果清孔不规范就会造成塌孔、沉渣过厚等问题。通常情况下，清孔需要进行两次，第一次在桩孔完成之后，第二次在桩基钢筋笼安装完成之后。第二次情况时发生塌孔风险较高。控制措施：在进行清孔时，一定要按照流程进行，防止泥浆更换过快，造成孔内压力不稳，出现塌孔情况。在完成第一次清孔之后，要及时下放钢筋笼。在第二次清孔完成后，由于泥浆密度降低，为了防止出现塌孔需要尽快完成混凝土的浇筑。通常二次清孔会在混凝土浇筑之前进行[5]。孔内沉渣过厚是由于在清孔过程中，清水加入过快，导致泥浆被快速稀释，孔底的沉渣无法被泥浆带出。因此，进行清孔使要注意泥浆稠度，确保孔底清理干净。

3  桩基施工过程中质量通病及控制措施

3.1  导管进水

病害原因：导管进水对于桩基础质量影响严重。造成这一问题的原因是由于在混凝土灌注过程中，施工人员对于混凝土面高度计算失误，导致导管上提高度过大，保留在水中。或者由于导管口上部混凝土过薄，在水压力下出现渗水情况。控制策略：在进行桩基混凝土灌注时，一定要控制好导管的上提速度，避免导管口拔出混凝土面。对于已经发生导管进水问题的情况，要立即停止混凝土灌注，将导管完全提出桩孔，使用吸浆机将孔内的混凝土表面的浮浆清理干净，然后重新下导管，安装底塞进行混凝土施工。在混凝土水下灌注施工中，导管口通常需要在混凝土面以下两米左右，以确保不会发生进水情况[6]。

3.2  导管堵塞

病害原因：导管堵塞指的是在混凝土灌注过程中，混凝土无法灌入情况。如果是首次进行混凝土灌注时发生导管堵塞，混凝土无法进入桩孔，那么造成堵塞的原因为导管球栓过大，卡在导管中。或者由于导管内壁有混凝土残留物未清理干凈，将球栓卡住。如图1所示，桩基首次混凝土灌注。如果在混凝土灌注中发生导管堵塞，那么可能是由于施工间隔过长，导管中混凝土发生初凝，再次进行灌注后，无法进入孔内。

控制策略：在首次灌注混凝土时发生堵塞，球栓卡在导管中，主要是由于混凝土压力不足，无法将其压入孔内。此时可以采用振动、敲打导管的方法，帮助球栓下移。如果振动器和敲打均不能使混凝土灌入，那么可以采用冲击导管混凝土的方法，利用外力将其压入孔内[7]。如果以上方法均不能解决导管堵塞问题，那么就需要将导管提出桩孔，重新拆除清洗。然后按照桩基施工要求，重新下导管，安装小号球栓，完成混凝土灌注施工。如果是施工过程中发生堵塞，可以将导管拔出清理干净，按照处理导管进水的方法，重新下导管进行施工。

3.3  钢筋笼上浮

病害原因：钢筋笼上浮主要原因是由于混凝土灌注速度过快，混凝土进入到孔内产生较大的向上推力，造成钢筋笼上浮。除此之外，如果施工间隔过长，混凝土发生初凝，或者导管埋深过大，桩底混凝土初凝，在继续灌注混凝土后，就会导致混凝土带动钢筋笼上浮。控制措施：在施工中，如果出现桩基钢筋骨架上浮情况，要立即停止桩基施工。首先检测导管的埋深，如果是由于导管埋深过大，那么需要上提导管，解决钢筋笼上浮问题，同时在施工中控制好导管的埋深。如果是由于混凝土灌入速度过快引起的钢筋笼上浮，通过调整混凝土灌注速度，可以有效解决。

3.4  浇筑断桩

病害原因：断桩是桩基施工中最严重的质量问题，会导致桩基失去应有的承载能力。引起断桩的原因较多。其一，导管上提高度过大，使导管口超出混凝土面。其二，清孔不彻底，孔底沉渣较多，混入混凝土中，造成夹渣断桩。其三，在混凝土灌注过程中，如果间隔过长导致混凝土发生初凝，继续浇筑后桩体在初凝部位结合不紧密，发生断桩[8]。控制策略：在桩基础发生断桩后，可以采取以下方法进行解决。如果断桩部位发生在施工过程中，灌注深度较小，可以将钢筋笼提出，使用冲击钻重新进行钻孔，达到设计深度后，安装钢筋笼，重新开始桩基浇筑施工。如果断桩部位在混凝土施工完成后，部位接近地表，那么可以在桩基达到一定强度后，从顶部开挖，挖至断桩部位，将上部凿除，按照地表混凝土柱施工方法，进行接桩。接桩必须做好结合面的处理工作，同时混凝土设计强度要高于原本桩基使用混凝土强度。如果断桩部位发生在中部，处理困难，可以同设计单位协商，进行桩位变更，重新施工新桩。如果无法变更，可以在该故障桩两侧补桩，提供足够的承载能力。

4  结束语

综上所述，在桥梁桩基础施工中，由于过程管理和控制不到位，施工受到不同因素的干扰，会发生不同类型的病害。这些病害可能发生在桩基施工的各个阶段。为了保障桩基施工的质量，在发生病害时，需要对病害的原因进行分析，根据分析结果选择最佳处理方案，进行病害的消除或者减缓，提高桩基施工作业的质量，为我国桥梁工程技术的发展进步提供助力。

参考文献：

[1] 肖江华.浅谈桥梁桩基础施工的质量通病及控制策略[J].建筑与装饰，2018（17）：123～124.

[2] 王冬，刘仲斌.刍议道路桥梁设计和施工中出现的裂缝原因及措施[J].房地产导刊，2018（14）：96.

[3] 汪洋，刘扬，何婷婷.桥梁桩基础施工的质量通病及控制策略分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018（30）：137.

[4] 李春晖.刍议道路桥梁工程存在的质量问题及管理措施[J].区域治理，2018（51）：238.

[5] 徐娇.市政桥梁工程质量控制分析[J].建筑工程技术与设计，2018（13）：3046.

[6] 刘胜德.浅谈水泥土搅拌桩地基工程质量通病及预防措施[J].河南建材，2018（5）：3～4.

[7] 方珂立.谈杂填土地基中的钻孔灌注桩施工应用[J].建筑·建材·装饰，2018（13）：129.

[8] 唐咸國.浅析软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治[J].建筑与装饰，2018（20）：123.