公路桥梁灌注桩基础和墩柱施工常见质量问题及控制措施_郝成凯.pdf

Construction Technology工程施工技术1引言桩基础是由若干根桩和桩顶承台组成的一种常用深基础，能够跨越不良地质条件，在地质条件更好的土层中获得有效支撑。而墩柱是桥梁的主要下部结构，与基础共同为上部结构提供承载力。公路桥梁工程建设对地基的要求比较高，当采用常规加固处理措施难以达到要求时，通常会采用桩基础的形式，但由于工艺环节较多、组织管理困难，很容易出现质量隐患，同时，墩柱施工也存在许多质量通病，同样需要采取行之有效的控制措施。2公路桥梁灌注桩基础施工常见质量问题及控制措施2.1灌注桩基础施工常见质量问题2.1.1成孔质量问题灌注桩的成孔质量直接决定着最终的施工质量，根据成孔工艺的不同，混凝土灌注桩施工方法也不同，需要根据现场条件、施工技术、组织管理等制订行之有效的施工方案。塌孔在灌注桩施工中比较常见，如钻孔作业不规范、护筒埋设不合理、护壁泥浆稠度不达标、遇到不良地质条件，都会导致塌孔问题。另外，缩孔和孔斜也是成孔过程中常见的质量问题，如遇到不良地质条件、孔口处压力较大、钻机操作不合理就会出现这些问题，需要根据具体原因采取针对性的解决措施。【作者简介】郝成凯（1977），男，山东潍坊人，工程师，从事高速公路与市政道路桥梁工程的监理及项目管理研究。公路桥梁灌注桩基础和墩柱施工常见质量问题及控制措施Common Quality Problems and Control Measures in the Constructionof Pile Foundation and Pier of Highway Bridge郝成凯（北京康顺通工程项目管理有限公司，北京 101101）HAO Cheng-kai(BeijingKangshuntongEngineeringProjectManagementCo.Ltd.,Beijing101101,China)【摘要】公路桥梁桩基和墩柱施工需要面对复杂的地质、地形条件，如果质量控制不到位，不但难以实现预期的设计效果，而且还会为后续施工和交通运行埋下诸多隐患，甚至会造成重大生命财产损失。论文针对公路桥梁灌注桩基础和墩柱施工常见质量问题及控制措施进行研究，针对不同的质量问题进行原因分析，并提出针对性的解决措施，以实现精细化质量管理目标，保证最终施工效果，维护道路桥梁的正常运行和整体安全。【A b s t r a c t】Theconstructionofpilefoundationandpierofhighwaybridgeneedstofacecomplexgeologicalandtopographicconditions.Ifthequalitycontrolisnotinplace,itisnotonlydifficulttoachievetheexpecteddesigneffect,butalsoburymanyhiddendangersforthesubsequentconstruction and traffic operation,and even caused significant loss of life and property.This paper studies the common quality problems andcontrol measures of highway bridge cast-in-place pile foundation and pier column construction,analyzes the reasons for different qualityproblems,and puts forward specific solutions,so as to achieve the fine quality management objectives,ensure the final construction effect,maintainthenormaloperationofroadandbridgeandtheoverallsafety.【关键词】公路桥梁；灌注桩基础；桥梁墩柱；质量问题；控制措施【K e y w o r d s】highwaybridges;cast-in-placepilefoundation;bridgepiercolumn;qualityproblems;controlmeasures【中图分类号】U445.55+1；U443.22【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）06-0169-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.06.255169Construction&DesignForProject工程建设与设计2.1.2成桩质量问题在钢筋混凝土施工过程中，经常会出现钢筋笼偏位、浇筑过程卡管、浇筑效果不佳等问题，对于钢筋笼偏位的情况，钢筋笼整体刚度不合格、垂直吊装不规范、灌注施工不合理都是主要原因，碰撞、压力等作用都会导致偏位变形。如果混凝土配比有问题、搅拌不均匀、凝固过早，会出现导管堵塞，使混凝土难以顺利下落。另外，孔道清理、外加剂使用、施工时间的把控都会影响最终的混凝土浇筑效果1。2.2灌注桩基础施工质量控制措施2.2.1保证成孔质量不同地质条件、不同桩基大小需要采用不同的成孔工艺，施工时应避免因技术方法使用不当导致成孔质量问题。泥浆护壁成孔灌注桩主要利用了泥浆的支护作用，如果孔深不超过40m，可以采用钻孔扩底灌注桩；如桩径1.5 m、孔深不超过50 m，可以采用正循环钻孔灌注桩；如1.5 m桩径2 m、50 m孔深60 m，一般选用反循环钻孔灌注桩施工方法。厚沙层软塑-流塑状态的淤泥及淤泥质土，应慎重采用冲击成孔灌注桩。套管成孔灌注桩也是目前采用相对广泛的一种灌注桩形式，又可以分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩等，振动沉管灌注桩中的单打法施工速度快，混凝土用量小，桩的承载力较低，复打法能够使桩径增大，从而提高桩的承载能力，反插法与复打法相似，都能增加桩的截面积和承载力，适用于较差的软土地基。另外，爆扩成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩、人工挖孔灌注桩也是比较常见的灌注桩施工方法，需要根据其特点和适用性合理运用。2.2.2成桩质量控制在保证成孔质量的基础上，需做好清孔作业，选择合适的清孔工艺，孔底沉渣厚度应满足相关规范的要求，一般采用两次清孔的方式。在清孔过程中，还要做好泥浆指标检测，保证泥浆始终具有良好的支护效果。严格控制钢筋笼的制作质量，尺寸、规格、间距等方面的允许偏差必须满足设计要求，在钢筋笼外侧应设置控制保护层厚度的垫块，既能保证保护层厚度，又能够减少对孔壁的扰动，制作完成后，着重复核钢筋笼的整体刚度、垂直度、钢筋间距、直径大小等内容。为防止在运输和吊装过程中钢筋笼出现变形问题，要严格控制下降速度和垂直度，减少摩擦力和浮力，达到设计位置后，做好固定措施，尽可能减少后续施工产生的影响。合理控制混凝土灌注速度，速度过慢或过快都会导致钢筋笼上浮，按照设计配合比进行施工，保证搅拌均匀充分，尽可能减少混凝土运输和等待时间，避免影响凝结效果。在正式浇筑前，导管底部应距离孔底3050 cm，随着浇筑的不断进行，导管埋入混凝土的深度需要始终控制在26 m，并且注意把握施工时间，浇筑时间不能超过首批混凝土的初凝时间。为了避免出现浮浆和夹泥问题，通常桩基的浇筑高度要超过设计标高的0.51 m，然后凿除高出部分，保证最终的成桩质量能够满足要求。3公路桥梁墩柱施工常见质量问题及控制措施在保证施工质量的基础上，做好墩柱结构设计，选择合适的结构形式，常见的桥墩有实体桥墩、空心桥墩、柱式桥墩、柔性墩、框架墩，每种形式都有一定的优缺点，需要根据实际情况合理选择。在施工过程中，经常会出现一些质量通病，需要做好应对准备，从事前、事中、事后全过程出发，实现全面的质量控制。3.1混凝土结构模板拼缝3.1.1问题分析桥梁墩柱模板形式通常是根据墩柱高度确定的，这样会有利于施工组织和质量管理。对于模板拼缝问题，主要是由于模板拼接处的平整度不一致导致的。由于拼缝处两侧按规范要求进行了打磨，而在其他部位的打磨程度不够，从而形成明显的拼缝痕迹。3.1.2控制措施1）要选择合适的模板形式，对于混凝土墩柱，如墩柱高度在30 m之内，那么应使用固定模板，如墩柱高度超过30 m，那么应使用滑动模板。2）严格控制模板加工制作质量，选择质量可靠、技术过硬的生产商，钢模板需要采用厚度不小于6 mm的复合钢面板，做好出厂检验，满足规范要求后才能运输。采用单节长度超过6 m的整体节模板，尽可能减少现场拼接工作，若确需拼接，应保证面板拼接严丝合缝，平整度控制在1 mm之内，同样也要经过严格的出厂质量检验进行确认。3.2墩柱底部“烂根”问题3.2.1问题分析一些桥梁墩柱底部容易出现烂根现象，一方面是因为模板根部密封不到位导致漏浆，另一方面是因为混凝土振捣不密实，在墩柱根部产生麻面、孔洞等，严重影响了外观和承载力。3.2.2控制措施模板工程施工时，应将底部清理干净，提前用水泥砂浆在模板外面封死，这样可以减少漏浆问题，也可以在模板下部用170Construction Technology工程施工技术憎水海绵条密封，立模到位后，使用泡沫胶或玻璃胶实施二次密封。振捣混凝土时，严格遵循分层、分段浇筑的施工原则，保证振捣密实。针对产生的质量缺陷，需要根据具体情况加强评估，选择合适的补救措施，如根部空缺较小、没有露出钢筋，可以将松散的混凝土剔除并冲洗干净，然后涂刷界面剂，使用微膨胀混凝土或高标号细石混凝土浇灌密实，如问题严重，则需要采取有效加固措施，或重新浇筑。3.3下部混凝土砂线问题3.3.1问题分析导致桥梁墩柱下部混凝土结构出现砂线问题的原因有很多，在原材料方面，由于各种材料配合比不当，会使混凝土的保水性或和易性较差，在浇筑混凝土时，由于出口速度比较大，会因碰撞产生离析现象。另外，在上部混凝土的压力作用下，墩柱下部混凝土会出现压力泌水的情况，这些都是下部混凝土结构出现砂线问题的主要原因。3.3.2控制措施严格控制原材料质量，粗骨料的最大粒径不能大于25mm，根据相关规范，确定最佳级配曲线，尽可能靠近中值，选择级配良好、质地坚硬的细骨料，宜选择细度模数2.6的中砂，同时含泥量控制在1.5%之内，水泥应优先选用矿山渣水泥和火山灰水泥，如采用普通水泥，则水泥强度等级不能过高。在外加剂的选择上，高效减水剂的掺量不能超过1.4%，保证混凝土具有良好的和易性、流动性、耐久性。在保证混凝土配合比设计科学的基础上，严格落实管理制度，不能随意调整各种材料掺配比例。混凝土浇筑时，严格控制倾落高度，如有必要，应使用溜管、串筒等辅助设施，缓解混凝土出泵压力，并及时清除混凝土表面泌水。3.4混凝土出现色差问题3.4.1问题分析对于色差问题，可能是由于脱模剂涂刷过多、颜色过深，在混凝土表面形成不均匀的砂浆聚集，或涂刷脱模剂后没有及时浇筑混凝土，导致表面被灰尘污染。混凝土浇筑时，不同批次的混凝土的坍落度差别较大也容易出现色差，另外，振捣强度大、时间长，形成过振，也是问题产生的重要影响因素2。3.4.2控制措施涂刷脱模剂时，选用颜色较浅的产品，并经比对试验后，保证脱模剂与混凝土材料相匹配，脱模剂的稠度可以根据环境温度适当调整，冬季可以适当稀释，夏季可以适当黏稠，擦拭模板内板面，保证脱模剂分布均匀。及时进行混凝土浇筑工作，同一结构混凝土的坍落度要相对稳定，必须控制在设计范围内，如存在超限情况，要及时处理，直至合格后才能使用。严格按照规范要求振捣施工，根据具体情况选择合适的振捣形式，确定振捣强度和时间，通常情况下，最大浇筑振捣层厚不大于50 cm，当混凝土液面不再下沉、没有气泡，表面泛浆、平坦后，方可停止振捣。混凝土墩柱拆模后，如因脱模剂涂刷过多导致色差问题，可以使用肥皂水或细砂纸进行擦拭，使其外观保持一致。3.5混凝土结构存在气泡3.5.1问题分析墩柱结构出现气泡问题主要包括以下两方面：（1）由于混凝土含气量大，需要较长的排泡时间，而