摘要：桩基础是公路桥梁的主要基础形式之一，桩能将桥梁上部结构的荷载传递到深层稳定的土层中。桩基础按照成桩方法可分为预制桩和灌注桩，桥梁桩基主要采用钻孔灌注桩形式，近年来在条件允许的情况下，造价低工期短的人工挖孔灌注桩开始被普遍采用。随着施工工艺的改进和检测手段的提高，目前的桥桩质量取得了很好的进步，但尚需要管理和质检部门尽快制订技术措施，提高桥梁桩基的质量。
关键词：桥梁桩基；工桥台施工；高墩柱
一、桩基础施工中常见的问题
桩基类型的选用一般考虑地质情况工程造价及施工难度由设计而定，而桩基础的承载能力和桩基的施工质量有很大的关系，在桩基础施工过程中，无论选用哪种桩基都会普遍存在一些施工质量问题，如：桩位偏移、单桩承载力不足、颈缩、吊脚桩、塌孔等。现就上述问题及解决方法进行简要分析。
1、偏移问题
造成桩位偏移的原因有多种，其中桩位放线不准及打桩顺序不正确（预制桩施工时）是造成桩位偏移的原因之一。
2、单桩承载力不足
对于预制桩，单桩承载力不足造成的原因有桩端未进入设计规定的持力层、桩断裂、桩弯曲度过大等。
3、颈缩
颈缩指在桩身某处桩径缩小，主要发生在套管成孔灌注桩和导管水下灌注混凝土桩。其原因是施工操作不好，抽管过快，以及土质原因造成的。
4、吊脚桩
吊脚桩是指桩底部混凝土隔空或进入泥沙而形成松软层。其形成的原因一是预制桩尖质量差，沉管时被破坏，泥沙水挤入桩管或桩尖破坏被挤入桩管内，拔管至一定的高度混凝土才落下而形成吊脚桩；二是由于混凝土塌落度小和易性差，混凝土浇灌过程中间隔时间过长，超过混凝土的初凝时间，先后浇灌的混凝土结合不好而形成吊脚桩。
5、塌孔
在泥浆护壁成孔施工过程中，经常会出现塌孔现象，这主要是由于桩孔内水压不够或孔内的泥浆比重不合格造成的。
二、桩基础施工常见的问题的根源分析
1、单桩承载力低于设计值。按照建筑桩基技术规范，一般情况下桩停止锤击的控制原则主要有，桩端位于一般土层时，以控制桩端设计标高为主；桩端达到坚硬、硬塑的粘性土等，以贯入度控制为主；贯入度已经达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计所规定的数值来确定。在打桩过程中应根据具体的地质情况，来选择控制的原则。桩尖的尺寸以及形状不合理也会导致承载力低于设计值，这种情况容易被忽略。
2、断桩的出现。主要包括：其一，锤击次数过多。这是断桩出现的最常见的原因。弹性衬垫的作用很重要，但是许多施工单位图省事，不重视弹性垫衬的加设，这样会产生桩头容易被打烂，桩不容易被打入等问题。其二，桩接头断裂产生断桩。焊接时的质量问题会导致桩接头脱焊，从而产生上段桩上浮，产生断桩。预制桩在接桩的时候，两根桩连接采用电焊，电焊完毕后直接采用水冷，导致接头断裂的主要原因。
3、桩的长细比限制问题。桩的长细比的限制控制是旧规范的要求，在新的规范中，长细比的限制被取消了。然而，一些设计者在工程设计中没有按照新的规范，仍按照旧规范中长细比来控制桩长或桩径，造成了一些不必要的浪费。长细比限值主要的作用是为了保证桩身不产生压屈失稳，按照不同的施工条件，对于端承桩因有一较坚硬的不变形的持力层，在桩顶竖向荷载的作用下，如果桩身过于细长，因为受重不平衡很容易出现失稳破坏。
三、桩基础施工问题的对策分析
1、超平放线要严格按照施工图进行，根据建筑物的轴线控制桩定出桩基轴线位置（偏差不大于20mm）及每个桩的桩位，将桩的准确位置测设到地面上，对于预制桩要在打桩现场或附近设水准点（其位置应不受打桩影响），数量不少于2个，用于超平场地和检验桩的入土深度。
根据桩的密集程度（适用于预制桩）、基础的设计标高及桩的规格确定打桩顺序。打桩顺序一般分为自中间向两个方向对称进行、自中间向四周进行、由一侧向单一方向进行。确定打桩顺序即要考虑打桩架移动方便，又要考虑打桩过程中地基土的挤压情况。自中间向两个方向进行及自中间四周进行这两种打桩顺序适用于桩较密集时的打桩施工。打桩时地基土由中央向两侧或四周挤压，可防止桩位偏移，确保打桩工程质量。由一侧向单一方向进行的逐排打法，桩架单向移动，打桩效率高，但这种打法使地基土向一个方向挤压，地基土挤压不均匀，导致后打的桩打入深度逐渐减少，最终将引起建筑物的不均匀沉降及桩位偏移。这种打桩顺序适用于桩距大于4倍桩的直径时，即桩不太密集时的打桩施工。
2、打桩前应处理地上和地下障碍物，桩机进场及移动范围内的场地应平整坚实，使地面有一定的承载力，并保证桩的垂直度。施工现场周围应保持排水畅通，桩机就位时桩架应垂直平稳，导杆中心线与打桩方向一致。
2.1打入后，桩的偏差要在允许范围以内（桩的垂直偏差不大于1%，水平位置偏差不大于100～150毫米），同时要满足贯入度和设计标高的要求。
2.2 保证打桩的施工质量，使桩按设计要求进入持力层。
2.3打桩要重锤低击，在打桩过程中贯入度突然由小变大，则可能遇到软土层、土洞、或桩尖破坏或桩身断裂，此时应及时停止作业，会同有关单位处理。
3、对于套管成孔灌注桩，施工时要严格控制抽管速度，并使桩管内保持不少于2米高的混凝土，以保证足够的压力，使混凝土出管后扩散正常。
对于水下灌注混凝土，一般采用导管法。要先将导管吊入桩孔内，并保证导管垂直，各段间接口平整、严密，不漏水漏浆；导管底部离桩孔底0.5米左右，顶部高出水面3～4米；导管上部连接漏斗，下部设隔水栓（隔水栓可采用混凝土预制块、橡胶球或木块），用铁丝悬吊在导管下部管口内；灌注时，先在漏斗及导管内灌满混凝土，混凝土量保证下落后能将导管下端埋入混凝土0.5～0.6米，然后剪断铁丝，隔水栓下落，混凝土冲出导管下口，剪栓后混凝土要连续浇灌，当导管埋入混凝土2～2.5米后，即可提升导管，提升速度不宜过快，应保持导管下端埋入混凝土的深度不小于1米。
桥台施工图1
4、加强施工监测，严格检查桩尖的强度，沉管时用吊铊检查桩尖是否有缩入桩管内等现象，发现后应及时采取解决措施。
保证混凝土浇灌时的塌落度（一般控制在16～22厘米）及配合比，使混凝土具有良好的和易性；混凝土浇灌时，从混凝土拌制到浇灌间隔时间控制在初凝时间之内，最好要连续浇灌。
5、在桩位处埋设护筒，护筒顶面要高出地面0.4～0.6米；埋设深度，在粘性土中不宜小于1米，在砂土中不宜小于1.5米，以固定桩孔的位置，保护孔口，防止塌孔，增高桩孔内水压。
在钻孔过程中，向桩孔内注入泥浆（或注入清水造成泥浆），将孔壁土层中的空隙渗填密实，避免孔壁渗水，保持护筒内水压稳定，并加大护筒内水压，防止塌孔。
钻孔达到要求深度，进行清孔时，当孔壁土质较好、不易塌孔时，可用空气吸泥机清孔，同时注入清水，清孔后的泥浆比重控制在1.1左右；当孔壁土质较差时，可用泥浆循环清孔，清孔后的泥浆比重控制在1.15～1.25之间，施工及清孔过程中应经常测定泥浆比重。
四、桥台施工
U型桥台为扩大基础桥台：基坑采用反铲开挖，辅助爆破，人工配合清理，自卸汽车运输。基坑开挖前，全站仪放出开挖边线。基坑顶面设计尺寸外1.5米范围内设碎落台，用片石砌筑高1米的护墙，防止基坑开挖过程中上边坡的石块、泥土等滚入基坑对人员、机械等造成伤害；1.5米的范围外按1：0.75的坡度对自然坡体进行削切，通过测量放线定出边坡的地表开挖线，在边坡开挖线外1.5米处设置截水沟，防止地表水流入基坑；为了保证坑内的施工安全，先切削边坡以保证坡体稳定，再进行基坑开挖。基坑开挖至设计标高以上30cm时，为减少对基坑底面岩石的扰动，保证基底岩石的完整性以及确保地基与基础砼连接牢固，采用人工进行凿平直到设计标高，再对其表面进行整平、清理，通过质检人员和监理工程师验基确定其承载力达要求后，即可进行基础施工。
五、高墩柱的施工
高墩柱的施工一般采用翻模和液压式滑模施工两种方法。本项目结合施工成本、工期要求及现场的地质条件，澄碧河水库大桥的高墩柱采用翻模施工。施工中按以下基本指原理进行操作：第一层墩柱待承台浇筑完成后进行浇筑，浇筑前对承台进行凿毛处理，在完成砼的浇注后拆除第一层下面墩柱模板，保持第一层顶部墩柱模板固定不变，第一层墩柱模板翻模至第二层墩柱固定施工。下面以澄碧河水库大桥12#墩的施工为例进行详细闸述。
1、在高墩柱施工前项目部技术人员应认真对施工人员进行技术交底，使施工人员熟悉整个操作过程，特别是竖直度的观测和控制问题，注重每一个细节；
2、检查是否按照既定的方案进行了相关的原材料和机械设备、人力等，各种施工措施，特别是紧急预案是否按要求制定。澄碧河水库大桥高墩柱的施工机具配备如下：塔吊4台，汽车吊2台，混凝土泵送车1台，电焊机8台，钢筋切割机4台，弯筋机2台，滚扎直螺纹机2台，振捣棒10个，墩柱模板7套，数条拉揽风绳。
3、检查试验墩的测量放样、试验配合比及相关工作的准备情况。
六、结束语
总之，桩基工程涉及施工工序多，工艺要求高，稍有不慎，就可能造成质量问题或事故。对于桩基础的设计以及施工会出现很多问题，会受到现场情况，地质条件，沉桩设备，桩的质量等因素的综合相互影响，在设计以及施工过程中，应该从各工程本身的具体特点出发，结合工程本身的实际，不能一概而论，更不能只靠经验去做。发生质量事故后，要针对质量事故产生的原因和影响程度做出正确的评估，并根据不同的质量事故类型、有关技术资料和现场实际条件，有针对性的制定并选择可行的、合理的技术处理措施。
参考文献
[1]魏斌，叶方莉.浅谈桥梁施工技术与质量控制[J].科技风，2011.05.
[2]唐德峰.桥梁施工技术及其质量问题的探讨[J].中国新技术新产品，2012.02.
[3]芦天军，张鹏辉.浅谈道路施工中的常见问题及应对措施[J].青春岁月，2013.05
[4]王林.道路桥梁路基施工分析[J].城市建设理论研究，2014.10.
论文作者:李家军
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/24
标签：混凝土论文; 导管论文; 桩基论文; 基坑论文; 承载力论文; 泥浆论文; 桥台论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;