葉建飛
橋梁樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量通病及控制策略
葉建飛
(福建磊鑫(集團)有限公司,福建 泉州 362000)
橋梁工程是交通運輸系統(tǒng)中一種非常重要的基礎(chǔ)設施,能夠很好地應對復雜地質(zhì)條件的影響,保證道路交通的暢通。在橋梁工程施工建設中,很多時候都會用到樁基礎(chǔ),這種基礎(chǔ)形式可以提升橋梁整體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的可靠性,避免橋梁在使用過程中出現(xiàn)基礎(chǔ)過度沉降引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞甚至整體倒塌的問題。樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量直接影響著橋梁的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全,甚至關(guān)系著其服務性能和使用壽命,做好橋梁樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量控制,是橋梁工程施工管理中一個非常重要的工作。本文結(jié)合具體工程實例,就橋梁樁基礎(chǔ)施工中存在的質(zhì)量通病和控制策略進行了分析,希望能夠為類似工程的施工建設提供參考。
橋梁;樁基礎(chǔ);質(zhì)量通??;控制策略
新的發(fā)展環(huán)境下,我國的交通運輸事業(yè)發(fā)展迅速,橋梁工程的數(shù)量也在快速增長,結(jié)構(gòu)類型和施工技術(shù)得到了不斷豐富和完善。就目前來看,橋梁工程多數(shù)采用的依然是樁基礎(chǔ)形式,因為設計、施工、管理和材料等方面的原因,經(jīng)常會出現(xiàn)一些質(zhì)量通病,影響了橋梁工程的施工質(zhì)量和運行安全。對此,施工企業(yè)必須做好橋梁樁基礎(chǔ)質(zhì)量通病的分析和控制,以保證橋梁工程整體施工的效果。
江濱南路位于晉江市池店鎮(zhèn)和陳埭鎮(zhèn)北側(cè),道路北起順濟橋旱閘,路線向南延伸,下穿泉州大橋、田安大橋互通,于和平路折向東延伸,下穿刺桐大橋、沉洲特大橋,終點止于晉江大橋互通右轉(zhuǎn)匝道處,路線全長約6.44km,道路紅線寬度50m。本項目共分二期實施,①一期工程:順濟橋旱閘(K0+140)~陳泉路(K4+560)段;②二期工程:陳泉路(K4+560)~晉江大橋(K6+444)段;
本次實施范圍為一期工程,主要施工內(nèi)容:拆除工程、路基工程、路基防護工程、路面工程、交通信號預埋管、交通標志標線工程、電氣工程、雨水工程、污水工程、華洲水閘拓寬橋工程、溪頭水閘拓寬橋工程、1號水閘小橋工程。
圖1 橋型布置圖
圖2 橋型布置圖
圖3 橋型布置圖
在對橋梁樁基礎(chǔ)進行施工的過程中,存在一些常見的質(zhì)量問題,如果不能對其進行有效的防范和處理,則橋梁施工的質(zhì)量將無法得到保障。
縮頸指樁體某部分的樁徑異??s小,導致截面尺寸無法滿足設計要求的情況,也是橋梁樁基礎(chǔ)施工中一種常見的質(zhì)量通病。結(jié)合實際情況分析,縮頸問題產(chǎn)生的原因主要有兩點:一是地質(zhì)原因。如果施工現(xiàn)場地基土層分布不均勻,則某個斷面比較松軟[1],則在完成成孔操作中,伴隨著放置時間的延長,泥漿比重會逐漸減小,繼而引發(fā)縮頸問題;二是管理原因。在成孔后,如果缺乏有效的管理和保護,將施工材料或者施工設備堆放在孔口位置,則孔口可能因為承重過大而出現(xiàn)變形問題,或者泥土、雜物等進入樁孔內(nèi),導致縮頸現(xiàn)象。
在成孔環(huán)節(jié),如果井筒護筒內(nèi)的水或者泥漿位突然升高,溢出護筒,然后迅速下降,伴隨著氣泡的冒出和出渣量的增加,但是進尺不明顯,鉆機負荷增大,則懷疑出現(xiàn)塌孔問題。導致塌孔問題的原因有很多,一是護筒設計不滿足設計要求。樁基施工中,需要提前對護筒進行埋設,埋設深度必須能夠達到設計標準,但是在實際施工中,經(jīng)常會因為地址條件的影響,無法將護筒埋設到預定深度,這樣很容易因為鉆頭受力結(jié)構(gòu)失衡而引發(fā)塌孔問題;二是在鉆進過程中,需要設置相應的泥漿護壁,而如果泥漿的成分不合理,粘稠度小,則可能導致地下水進入到樁孔內(nèi),弱化泥漿對于孔壁的保護作用,引發(fā)塌孔問題;三是施工操作不當,在進行鋼筋籠下放或者鉆頭提起操作時,與孔壁發(fā)生了碰撞,同樣會造成孔壁的坍塌;四是在砂質(zhì)土層中,如果鉆進速度過快,會增大孔壁坍塌的概率[2]。
孔斜指在鉆孔過程中,已經(jīng)鉆成的孔段偏離了設計軸線,包括了傾角偏移、方位角偏移等,會給施工作業(yè)的正常進行造成影響,嚴重時甚至可能引發(fā)相應的安全事故。引發(fā)孔斜的原因大大致體現(xiàn)在三個方面:一是地質(zhì)因素,在橋梁工程施工現(xiàn)場,地質(zhì)條件復雜,軟硬土層交互位置經(jīng)常會引發(fā)鉆頭受力情況變化的問題,如果不能做好有效預防,就會導致孔斜問題;二是鉆孔環(huán)節(jié),土層的擾動導致石塊進入到了孔內(nèi),同樣會因為不均勻受力而引發(fā)孔斜;三是在施工前沒有對鉆機設備進行全面檢查維護,鉆桿磨損嚴重,鉆進過程中的不均勻受力引發(fā)的鉆機傾斜的問題,鉆孔的垂直度自然也就無法保證。
無論是卡管還是埋管,都會對混凝土施工的質(zhì)量產(chǎn)生負面影響,導致橋梁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)不穩(wěn),或者外觀質(zhì)量差??ü芘c埋管問題產(chǎn)生的主要原因,是施工技術(shù)人員沒有對混凝土配比進行合理設計,從而使得混凝土澆筑過程中存在坍落度不達標的現(xiàn)象,出現(xiàn)了混凝土離析的情況,粗細集料的分離引發(fā)了卡管和埋管。另外,如果在施工過程中,沒有做好導管接頭的密封處理,導致雜物進入到了導管內(nèi),同樣會影響混凝土的正常澆筑,帶來卡管埋管的現(xiàn)象[3]。
鋼筋籠偏位簡單來講就是鋼筋籠偏離了預定位置,會樁體混凝土澆筑造成阻礙,影響施工質(zhì)量。在橋梁樁基礎(chǔ)施工中,鋼筋籠偏位問題產(chǎn)生的原因有三點:一是在對鋼筋籠進行吊裝的過程中,沒有能夠采取相應的保護措施,使得鋼筋籠出現(xiàn)了變形的情況,在進入到樁孔后,會因為結(jié)構(gòu)或者形狀的偏差而導致鋼筋籠偏位;二是鋼筋籠下放速度的影響,如果在對鋼筋籠進行下放的過程中,如果速度過快,保護層可能與孔壁發(fā)生摩擦,引發(fā)變形或者損壞問題;三是在對鋼筋籠底部混凝土進行澆筑時,澆筑速度過快,對于鋼筋籠底部產(chǎn)生了較大的沖擊,使得鋼筋籠偏離了原來的位置。
縮頸問題的產(chǎn)生與施工操作的規(guī)范性密切相關(guān),從防范和控制縮頸問題的角度,施工單位在對橋梁樁基礎(chǔ)進行施工建設的過程中,應該對孔口附近的雜物進行清理,成孔后更是應該做好相應的保護工作,設置安全警示標語,避免將施工材料和施工設備堆放在孔口位置,以盡可能減少樁孔承受的壓力[4]。同時,施工單位還應該結(jié)合工程項目的具體要求,選擇好正孔器的規(guī)格,在該工程中,使用的正孔器是利用半徑5mm的圓形鋼板制作而成,借助鉆頭和鉆桿的約束作用,可以形成相應的保護架,適當增加鉆頭重量,減少其他因素的影響 ,以此來實現(xiàn)對于縮頸問題的防范和控制。對于已經(jīng)發(fā)生的縮頸問題,可以使用沖擊鉆來對頸部收縮部分進行沖擊,依照設計施工要求來對樁體進行重新填充。
橋梁樁基礎(chǔ)施工中,塌孔問題的控制需要結(jié)合實際情況,對不同程度的塌孔采取不同的控制手段。具體來講,一是應該結(jié)合塌孔深度,對護筒進行重新埋設,確保護筒周邊的土層能得到有效夯實;二是借助鉆機來檢查保護壁,要求保護壁的厚度和承重能力可以達到相關(guān)施工標準的要求。若塌孔程度輕微,可以使用粘土進行填充至塌孔位置,然后重新鉆進,若塌孔程度嚴重,需要檢查填充混合物的沉積情況,在保證沉積密實的情況下,才能繼續(xù)施工。
對于孔斜問題的控制,一是應該將鉆機設置在平坦穩(wěn)固的基礎(chǔ)上進行作業(yè),將卡孔和護筒控制在同一條直線上,減少操作失誤;二是可以在鉆機底部設置方木,減少鉆機振動,確保其在作業(yè)過程中能夠始終保持穩(wěn)定;三是在施工前,需要深入了解施工區(qū)域的地層結(jié)構(gòu)特征,避免盲目鉆進,因為在鉆機受力不均勻的情況下,會出現(xiàn)大幅度的搖擺現(xiàn)象,引發(fā)相應的孔斜問題[5]。
一是應該做好混凝土原材料的檢查工作,控制好粗細集料的質(zhì)量,明確混凝土的配合比和流動性,要求其全部都能夠滿足工程設計施工要求;二是在卡管較短的情況下,可以通過上下抖動導管的方式,使得混凝土脫落,或者也可以利用鋼筋進行疏通;三是混凝土澆筑環(huán)節(jié),需要關(guān)注導管埋設的深度,將其控制在2-6m之間,避免埋管過深引發(fā)卡管或者埋管過淺引發(fā)斷樁問題;四是在對于斷樁問題,可以利用注漿法解決,灌注的混凝土漿液強度必須超過10MPa,注漿過程中盡量避免混凝土離析和滑落的問題。
鋼筋籠結(jié)構(gòu)安全與橋梁樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性關(guān)系密切,借助規(guī)范化施工和有效的施工管理來避免鋼筋籠偏位的問題,一是應該做好孔壁質(zhì)量控制,保證鉆孔深度達標;二是護筒安裝的位置和深度應該滿足設計要求,確保牢固性和穩(wěn)定性;三是鋼筋籠安裝完成后,必須對中心位置進行檢查,鋼筋籠固定時需牢固的與鉆機底部焊接在一起[6-10]。
總而言之,在橋梁樁基礎(chǔ)施工中,存在一些質(zhì)量通病,需要施工人員和管理人員重視起來,采取有效措施來對質(zhì)量通病進行分析和控制,盡可能減少質(zhì)量問題的發(fā)展,消除質(zhì)量隱患,切實保障工程的施工質(zhì)量和使用安全。
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葉建飛(1976.9- ),男,漢,籍貫:福建浦城,職稱:工程師,學歷:本科,單位:福建磊鑫(集團)有限公司,研究方向:路橋施工管理。
S210
A
1007-6344(2021)04-0282-02