大桥桩基缺陷探析及加固处理

2010-08-15吴岩威陈基武

科技传播 2010年22期

吴岩威，陈基武

丹东诚达公路工程监理咨询有限公司，辽宁丹东 118002

0 引言

桥梁桩基的质量受到地理环境、机械设备、人为因素等的影响，在桥梁建造桩基的施工过程中，如果出现地质较差、温度变化不定，或设备不够精良等情况，则很难保证不会出现缺陷桩基。缺陷桩基有不同的类型，每种类型各有不同的原因造成，因此，根据桥梁桩基缺陷的不同程度，可采取合理的加固处理方法。

1 桥梁桩基缺陷类型及成因

桩基缺陷类型有两种划归方法，从桩基缺陷的不同部位来说，有桩基顶部缺陷、桩基中部缺陷、桩基底部缺陷；从桩基缺陷的性质来说，有断桩、缩颈、井壁坍落等。下面就以第一种划归方法为主；第二种划归方法为辅，来探析桥梁桩基缺陷的几种类型和成因。

1.1 大桥桩基顶部缺陷

大桥桩基顶部缺陷的出现主要是由于混凝土超灌不足或拆拔钢护筒时用力不均衡所致。桥梁的桩基有一部分是深入水底的，在用钢护筒灌注这一部分的混凝土时，难免夹带着沉淀的泥浆，这些泥浆经沉淀之后，会造成桩基顶部的混凝土下沉、真空，影响桥梁桩基质量；或者在施工过程中，混凝土灌注完毕，拆拔钢护筒时，用力不均衡，导致桩基顶部的混凝土搅动，同样影响桥梁桩基的质量；或者在凿除桩基顶部多出的混凝土时，用力的不均衡同样会扰动周围的混凝土，影响桩基顶部的质量；另外，在灌注混凝土过程中，已灌混凝土表面标高出现测定错误，数据显示灌满，但事实上并没有灌满，导致桩基顶部虚空；尤其是在钻孔灌注桩之后，探测仪器设备不精良，将泥浆中混合的坍土也误认为是混凝土表面，这些坍土并无实际承载能力，久而久之，混凝土下料，桩基顶部就出现了缺陷。所以，要跟个按照规定和程序来测量混凝土表面高度，并仔细校对，在拆拔钢护筒的时候不出现失误，则就会保证大桥桩基顶部的质量。

1.2 大桥桩基中部缺陷

大桥桩基中部缺陷的出现主要是由于地质条件的影响或拆拔钢护筒时用力不均造成的。由于地质的不稳定、移动或变迁，桩基内的混凝土会出现局部的塌孔，给桩基中部缺陷留下隐患；或者在拆拔钢护筒时，用力不均衡，搅动了混凝土的均衡性、密度不均，内外压强不均等，都会阻碍混凝土下料。桩基中部缺陷最容易引起断桩现象。在桩基灌注混凝土的过程中，导管的埋置深度的测量十分重要，埋深过大，或灌注时间过长，都会导致混凝土凝滞，流动性降低，从而增大了混凝土与管壁的摩擦力，如果导管质量落后抵御不了摩擦力，则在拆拔导管时会拉断连接螺栓，致使导管破裂，桩基中部留下缺陷；另一方面，卡管现象也会导致桩基中部缺陷。由于混凝土人工配料比较随意，如果员工责任心差，会很容易造成混凝土的配料比出现误差，混凝土稀少且干，坍落度大，混凝土里的粗糙配料导致导管阻塞，流动性差，致使混凝土很快凝结，在拆拔导管的时候拔不出，结果导管断裂，造成断桩。而且，施工单位没有经验，重视不够，混凝土中掺杂太多流砂、软塑质泥沙等，加之因导管漏水、机械停电等故障使施工不连续。这些因素都很容易导致桩基中部缺陷，出现断桩现象。所以，在桩基施工过程中，员工要有高度的责任心，严格依照规格来配置混凝土，保证混凝土的质量和延长混凝土的初凝时间。

1.3 大桥桩基底部缺陷

大桥桩基底部缺陷的出现主要是由于地质变动引起的。地质或多或少会发生细微的变动，尤其是在承受桩基底部的地质，由于其巨大的承载力，会使桩基底部的地质发生细微的高低变化，从而影响到桩基底部混凝土的密度和强度，影响桩基底部的质量。当桩基底部的地层有膨胀的软土、粘土、泥岩等，会出现缩孔现象。

2 梁桩基缺陷预防及处理

桥梁桩基出现的诸种缺陷，主要是由于地理环境的不稳定、机械设备的不精准、施工过程中人为的不负责任等造成的。桩基的缺陷很难避免，但是预防桥梁桩基缺陷却不是不可能的，首先在施工之前，就要对桩基所在地的地理位置进行勘测和检查，对地理的基本情况有所了解；在施工过程中，尽量使用设备精良的测量仪器，以保障测量数据的准确度；作为施工人员，要以人民的安全为保障，树立起职业道德和社会责任心，做到一丝不苟的工作，反对粗糙滥制。尽量做到在施工之前就消除桩基缺陷的隐患。预防只是第一步，如果出现桩基缺陷现象，一旦发现，则要进行及时、有效的补救。如何处理已经出现的桥梁桩基缺陷呢？

2.1 桩基顶部缺陷处理

如果桩基顶部出现缺陷，不能盲目的直接在顶部灌注混凝土来补救。而是首先要查明桩基顶部出现缺陷的原因，一般来说，桩基顶部缺陷，有可能是混凝土内部有泥浆、软质泥沙等存在，致使混凝土下料，所以，出现桩基顶部缺陷，要继续向下凿去桩头混凝土，一直到质量完好的混凝土表面。在向下凿去混凝土的过程中，处理人员要注意观察，看混凝土是否有异常，及时发现桩基缺陷原因，同时也要注意保护桩基钢筋，不能用力过猛而损坏了钢筋。当看到质量完好的混凝土表面时，说明下面的混凝土质量是有所保障的，然后与检测资料进行核对，采用与桩基原来同标号的混凝土进行接桩。

2.2 桩基中部缺陷处理

桩基中部缺陷不像桩基顶部缺陷那样比较好处理，一般情况下，桩基中部缺陷会出现断桩、井壁坍落等现象，其补救和处理要依据缺陷的程度来定，缺陷程度小的，可以采用注浆方法处理；缺陷程度大的，需要注浆两米以上的缺陷桩基，一般是废弃处理，拔去缺陷桩，在原来的位置重新冲孔，插入钢筋笼，浇筑混凝土，这叫做原位复桩，在原位重新浇筑一根新的桩基，这种处理方法比较彻底，虽然难度大、周期长、费用高，但是效果很好。除此方法之外，如果中部缺陷桩还有补救的可能，还可以采用桩芯凿井法，即利用风镐在缺陷桩中心凿一深井，直径不少于80cm，深度一定要超过缺陷部位，然后封闭清洗泥砂，安装钢筋笼，浇筑膨胀混凝土。另外，井壁坍落现象通常出现在灌注过程中，在灌注混凝土时，因桩芯局部夹带泥沙或中部真空，混凝土出现坍孔现象，这时，应将导管迅速拔出，用粘土回填；若井壁坍落现象轻微，则可采用高标号混凝土补救，或采用压浆法、旋喷法来处理，保证桩基的完整性。

2.3 桩基底部缺陷处理

桩基底部缺陷的处理也要视情况而定，一般根据桩基受应力度来判断是否对桩基底部缺陷进行处理。假如桩基的摩擦受力很强，底部虽缺陷，缺陷的具体位置和长度并不影响桥梁的整体荷载能力，也就是说，即使除去桩基底部受缺陷的那部分，桩基的摩擦力仍能满足桥梁的荷载需求，那么就不用处理底部缺陷桩；反之，则必须处理；如果桩基是嵌岩桩，因这种桩基的摩擦力不是很强，底部一旦缺陷，则会影响桥梁的整体承载能力，因此也必须及时处理。对桩基底部缺陷的处理可采用桩基底部注浆法，首先有必要对桩基的岩层地质、地下水质、周围环境及缺陷程度等进行详细的检测分析，科学配制注浆浆液，确定注浆压力等参数。在注浆的工序上，首先从顶部钻孔，埋设注浆管，在进行压水试验之后才正式开始注浆，同时要注意控制注浆参数，力求良好的注浆效果。这种桩基注浆的方法，可以改善桩基底部的地质条件，提升桩基的摩擦阻力和整体承载能力。