公路桥梁桩基础局部缺陷与处理措施

公路桥梁的桩基础局部缺陷与处理措施

摘要：公路桥梁的桩基础相当重要，但实际工程中往往会出现局部缺陷，影响到公路或桥梁的整体性能。本文主要就公路桥梁的桩基础局部主要缺陷，缺陷出现的原因及缺陷的处理对策进行了探讨，希望能为业内人员提供参考。

关键词：公路；桥梁；桩基础；局部；缺陷

公路桥梁桩基础是公路施工的基础，也是重要环节，只有提高桩基础的稳定性，避免公路施工和使用过程中出现断桩、夹泥、堵管和蜂蜜等质量问题，公路桥梁的整体稳定性才能得到提升。公路桥梁桩基础在施工过程中，要选择质量较好的材料和设备，对钻孔、成孔、清孔、放置钢筋笼和灌注混凝土进行控制，减少因施工措施不当而导致的公路桥梁桩基础质量问题。受施工技术条件，设备和材料因素以及地质条件影响，公路桥梁桩基础很容易出现断桩和堵管，影响桩基础的整体稳定性。 一、公路桥梁的桩基础局部主要缺陷 （一）断桩

a、在进行混凝土灌注时，经常会遇到导管提漏，进而导致桩基夹泥层和断桩的问题。导致导管提漏有以下原因：一者若导管堵塞时会使用上下振捣法，把混凝土用外力逼出，但如果导管埋藏浅，就很容易出现提漏。二者因为泥浆过于粘稠，这就很难估算或测砼面，导管埋设在泥浆中就无法确定砼浇注的高度，使导管提离砼面，也就产生提漏，引起断桩。

b、因为注浆的时间过长，有一部分的混凝土已经差不多凝结，混凝土出现硬块，但随着时间的推移，泥浆中的残渣会逐渐沉积，在混凝土的表面就会出现很多沉淀物，这使灌注混凝土变得很困难，导致堵管与导管难以拔出，最后导致断桩。 （二）吊脚桩问题

a、如果地下水的压力过大、桩尖活瓣受压、预制桩尖被打坏时，水和泥浆就会进入钢管内。

b、由于桩尖活瓣受压，拔管是有一定高度要求的，需要拔管达到一定高度后活瓣才能展开，这会导致桩基基础不稳定，在长时间的使用过后，桩基周围便会出现软土土质。所以，我们必须在施工中预防活瓣不张开，最好采用密张慢拔的方法，先对桩基底部反复翻插几次，再正常拔管。 （三）钢筋笼上升

灌注混凝土时钢筋笼上升是因为混凝土冲出导管底口后，向上的顶托力把钢筋笼上浮。为了在施工中防止钢筋笼上升，施工人员在混凝土灌注前，钢筋笼的顶端必须焊接在固体结构上，或者当混凝土灌注顶面与钢筋笼底部相差距离约1m时，减缓混凝土灌注的速度；如果混凝土灌注与钢筋底部相差4m以上，需要拉高导管，使导管底口高出钢筋笼底2m后再进行混凝土灌注。 （四）灌注坍孔

坍孔的特征与钻孔阶段出现缺陷较为相似，利用专业的探测仪可以检测到该问题，如探头无法达到混凝土高程，基本可以证实已

经发生坍孔。导致灌注坍孔发生的主要原因如下：护筒脚漏水；地下水压过高；孔口周围堆放的重型机械和各种物品。发生灌注坍塌时，如果问题不严重，可以使用相关措施清除里面的残渣，如果没有继续坍孔，就可以继续灌注，如果坍孔不仅没有缓解，还在继续蔓延，那就应将导管及钢筋骨架拔出，等清孔完成，待孔周围土质已经稳定后再继续灌注。

二、公路桥梁桩基础出现缺陷的原因

公路桥梁桩基础出现的缺陷大多是在施工时形成的，并且下放导管、固定钢筋笼的位置以及灌注混凝土都会影响公路桥梁桩基础的稳定性。

（一）部分桩没有根据设计进入桩底持力层

部分桩没有根据设计进入桩底的持力层，这是导致桩基工程质量差的重要原因，也是造成桩基局部缺陷的关键因素。比如，某一高速公路部分路段地层范围内，强风化岩面在25～30m，施工记录中显示该工程桩基长度是符合施工要求的，但钻孔抽芯结果和大、小应变动测结果都表明存在严重的缺陷，与设计要求相差甚远，通过测量和钻孔抽芯也表示桩端未入或者入岩的深度不够，这些问题都导致桩基的承受能力不足。

（二）部分桩桩身混凝土结构质量较差

有研究表明，部分桩桩身混凝土结构质量差。这也是造成部分桩基承载力低的主要原因之一。 （三）施工人员的素质不高

桩基础的施工设计要求和施工流程要求严格，要避免桩基础施工不合格对桩基稳定性造成影响。但是由于人力成本逐渐上涨，施工单位多没有固定的施工队伍，很大都是临时召集起来的，施工人员的专业素质不强，施工时容易出现施工效果和设计效果相差过大的问题，影响桩基础的整体稳定性。 （四）设备和材料质量较低

设备和材料是桩基施工的基础，在施工之前要按照施工要求购买混凝土材料，钻孔机械，钢筋以及其他的设备和材料，混凝土的配合比设计要达到施工的要求，增强混凝土的和易性。此外，在施工前还要对钻孔清孔设备进行调试，对设备适用性和设备状况的好坏进行检查，避免设备运行中出现问题。但是受资金和技术条件的限制，目前桥梁桩基础施工中的材料和设备的质量还比较低。 三、公路桥梁桩基础局部缺陷的处理对策 （一）压力注浆法

压力注浆是在桩基础检测完成后，通过地质钻机在缺陷部位钻取的取芯孔或桩基础原有的预埋注浆管，将水泥或其它化学浆液采用高压注入桩中或桩侧（底）。这些浆液经过渗透、压密、固结的方式，对缺陷桩体进行补强，使桩的整体性和受力状况得到不同程度的提高以达到设计要求。本方法适用于各种直径、地层和成孔工艺的局部缺陷桩基础，在砂砾石层中比较理想，处理效果也较好。实践表明，采用压力注浆法能有效处理桩问题，应该采取以下具体控制对策：

a、钻孔。在桩的中心位置钻一个直径为10cm，深度为47～50米的孔，然后按50cm等边在中心孔周围布置3个同样直径的孔，结合检测单位的检测报告确定孔2、3、4的位置。为确保该断面的压浆质量。在钻孔过程中要精确测量出断桩的准确位置及范围，以确定高压切割的顺序及范围。

b、压浆孔完成后，先采用压浆泵压水进行清洗断面处的泥浆，将压浆管定位在孔1位置，将3、4孔上口封闭。采用5mpa的水压进行清洗，如孔下泥浆从孔4溢出，表示清洗通道畅通，直至压出清水为止。则孔1与孔2范围清洗成功。同样的方法封闭孔2、孔4，进行孔1和孔3范围的泥浆清除。同样工序完成孔1和孔4范围的泥浆清除。

c、高压水下切割待断桩处泥浆的清除基本完成后，采用高压水枪进行高压切割，以使泥浆与水泥的胶结物被高压冲散，切割的顺序与位置，根据钻芯结果来具体确定。割过程中每5cm为一个控制段，进行3600的切割。

d、清渣。切割完成后，采用13m3空压机将断桩处的泥浆混合物排除桩外，排渣过程中留一进气孔和一排气孔（排渣孔），其余2个孔密封。清渣利用4个孔通过6个断面来有效完成。具体为孔2一1、孔3～1、孔4一1（孔1为排气孔）：孔3—2、孔4—2（孔2为排气孔）、孔3—4（孔4为排气孔）。

e、压浆。在孔1内插入一根直径40mm钢管（两端开口）至桩身缺陷部位以下，在2-4号地质孔口安装出浆管阀门，打开阀门，

由1号地质孔压入水泥净浆。为防止将水泥浆过多的注入桩周土层，造成土体物理性状的改变，影响试验检测的效果，压浆泵压力不宜过大，可视注浆实际情况，宜低压缓慢注入，以排气孔排出的浆液浓度判断注浆是否饱满。哪个排气孔内流出的浆液与压进的浆液一致时，则关闭该排气孔阀门，继续压浆直至最后一个排气孔关闭后，用略高于注浆压力稳压10min，10min后逐渐减压至0，完成压浆工作。后经检测单位垂直静载抗压试验检测显示：该试桩为合格桩，在缺陷段能对上部荷载进行有效的传导。 （二）反套护简法

护筒材料根据地层情况可采用水泥护筒或钢护筒。水泥护简主要用在粘土中，钢护筒可用在各种地层中。护筒外径与桩径一样大，厚度根据地质情况选择，护筒采用锤击、振动或葫芦反拉法下沉到位。采用反套护筒法可处理20m以内的各种直径桩基础。如某大桥5—3桩。该桩位于江上游主河槽边，渗水量大，在灌注过程中，遇停电，造成离桩顶14.8米处断桩。经过方案比较，决定采用钢护筒下压法处理该桩基断桩。

其具体方法是：采用10mm钢板卷制钢护筒，护筒内径2.0m，外径2.016m，护筒分节制作，总长度16m，每节护筒4m长，上下口各加1条高12cm，厚1.2mm的钢护圈，以增加护筒钢度。压入时，在要压入的护筒上口，放置10吨重的振动锤进行震动下压。在钢护筒压入过程中，保持护筒上口水平。然后连接上第二节护筒，护筒连接处用电焊焊接牢固，并保证不渗水，接着用与第一节护筒相

同的方法压入第二节护筒。直至全部护筒压到指定位置。护筒压到位后，即用泥浆泵抽干孔内泥浆，清理桩头浮浆，凿除砼，直至露出新鲜砼面。砼面凿成凹形，然后清除孔壁和钢筋旁的泥膏，在钢护筒四周嵌入橡皮圈止水，然后采用干浇法灌注砼至桩顶标高，并保持50cm的凿桩头高度。后经检测为合格桩。 （三）人工挖孔法

人工挖孔即是采用桩基成孔工艺中的人工挖孔成孔法处理局部缺陷桩基的方法。适用于在无水、少水且较密实地层中的桩基础。可处理缺陷深度在20米以内的各种直径桩基础；如某大桥28一桩，此桩采用人工挖孔工艺成孔，混凝土灌注采用干浇法。

在浇筑过程中，发生机械事故，造成距桩顶18米处断桩。后经此方法进行处理后，桩基检测为i类桩，达到设计要求。 （四）大开挖法

在地开较开阔，地表与地下水能排除的地方，如机械设备比较齐备，可采用在原桩位处大开挖，在缺陷部位处理完毕，经检测合格后，再用原状土回填捣实。采用此类方法处理，一般深度不超过10米，覆盖层较厚，有条件的桥梁基本都能采用，但一般情况下不能开挖到持力层，否则会改变地层结构，影响桩的受力。 （五）树根桩法

如果桥梁桩基附近有大型的开挖施工，有可能会引起地表的沉降，造成桩基的变形和损坏，从而降低桩基的承载能力，影响桥梁结构。如果变形程度高或者桩基损害严重，会大大影响桥梁的使用

功能。为了保证桥梁能正常使用，必须加固桥梁桩基，预防桩基变形和地基下沉。树根桩法就是解决这一问题的有效手段，树根桩就是就地灌注的小直径钢筋混凝土桩直径通常在75～300mm之间。小直径灌注桩能竖向、横向设置，或者网状布置，故称为树根桩。树根桩与树根桩之间的土体以及树根桩桩顶的联系梁共同形成的隔断墙，能将桩基周围的大型开挖施工与桩基隔离，减少周围环境对桥梁桩基施工的影响，减少桩基周围的土体的挠动程度，控制桩基周围土体的变形，保证桩周土体稳定，以此来达到加固的目的。 （六）凿除法

凿除法是处理桩基缺陷的最常见方法，它的机理就是将基桩缺陷部位直接凿除，再重新浇筑加固。对于基桩不同的缺陷部分使用不同的凿除法。

a、全断面凿除法，如果桩基顶部出现缺陷，就可以采用这种凿除方法。施工工艺：先全部凿除有所缺陷的部分，保证链接各部分的受力平衡。凿除后根据相应的标号进行混凝土接桩至设计桩项标高。全断面凿除法解决缺陷很彻底，能及时有效的处理由于缺陷导致了桥梁质量问题，同时保证了基桩的稳定性，其施工成本较低，但缺点是适用范围有限，只适合桩基项部的缺陷处理。

b、侧面开挖凿除法，当桩基缺陷部位与地表层尚有一段距离，但又不是很深的时候，可以使用这种方法，在缺陷一侧开挖土体至缺陷处，从侧面开始凿缺陷部位，再根据缺陷的大小加钢筋笼进行连接，然后根据相应的标号进行混凝土接桩，这样就能提高混凝土

浇筑后的桩基质量。 （七）补强法

在经过处理后，经过复检桩基础质量仍不能达到设计要求时，则只能采取补强，即在原桩位处重打捞成桩或在原桩周围补桩进行补强，此法是最终处理办法，只有在无计可施时方才使用，因为此法造成的代价与时间损失是非常大的。

总而言之，施工人员要综合分析局部缺陷的种类及出现的原因，并结合地质条件和桩基施工的要求来选择合适的处理措施，切实的提高桩基稳定性。 参考文献：

[1]胡友好.浅谈桥梁钻孔灌注桩基础施工工艺[j].山西建筑.2007，33，（29）.

[2]张美卿.钻孔灌注桩常见质量事故的预防[j].山西建筑.2001，27，（02）.

[3]刘雪峰.岩溶地区桥梁桩基设计与施工[j].山西建筑.2006，2.