探究公路桩基施工及质量控制
2017-07-31
1、施工前的准备
1.1 施工前必备详实的相关工程资料
①地质资料――桥梁所在区域的地质报告，桥梁周边的水位情况等等；
②桩基施工图和图纸会审纪要；
③桥梁建设影响区域的地下设施资料，包括光钎、电缆、管道、军用设施、文物建筑等等；
④施工机械设备、配套设备、基本建筑材料的质检报告、性能评估等证明资料；
⑤桩基施工流程和施工详实方案，以及各种应对方案；
1.2 工程实施前的质量管理方法
①在作业平面图上必须将桩位、水电线路、施工顺序、编号以及临时设备的位置做详实的标记；
②依据已有作业平面图制订施工以及与作业计划相对应的劳动力组织方案；
③制订供应计划，包括工程机械、建筑材料、人员配备等等。
④制定季节性特定施工的技术方案，如暴雨、高温、冻雨等恶劣天气下的施工方案。
1.3 安全保障措施
人工挖孔灌注桩应采取的基本安全举措：
①孔口周围一米范围内挖掘而出的土石要搬运处理，严禁乱堆乱放，工程车辆的通行不能造成对井壁的影响。
②施工场地内所有的电源线路由持证电工规范操作，有专业人员监管；施工电器要做好防雷、防水、防漏电措施，按要求接地、接零，杜绝一闸多用等违规操作，照明设备要以安全为准则，不得使用不合格产品，要采用标准安全矿灯或12V以下的安全灯。
2、桩基施工
在施工过程中，首先，应遵守施工程序，掌握施工工程的质量标准。其次，要做好工艺总结，优化施工方案。再次，还要建立施工工程的管理体系，落实质量责任，在准确掌握施工过程中的常见质量问题以及防治措施的基础上，切实抓好桥梁桩基的施工质量管理，从而促进工程质量。最后，做好资料收集，对实际环境表现建立测量和检测的系统，还应对测量的结果做出分析，对于需要纠正和改进的地方及时采取措施，为确保质量、安全提供良好的条件。
2.1钻进参数选择与孔径控制
开孔时采用主动钻杆自由对中转盘中心的办法，来调平钻机底座。开钻时应轻压慢转，及时加入重块降低钻具重心，防止倾斜。正常钻进时，还应根据孔径、土层变化、孔深等因素，合理地选择钻进的参数。
孔径的大小与钻头的直径有着直接的关系，选用钻头的直径最好比设计桩径小20mm，为减少因钻头晃动而产生超径，应使用同心度好的钻头。
1）在钻进时，应保持孔内有足够的合理的泥浆技术指标和水头高度，以平衡土层压力，防止缩孔及塌孔。
2）在施工时，应经常测定泥浆比重，定期测定粘度、含砂量和胶体率，及时调整泥浆的技术指标，必要时还要使用泥浆添加剂。
3）在终孔时，应测量孔径，采用探笼器检测孔径，利用钻孔的钢丝绳把探笼器放入孔内。如果上下顺畅即符合技术要求，否则要进行扫孔。
2.2孔底沉渣控制及终孔鉴定
孔底沉渣会直接影响着嵌岩桩端承作用的发挥，必须进行严格控制。
1）下钢筋笼、导管后，在灌注混凝土之前，要进行二次清孔，同时还应调制优质泥浆，使其能降低颗粒下沉的速度。
2）根据钻机类型采用适宜的清孔工艺，沉渣测定符合要求后，立即灌注混凝土，保证二次清孔后至第一盘混凝土剪球时间不超过30 min，防止土渣回落。
3）尽量加大混凝土初灌量，利用初灌量的冲力，冲开残余孔底的少量沉渣。
在终孔鉴定中，渣样是判断的首要依据。
1）对于嵌入中风化岩层的基桩，根据捞取的渣样进行岩面的判别，确定嵌岩的深度，终孔时测量孔深，并二次判别渣样是否达到要求。
2）对于持力层落在强风化岩层上的基桩，根据渣样判别进入岩层，要注意强风化岩与残积土之间的区别，一般强风化岩渣样含有小块状次生矿物，用手即可扳断，而残积土渣样除了石英外，基本不含坚硬块体。
3）施工过程中钻进的速度与阻力对于判断岩土层的穿越，定性较可靠，对泥浆循环的观察也是重要的辅助手段。
2.3水下混凝土灌注控制
水下混凝土灌注是成桩的最后一道工序，也是保证桩身质量最关键的工序。本文以导管法灌注水下混凝土技术进行灌注为例进行说明。
1）第一盘混凝土的灌注采用剪球工艺，根据不同桩径计算混凝土的初灌量，保证第一盘混凝土灌入时能将导管埋入1 m以上的深度。
2）在灌注混凝土时，随着灌注高度的不断上升，要及时提升导管，提升时要保证导管底端埋入管外混凝土以下的深度不少于2m，但也不宜大于8 m，一般要求导管埋置深度为2-6m，严禁将导管底端提出混凝土面，避免造成断桩或者局部离析。
3）在混凝土灌注时，应随时上下抽动导管，以确保混凝土的密实性。还应经常测量导管内外混凝土面高度，以控制导管在混凝土中的埋深，从而避免出现质量事故。
3、混凝土灌注桩质量控制方法探讨
3.1 人工挖孔桩强风化岩承载力的控制方法
如果端承桩荷载要求较小（小于1000kPa）， 而且地层是由强风化逐渐变到中、微风化，这时在桩底就可能遇到残积强风化物夹硬碎石层，这种情况桩底的承载力就视风化物的结构紧密、软硬情况、硬碎块的大小及含量而来判断地基承载力，由于工程勘察的局限性，这一层的承载力在报告中往往误差很大，而且该类岩层标准取值的误差太大，再加上缺乏必要的荷载试验作对比，作为质监部门，有条件的话要尽量做荷载试验作对比。对于人工挖孔桩，要下孔全面了解桩底岩石情况，参照有关经验知识来鉴定。
3.2 中微风化岩承载力控制方法
影响桩底承载力的因素有：结构情况、桩底嵌入岩石深度、岩石单轴抗压强度。
一般承载力的判定方法是依据岩样的单轴抗压强度乘以回归系数，换算成岩石单轴饱和抗压强度标准值。
f=yfrk
式中：f──岩石地基承载力的设计值（kPa）；
y──折减系数；
frk──岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa）。
上述的式子是规范中判定地基承载力的公式，该公式只反映所取岩样水化能力与单轴饱和抗压强度，在单轴抗压强度相同的情况下，由于岩石围岩压力阻碍了桩底岩石的破坏，因此桩嵌入岩石的长度越长，桩底地基承载力越高；在岩石段，对于人工挖孔桩，桩周摩擦阻力非常大，使得岩石对桩的承载力大增强；当然构造上的问题影响更大。
人工挖孔桩在桩基基底验收时，桩承载力的控制： 应检查岩石的构造情况。如果岩石裂隙发育较少，岩石完整性好，桩承载力可以取高值；反之取低值。同时还应检查岩层下面有没有夹层，如发现岩石下有软夹层，施工时应挖除软夹层。
3.3 桩身混凝土质量控制方法
比较准确判断桩身混凝土质量的是静载与抽芯，但是由于静载、抽芯为损伤性检验，且费用高、时间长，所以常常采用超声波法和低应变法判定桩身混凝土的质量。
判断混凝土质量，主要依据：掌握施工过程情况与施工记录。
1）判断施工工艺是否适合于施工的实际情况，如：挖孔桩水位高、水量大、有没有采用水下混凝土配合比与水下导管法灌注；检查一下灌注完桩钢筋笼的位置情况，可推定保护层厚度。
2）要认真做好成孔记录与灌注记录，记录灌注过程中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等，并进行推断。比如：在施工过程中曾发生过堵管事故，拨管后进行二次灌注，就会存在断桩或夹泥层。但缺陷的严重程度还要分析其事故具体处理措施而得知。
4、结束语
总之，质量控制中桩混凝土质量的判断，要掌握现场施工实际情况与工艺情况、准确的现场施工记录，方可比较准确判定混凝土质量。
