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摘要：隨着高速公路的快速发展，人们对结构物的外观质量提出了越来越高的要求。近两年来频繁出现一些质量事故如现浇混凝土结构支撑刚度与稳定性不足而倒塌，尚未通车的桥梁出现裂缝等，因此，就需要理论与实践相结合对每一道工序严格检查，控制好质量。就桥梁桩基施工过程中的质量控制进行简单的阐述。
关键词： 桩基 质量控制
1工程简介
我公司承建的承秦高速公路承德段第五标段，本标段主要以隧道为主，另有两座桥梁和一部分路基，其中头道沟二号桥为分离式，左线共17跨，桥长为340m；右线共14跨，桥长280m。上部结构为20m预应力预制混凝土箱梁，下部为柱式墩接盖梁，人工挖孔桩基础。
2从灌注桩承载机理看质量控制的关键
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土层上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度>地基承载力，桩的承载力＝地基承载力；反之，桩身强度<地基承载力，桩的承载力＝桩身强度。前面公式在孔底没有沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣不是问题，而沉渣问题对于钻孔桩则是存在的，沉渣量过大，桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。 2.1 地基承载力的鉴定从桩的施工程序来讲，在质量控制中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。 而地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。 2.2 桩身强度的控制(在于施工工艺)地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量控制的另一关键。桩身质量控制主要在于控制混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。钢筋在使用前应洁净、平直、无局部弯折，钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求；钢筋接头双面焊接的长度不小于5d，单面焊接的长度不小于10d（d为钢筋直径）。钢筋的搭接长度不应小于30d。钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差：主筋间距±10㎜;箍筋间距±20㎜；骨架外径±10㎜；骨架保护层厚度±20㎜；骨架顶端高层±20㎜；骨架底面高层±50㎜。 而影响混凝土质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量控制的主要在于控制混凝土的质量。混凝土的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起，因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的控制,否则，起不到质量控制效果，工程验收时，对工程质量如何，将没有把握，检测出现的问题亦无从分析。人工挖孔桩混凝土缺陷主要产生于混凝土灌注工艺。成孔时，在土层设置护壁，而在岩石层，孔壁岩石自然护壁，一般不存在孔壁质量对混凝土产生多大的影响。主要控制混凝土灌注工艺特别是有地下水的水下部分混凝土的灌注，必须采用水下混凝土配合比与水下导管灌注。水下混凝土的灌注工艺主要是：a.控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管，引起断桩事故。b.导管埋深控制在2～6m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。 2.3 沉渣量的检查。对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大。 人工挖孔桩质量控制的关键在于桩身混凝土灌注工艺是否合理与地基承载力是否符合设计要求；对于人工挖孔桩来说，如桩存在质量问题，不是混凝土有缺陷，就是没有挖到持力层。3混凝土灌注桩基础缺陷及防治措施人工挖孔桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。在挖孔过程中，应经常检查孔的中心位置、孔径、倾斜度，挖孔达到设计深度后，检查孔径和孔深，应把孔底松渣、泥、沉淀土处理干净。 3.1 桩身混凝土强度不足 3.1.1 原因：混凝土遭受孔内水的危害，引起砂浆稀释，砂石下沉，严重破坏混凝土的强度。 3.1.2 防治措施： （1） 对于孔内有地下水，水位低、水量小的桩孔，在灌注时把混凝土拌均，水抽干，可以采用串筒迅速灌注。 （2） 对于水位高、出水量大的桩孔，在水位下必须采用水下混凝土配合比与导管灌注法灌注，灌注水下混凝土注意事项：导管底距孔底0.4m，首批混凝土下落后应连续灌注；灌注过程中经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管深度，导管埋深要控制在2～6m；为防止钢筋骨架上浮，当灌注混凝土顶面距骨架底部大约1m时，应放缓混凝土灌注速度，灌注桩顶标高应比设计高出0.5～1.0m,以保证混凝土强度，破桩头后残余桩头无松散层，灌注快结束时，核对混凝土数量，保证所测混凝土灌注高度是否正确。有时，在水位之上，为了避免水下导管灌注通病──桩身上部混凝土强度低，则可采用简单串筒灌注，但是水必须抽干，泥浆、浮浆要清除干净，两种不同方法施工的交接层，用插捣器穿过反复插捣。 3.2 桩底沉渣量过大
3.2.1 原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。 3.2.2防治措施： (1) 认真检查，采用正确的测绳与测锤； (2) 一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。
3.3 断桩与夹泥层
3.3.1 原因：
(1) 泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层； (2) 灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，提导管强行流出，如此导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，估算或测混凝土面难，在测量导管埋深时容易产生误差，对混凝土灌注高度判断错误，而在卸管时使导管提离混凝土面产生提漏，引起断桩； (3) 灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，随时间增长加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，继续灌注混凝土极为困难，造成堵管或导管拔不上来，引发断桩事故； 3.3.2 防治方法：(1) 认真做好清孔；(2) 尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始灌注混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续灌注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；(3)灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程；(4) 灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。 4混凝土灌注桩质量控制方法探讨 4.1 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。4.2 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。
4.3 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。
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。
综上所述，混凝土桩质量控制的关键环节在于地基承载力的鉴定，审查混凝土施工工艺是否合理，掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对混凝土桩质量进行控制，且达到目的。
参考文献
[1]桩基工程手册，北京：中国建筑工业出版社，1995
[2]公路桥涵施工技术规范，北京：人民交通出版社，2000
关键词： 桩基 质量控制
1工程简介
我公司承建的承秦高速公路承德段第五标段，本标段主要以隧道为主，另有两座桥梁和一部分路基，其中头道沟二号桥为分离式，左线共17跨，桥长为340m；右线共14跨，桥长280m。上部结构为20m预应力预制混凝土箱梁，下部为柱式墩接盖梁，人工挖孔桩基础。
2从灌注桩承载机理看质量控制的关键
端承桩的承载机理是桩把荷载传递到桩的底部，它支承在坚固的岩土层上，不难得出桩的承载力取决于桩身强度与地基承载力。当桩身强度>地基承载力，桩的承载力＝地基承载力；反之，桩身强度<地基承载力，桩的承载力＝桩身强度。前面公式在孔底没有沉渣情况下成立。对挖孔桩沉渣不是问题，而沉渣问题对于钻孔桩则是存在的，沉渣量过大，桩受荷时发生大量沉降，桩将失效。 2.1 地基承载力的鉴定从桩的施工程序来讲，在质量控制中，首先确保地基承载力符合设计要求，否则将使桩失效。 而地基承载力取决岩层的构造情况、桩嵌入岩石的深度、岩石单轴饱和抗压强度。 2.2 桩身强度的控制(在于施工工艺)地基承载力符合设计要求，如桩身强度不足，桩的承载力亦得不到保证，桩身强度是桩质量控制的另一关键。桩身质量控制主要在于控制混凝土的质量，桩身强度取决于钢筋笼的制作质量与混凝土质量。钢筋在使用前应洁净、平直、无局部弯折，钢筋的弯制和末端弯钩应符合设计要求；钢筋接头双面焊接的长度不小于5d，单面焊接的长度不小于10d（d为钢筋直径）。钢筋的搭接长度不应小于30d。钢筋骨架的制作和吊放的允许偏差：主筋间距±10㎜;箍筋间距±20㎜；骨架外径±10㎜；骨架保护层厚度±20㎜；骨架顶端高层±20㎜；骨架底面高层±50㎜。 而影响混凝土质量因素则很多，有些是可见的，有些是不可见的。在工程实践中，不少桩由于混凝土质量问题而使桩身强度达不到设计要求，因此桩身质量控制的主要在于控制混凝土的质量。混凝土的缺陷往往是由于施工工艺不合理引起，因此必须对桩基工程的施工工艺、质量保证措施进行严格的控制,否则，起不到质量控制效果，工程验收时，对工程质量如何，将没有把握，检测出现的问题亦无从分析。人工挖孔桩混凝土缺陷主要产生于混凝土灌注工艺。成孔时，在土层设置护壁，而在岩石层，孔壁岩石自然护壁，一般不存在孔壁质量对混凝土产生多大的影响。主要控制混凝土灌注工艺特别是有地下水的水下部分混凝土的灌注，必须采用水下混凝土配合比与水下导管灌注。水下混凝土的灌注工艺主要是：a.控制好混凝土质量的和易性，防止出现堵管，引起断桩事故。b.导管埋深控制在2～6m，使混凝土面处于垂直顶升状，不使浮浆、泥浆卷入混凝土，防止提漏引起断桩事故。 2.3 沉渣量的检查。对摩擦桩来说，由于其受力机理是通过桩表面和周围土壤之间的摩擦力或依附力，逐渐把荷载从桩顶传递到周围的土体中，如果在设计中端部反力不大，端部的沉渣量对桩承载力亦影响不大。 人工挖孔桩质量控制的关键在于桩身混凝土灌注工艺是否合理与地基承载力是否符合设计要求；对于人工挖孔桩来说，如桩存在质量问题，不是混凝土有缺陷，就是没有挖到持力层。3混凝土灌注桩基础缺陷及防治措施人工挖孔桩适用于无地下水或少量地下水，且较密实的土层或风化岩层。在挖孔过程中，应经常检查孔的中心位置、孔径、倾斜度，挖孔达到设计深度后，检查孔径和孔深，应把孔底松渣、泥、沉淀土处理干净。 3.1 桩身混凝土强度不足 3.1.1 原因：混凝土遭受孔内水的危害，引起砂浆稀释，砂石下沉，严重破坏混凝土的强度。 3.1.2 防治措施： （1） 对于孔内有地下水，水位低、水量小的桩孔，在灌注时把混凝土拌均，水抽干，可以采用串筒迅速灌注。 （2） 对于水位高、出水量大的桩孔，在水位下必须采用水下混凝土配合比与导管灌注法灌注，灌注水下混凝土注意事项：导管底距孔底0.4m，首批混凝土下落后应连续灌注；灌注过程中经常测探孔内混凝土面的位置，及时调整导管深度，导管埋深要控制在2～6m；为防止钢筋骨架上浮，当灌注混凝土顶面距骨架底部大约1m时，应放缓混凝土灌注速度，灌注桩顶标高应比设计高出0.5～1.0m,以保证混凝土强度，破桩头后残余桩头无松散层，灌注快结束时，核对混凝土数量，保证所测混凝土灌注高度是否正确。有时，在水位之上，为了避免水下导管灌注通病──桩身上部混凝土强度低，则可采用简单串筒灌注，但是水必须抽干，泥浆、浮浆要清除干净，两种不同方法施工的交接层，用插捣器穿过反复插捣。 3.2 桩底沉渣量过大
3.2.1 原因：检查不够认真，清孔不干净或没有进行二次清孔。 3.2.2防治措施： (1) 认真检查，采用正确的测绳与测锤； (2) 一次清孔后，不符合要求，要采取措施：如改善泥浆性能，延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后，再检查沉渣量，如沉渣量超过规范要求，应进行二次清孔。
3.3 断桩与夹泥层
3.3.1 原因：
(1) 泥浆过稠，增加了浇注混凝土的阻力，如泥浆比重大且泥浆中含较大的泥块，因此，在施工中经常发生导管堵塞、流动不畅等现象，甚至灌满导管还是不行，最后只好提取导管上下振击，由于导管内储存大量混凝土，一旦流出其势甚猛，在混凝土流出导管后，即冲破泥浆最薄弱处急速返上，并将泥浆夹裹于桩内，造成夹泥层； (2) 灌注混凝土过程中，因导管漏水或导管提漏造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因：a.当导管堵塞时，提导管强行流出，如此导管埋深很少，极易提漏。b.因泥浆过稠，估算或测混凝土面难，在测量导管埋深时容易产生误差，对混凝土灌注高度判断错误，而在卸管时使导管提离混凝土面产生提漏，引起断桩； (3) 灌注时间过长，上部混凝土已接近初凝，随时间增长加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物，继续灌注混凝土极为困难，造成堵管或导管拔不上来，引发断桩事故； 3.3.2 防治方法：(1) 认真做好清孔；(2) 尽可能提高混凝土浇注速度：a.开始灌注混凝土时尽量积累大量混凝土，产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。b.快速连续灌注，使混凝土和泥浆一直保持流动状态，可防导管堵塞；(3)灌注混凝土过程中随时测量导管埋深，提升导管要准确可靠，并严格遵守操作规程；(4) 灌注水下混凝土前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷，发现问题要及时更换。 4混凝土灌注桩质量控制方法探讨 4.1 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。4.2 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。
4.3 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。
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。
综上所述，混凝土桩质量控制的关键环节在于地基承载力的鉴定，审查混凝土施工工艺是否合理，掌握桩缺陷的防治措施。这样才能对混凝土桩质量进行控制，且达到目的。
参考文献
[1]桩基工程手册，北京：中国建筑工业出版社，1995
[2]公路桥涵施工技术规范，北京：人民交通出版社，2000