公路桥梁桩基施工质量影响因素分析

秦斌

（甘肃路桥第三公路工程有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

0 引言

公路桥梁在我国经济发展和城市发展中具有十分重要的作用。近些年来，随着城际交通运输压力的增大，公路桥梁工程的重要性愈加显现出来，国家对公路桥梁工程的重视程度也在不断加强。公路桥梁是城市发展的命脉，在实践中，部分公路桥梁施工存在施工工艺不成熟、工程设计不严谨的问题，产生了一些公路桥梁病害。桩基是桥梁工程的基础，在桩基施工中，施工人员需要采用科学的检测技术，对桥梁桩基施工情况进行检测，及时处理桥梁桩基存在的质量问题，提高施工质量。

1 公路桥梁桩基施工的特点

1.1 公路桥梁桩基的概念

对于公路桥梁工程而言，“桩”是一种柱形杆件，能够将竖向荷载和水平荷载传递给地基。一般情况下，“桩”是深埋土中的。“桩基”是“桩基础”的简称，包含了基桩和承台，这部分结构具有较高的承载力，并且沉降量较小。桩基是整个公路桥梁工程的基础部位，桩基施工与桥梁工程的质量密切相关，在桩基施工中，施工人员要确保桥梁基础拥有足够的强度，优化施工工艺，避免桥梁基础出现不均匀沉降，提高桥梁工程的稳定性。

1.2 公路桥梁桩基的施工特点

在公路桥梁的运营中，外力会通过承台分配到各个桩，实现均匀分布，桩则会把外力传入深层土中，降低桥梁结构的压力。在公路桥梁的施工中，桩基础的施工具有结构相对轻便、机械化水平较高等特征。当前，常见的桩基础类型包括双向斜桩、单向斜桩、垂直桩基。有些桥墩基础需要承受左右方向的水平荷载，这种情况就可以采用双向斜桩，有些桥台主要承受一侧的压力，可以采用单向斜桩的施工方法。针对一些桩径较大的情况，例如大直径钻孔桩，就可以应用垂直桩基。

在材料选择方面，设计人员需要高度重视桥梁桩基础的耐腐蚀性和强度，可以选择木材、钢材、钢筋混凝土等材料。其中，中小型桥梁中经常使用木材作为桩基；而钢材在其他工业发达的国家应用较多，我国应用较多的是钢筋混凝土材料。

2 公路桥梁桩基施工质量的影响因素

2.1 人为因素

虽然公路桥梁桩基施工的机械化程度较高，但设计人员、施工人员、管理人员依然会对整个桩基施工质量产生重要影响。在前期的设计阶段，有些公路桥梁桩基设计不够严谨，施工图纸存在不足，这会直接造成施工质量问题，无法保证施工的严密性。另外，有些施工人员在现场施工中马虎大意，监管人员缺乏技术素养，采取的监管措施不够科学，检测手段落后，这些都有可能造成桥梁桩基的安全隐患，引发桥梁桩基的质量问题。针对这种情况，公路桥梁工程的施工管理人员需要高度重视人员管理，在施工前完成人员培训，提高人员的技术素养，做好人员分配。另外，管理人员还需要加强施工现场的监督工作，制定严格的施工管理规范，还可以制定奖惩措施，确定每一道施工工序的负责人，减少主观人为因素对桩基施工的影响。

2.2 机械设备因素

机械设备会直接影响公路桥梁的施工质量，机械设备的型号、运行状态等，会对桩基施工造成严重影响。在实践中，桩基础可以分为预制桩和灌注桩，在预制桩施工中，施工人员需要将预制桩埋入土壤的下层，通过这种方式提高桩基础的承载能力。另外，在灌注桩施工中，施工人员首先使用钻孔机，在施工区域的土层中钻出深孔，为下一步的混凝土灌注提供条件。因此，公路桥梁桩基础的施工机械可以按照施工工艺来划分，在预制桩机械中，施工人员可能需要用到振动锤、高压水泵、压桩机等设备；在灌注桩施工中，施工人员可能需要使用冲击式钻孔机、循环式钻孔机、电动锤、气锤等机械，所有设备的选择都需要结合具体的施工工艺确定，如果施工人员忽略了设备的适用性以及设备的运行情况，就会影响桩基施工质量。因此，现场管理人员需要加强对设备的管理，选用科学的设备型号，提高施工设备与施工工艺的适应性，充分发挥各类设备的优势。

2.3 地质因素

地质因素会对公路桥梁桩基产生重要影响，建设单位需要提前进行地质勘测，在施工前认真阅读地质图，结合区域的地质特点，开展有针对性的施工。地质环境是施工区域内所有地质条件的总和，包含了地形地貌、地下水位、岩石构造等，施工人员需要结合地质因素，制定科学合理的施工方案，应用多种方法对外界条件进行弥补，减少外界地质因素对桥梁桩基施工的影响。地质环境会直接影响人工挖孔、钻孔灌注、冲孔灌注等，在开展这些施工环节时，施工人员必须进行地质勘测，结合施工区域的地质情况，选择科学的施工方案，减少地质因素的不良影响，降低安全隐患。因此，施工人员需要高度重视对地质环境的勘察，采取桩基加固、方案优化等方法，降低地质因素对桥梁桩基的影响。

2.4 施工技术因素

在桥梁桩基施工过程中，如果施工技术不够成熟，就容易出现沉渣厚度过大、导管拔空、桩顶浮浆过厚、接桩不到位等情况，这些都和施工技术有关。例如，在应用导管浇筑时，如果施工人员缺乏施工经验，没有计算好导管的埋置深度，或者在浇筑过程中快速提拉导管，就容易造成导管拔空的问题，这种情况会使导管内的混凝土连续下落，与表面的泥土相结合，形成夹泥层。针对施工技术因素，现场施工管理人员需要加强监督和指导，对桥梁桩基进行阶段化的施工检测，优化施工技术。当前，在桥梁桩基施工中，大部分的病害都与施工技术有关，提高施工技术迫在眉睫。

3 公路桥梁桩基施工质量问题及解决方法

3.1 孔斜施工问题

孔斜是公路桥梁桩基施工中常见的病害，在桩基施工的钻孔阶段，施工人员经常会遇到探头石，钻头容易受力不均，此时如果扩孔太大，钻头就会偏移方向，产生严重的后果。另外，如果施工人员在安装钻机时存在失误，或者施工过程中出现了钻杆磨损、钻具弯曲等情况，孔斜病害发生的概率也会大幅度提升。

针对桥梁桩基施工的孔斜问题，施工人员必须在第一时间进行处理，减少孔斜造成的危害，提高整个工程的施工质量。在施工过程中，施工人员需要结合孔斜的严重程度，选取科学有效的措施，例如，在孔斜不严重的情况下，施工人员可以在发生偏斜的位置吊住钻头，然后开展上下方向的扫孔，对孔斜进行修正。另外，如果桩基施工已经出现了严重的孔斜问题，施工人员可以利用卵石冲平偏斜部位的上部，并重新开展钻孔作业。

3.2 桩位裂隙与溶洞问题

在公路桥梁桩基施工中，施工团队有可能会遇到多种多样的地质环境，有些地质环境比较复杂，石灰岩具有较大的孔隙度，这种地质环境极易产生钻孔桩漏浆的现象，需要采取科学的手段进行堵塞，使钻孔工作顺利开展。岩石裂隙通常是由于地应力释放、岩石结构运动造成的。在实践当中，桥梁桩基部分的施工具有较长的隐蔽性特征，施工人员难以对桩基施工进行控制，如果发生了钻孔桩漏浆的现象，只能利用以往的施工经验，结合地表面的现象进行综合判断。

如果岩石发生裂隙，那么孔底通常为硬底，而溶洞是空底或者软底，施工人员可以结合钻机钻进的速度进行分析，还可以感受钻锤落地的振动情况，区别裂隙和溶洞。一般情况下，溶洞漏浆和裂隙漏浆都具有突发性的特点，不同的是，溶洞可以在短时间内立刻停止漏浆，而裂隙漏浆无法立刻停止。从本质上来说，桩基施工中钻孔灌注浆漏浆主要是由地质原因引起的，岩石的节理和裂隙会诱发漏浆问题，另外，砂层的漏浆主要是因为地下水的渗透。无论是何种原因造成的漏浆，都会给桩基施工带来阻碍，需要施工人员及时采取措施。

针对桩位裂隙与溶洞问题，施工人员要做到具体问题具体分析，结合实际情况采取有针对性的解决措施。按照平整场地、泥浆制备等流程，完成泥浆护壁施工法，图1为具体的施工流程。

图1 泥浆护壁施工法的施工流程

在施工前，如果施工区域的地层情况较差，有可能出现漏浆情况，施工人员可以在打桩时放黏土，将护壁打牢，避免地下水渗透。在桩基施工中，如果护筒中出现了水面冒泡、水质浑浊的现象，说明漏浆情况较轻，施工人员可以加入黏土，将钻渣和黏土作为堵塞材料。另外，如果漏浆情况比较严重，施工人员就需要立刻停止钻进，可以倒入钻渣，同时加入适量水泥，用这种方法堵住裂隙。

3.3 桩基断桩问题

在公路桥梁施工中，桩基断桩是一种比较常见的病害，这种病害产生的原因可以分为四个方面：第一，导管下孔和孔底的距离较大，混凝土被水稀释，基岩与混凝土桩体难以凝固，产生断桩问题；第二，地下水活动频繁，泞管封闭不严密，对混凝土产生影响，引发断桩问题；第三，在混凝土浇筑过程中，混凝土面暴露，形成夹渣问题，引发桩基断桩；第四，桩身存在较多空洞体，引发断桩问题。

为解决这类问题，施工人员必须要科学选择施工材料，可以在混凝土中加入缓凝剂，确保水泥的初凝时间在2.5h 以上，预防断桩现象。另外，施工人员还可以在桥梁桩基工程的施工现场开展试验检测，保证混凝土的流动性。在开展清孔作业时，施工人员可以使用空气吸泥机完成清孔操作，同时对孔底进行高压射水，使沉渣悬浮起来。

4 公路桥梁桩基施工质量的控制措施

在桩基施工中，质量控制需要渗透不同的施工环节中，实现动态化管理、全过程管理。施工人员需要在施工前加强设计规划，在施工中采用先进的检测方法，在施工后进行施工工艺、施工质量的检查。

4.1 施工前完善准备工作

桩基施工前，施工单位的管理人员需要做好现场地质勘查、施工图纸研究等工作，全面分析影响桥梁桩基施工的因素，把握好施工区域的地下设施。准备好工程资料后，施工人员还需要对基础建筑材料、机械设备等进行检查，制定出施工方案和安全保障措施。例如在人工挖孔灌注桩工程中，施工人员需要清理孔口周围的土石，优化施工条件。另外，施工现场的所有电源线路都需要进行规范化操作，并配备监督管理人员，严格做好施工过程中的防水、防漏电等措施，杜绝不合格产品进入施工场地。

4.2 施工中加强质量控制

在施工过程中，管理人员需要确保桥梁桩基施工符合工程的质量标准。管理人员需要加强与设计人员的沟通，反复研究施工方案。另外，管理人员还需要建立桩基工程的施工管理体系，全面落实施工责任，深入分析施工过程中的常见问题，例如桩基钢筋笼出现偏移、桩柱结合偏离、桩基孔坍塌等，采取科学有效的防治措施，为桥梁桩基施工提供良好条件。

在桩基施工时，施工人员需要测定泥浆的比重，掌握泥浆的含砂量、胶体率、黏度等，使用添加剂改善泥浆性能。完成钻孔之后，施工人员需要测量孔径，确保孔内上下畅通，满足桩基的施工技术要求。除了要控制孔径之外，施工人员还需要进行孔底沉渣控制，完成终孔鉴定，对水下混凝土灌注进行控制，全面提高混凝土灌注桩的施工质量。处理孔底沉渣时，施工人员下放钢筋笼和导管之后，需要完成二次清孔，并在这一时期调制优质泥浆。结合钻机的类型，采取适当的清孔工艺，减少孔底的沉渣。

总而言之，在施工过程中，质量检查人员需要全面做好施工管理工作，对每一道施工工序进行质量检验，实现动态化的质量控制，全面提高桥梁桩基施工的规范化程度，为桥梁桩基施工提供质量保障。

4.3 施工后检查施工记录

施工结束后，管理人员需要做好桥梁桩基施工的检查工作，加强对桥梁桩基的控制。管理人员需要认真核实施工记录，检查桥梁桩基的评价报告，对整个施工过程进行深入分析。在桩基浇筑完成后，负责检查的人员需要在28d 以后完成桩基检测，确保桩体结构完整、搅拌均匀、结构强度达标。另外，桩基和桥身结合时，质量检验人员还需要对桥梁和桩基的变化进行检查，应用高精度的检测仪器，及时发现桩基的问题，并对问题进行反馈。

5 结语

公路桥梁工程承担着重要的交通运输功能，是基础建设工程的关键，桩基是公路桥梁工程的基础，桩基部分的施工质量直接影响桥梁的使用寿命。桩基的施工会受到人为因素、地质环境因素、机械设备因素的影响，在以往的施工中，孔斜、桩位裂隙、桩基断柱等问题层出不穷，这些病害会影响桥梁的承载能力。在这种情况下，施工单位需要结合常见问题制定科学有效的应对策略，同时还需要采取系统化的质量控制措施，从方案设计、施工技术选择、混凝土浇筑等方面入手，减少工程病害。最后，施工人员还需要在施工完成后检查施工质量，使用高精度的仪器对桩基的变化进行检测，及时发现施工问题。