桥梁桩基础施工的质量通病及控制策略 汪彬

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:汪彬
[导读] 摘要:现阶段,我国的桥梁工程建设越来越多,桥梁工程是交通运输系统中一种非常重要的基础设施,能够很好地应对复杂地质条件的影响,保证道路交通的畅通。
        中铁七局集团武汉工程有限公司  湖北武汉  431400
        摘要:现阶段,我国的桥梁工程建设越来越多,桥梁工程是交通运输系统中一种非常重要的基础设施,能够很好地应对复杂地质条件的影响,保证道路交通的畅通。在桥梁工程施工建设中,很多时候都会用到桩基础,这种基础形式可以提升桥梁整体的稳定性和结构的可靠性,避免桥梁在使用过程中出现基础过度沉降引发结构破坏甚至整体倒塌的问题。桩基础的施工质量直接影响着桥梁的稳定性和结构安全,甚至关系着其服务性能和使用寿命,做好桥梁桩基础施工质量控制,是桥梁工程施工管理中一个非常重要的工作。本文就桥梁桩基础施工中存在的质量通病和控制策略进行了分析,希望能够为类似工程的施工建设提供参考。
        关键词:桥梁;桩基础;质量通病;控制策略
        引言
        在道路桥梁建设工程中,桩基础是一项重要施工组成部分,不仅可以起到支撑作用,还可以固定桥梁上部的重要连接件,为安全施工提供了可靠保障。在施工过程中,应用旋挖钻技术不仅能提高施工效率,还能最大程度地减少风险,保证施工质量。
        1桥梁桩基础加固的必要性
        钢筋混凝土是桥梁桩基础的重要结构形式,其在材料质量、水体侵蚀等因素的影响下易出现病害,不利于桥梁桩基础的正常使用,甚至威胁到全桥的安全性。桥梁桩基础的病害类型丰富,常见有以下2种。(1)因混凝土碳化而开裂。混凝土属于碱性材料,因此施工后将在表面形成碱性保护膜,该膜结构附着在混凝土上,形成防护屏障,具有抵抗酸腐蚀的能力。若混凝土出现碳化现象,其碱性将明显偏弱,保护膜完整性不足,给酸性介质的侵蚀提供了“途径”,随时间的延长而出现开裂等病害,加之行车荷载的作用,对桩基础的影响逐步加大,导致桩基础的失稳概率明显增加。(2)因渗水而受损。若存在混凝土渗水的情况,将在低温环境下结冰膨胀,改变混凝土的正常状态,混凝土结构受损,强度较正常状态明显偏低,影响到桩基础的正常使用。
        2质量通病
        2.1缩颈问题
        缩颈指桩体某部分的桩径异常缩小,导致截面尺寸无法满足设计要求的情况,也是桥梁桩基础施工中一种常见的质量通病。结合实际情况分析,缩颈问题产生的原因主要有两点:一是地质原因。如果施工现场地基土层分布不均匀,则某个断面比较松软,则在完成成孔操作中,伴随着放置时间的延长,泥浆比重会逐渐减小,继而引发缩颈问题;二是管理原因。在成孔后,如果缺乏有效的管理和保护,将施工材料或者施工设备堆放在孔口位置,则孔口可能因为承重过大而出现变形问题,或者泥土、杂物等进入桩孔内,导致缩颈现象。
        2.2孔斜问题
        道路桥梁是我国基础性建设,是一项复杂又系统的工程,不仅需要投入大量资金,还需要消耗大量的人力与物力,在桩基础施工建设中,斜孔问题在某种程度上来说是不可避免的,造成斜孔问题的主要原因就是其软硬层交界处负荷力存在较大差异,也就是说在施工过程中,由于二者承受负荷的能力不协调,再加上钻头受力压力不断增加,在这种极度不平衡的情况下很容易发生斜孔问题。其次,在钻孔作业中,没有形成科学准确的参考数据,没有形成科学合理的施工方案的前提下,施工人员就进行施工作业,对施工区域的岩石层不了解,如果土层石头不小心进入到孔口内,容易造成钻杆受力不均衡,从而导致斜孔问题。
        2.3桩基检测规范性问题
        桩基检测的规范性问题主要是指桩基检测流程规范性和桩基规范的编制两个部分。就桩基检测流程而言,目前面临的问题是检测人员并不严格按照桩基检测的规范来执行。对桩基检测规范的编制而言,现有的规范并不能很好的满足桩基检测的要求,随着桩基检测行业中新技术的不断涌现,而规范的编制工作相对滞后,这在很大程度上限制桩基监测行业新技术的应用。


        2.4塌孔问题
        在成孔环节,如果井筒护筒内的水或者泥浆位突然升高,溢出护筒,然后迅速下降,伴随着气泡的冒出和出渣量的增加,但是进尺不明显,钻机负荷增大,则怀疑出现塌孔问题。导致塌孔问题的原因有很多,一是护筒设计不满足设计要求。桩基施工中,需要提前对护筒进行埋设,埋设深度必须能够达到设计标准,但是在实际施工中,经常会因为地址条件的影响,无法将护筒埋设到预定深度,这样很容易因为钻头受力结构失衡而引发塌孔问题;二是在钻进过程中,需要设置相应的泥浆护壁,而如果泥浆的成分不合理,粘稠度小,则可能导致地下水进入到桩孔内,弱化泥浆对于孔壁的保护作用,引发塌孔问题;三是施工操作不当,在进行钢筋笼下放或者钻头提起操作时,与孔壁发生了碰撞,同样会造成孔壁的坍塌;四是在砂质土层中,如果钻进速度过快,会增大孔壁坍塌的概率。
        3控制策略
        3.1缩颈问题的控制
        缩颈问题的产生与施工操作的规范性密切相关,从防范和控制缩颈问题的角度,施工单位在对桥梁桩基础进行施工建设的过程中,应该对孔口附近的杂物进行清理,成孔后更是应该做好相应的保护工作,设置安全警示标语,避免将施工材料和施工设备堆放在孔口位置,以尽可能减少桩孔承受的压力。同时,施工单位还应该结合工程项目的具体要求,选择好正孔器的规格,在该工程中,使用的正孔器是利用半径5mm的圆形钢板制作而成,借助钻头和钻杆的约束作用,可以形成相应的保护架,适当增加钻头重量,减少其他因素的影响,以此来实现对于缩颈问题的防范和控制。对于已经发生的缩颈问题,可以使用冲击钻来对颈部收缩部分进行冲击,依照设计施工要求来对桩体进行重新填充。
        3.2斜孔问题的控制
        钻孔的偏斜要做好准备工作,首先检查钻机的使用环境以及机械设备的状态,查看其是否处于平稳状态,防止发生位移或者倾斜,禁止一切不符合桥梁建设要求的材料与设备进入施工场地。一旦在使用的过程中发生操作失误或者是需要维修等方面的问题,必须及时、有效的解决,尽量减少因维修等问题造成施工拖延,减少经济损失。在注入泥浆之后立即注入混凝土,如果孔壁坍塌,需要重新钻孔。
        3.3加强检测单位的管理体制
        管理制度的科学性直接影响着检测公司的检测水平,只有制度上得到改进,才能科学的指导实际的桩基检测工作。加强检测单位的管理体制主要从以下几个方面来加强:(1)强化桩基检测责任制。(2)加强检测体系的校审制度。(3)建立严格的桩基检测档案归档制度。(4)加强新技术的应用分享和交流。(5)为检测人员建立技术发展通道。(6)加强检测单位之间的交流合作。
        3.4塌孔问题的控制
        塌孔是非常严重的事件,如果发生这种情况,需要根据塌孔的情况进行处理,如果是轻微的塌孔,那么可以在塌孔的位置采取回填粘性土的措施,回填完毕后再进行钻孔;如果塌孔严重,那么需要全部回填至孔口,静置一个月,待其自然沉降,然后在重新进行钻孔作业。
        结语
        总而言之,在桥梁桩基础施工中,存在一些质量通病,需要施工人员和管理人员重视起来,采取有效措施来对质量通病进行分析和控制,尽可能减少质量问题的发展,消除质量隐患,切实保障工程的施工质量和使用安全。
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