梁俊

摘要：文章以三江至柳州高速公路為工程背景，借助評(píng)估排查法對(duì)已接好墩柱并施工完蓋梁的橋梁樁基質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并提出處理建議，為橋梁樁基檢測(cè)質(zhì)量評(píng)估提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：橋梁;樁基;檢測(cè);質(zhì)量評(píng)估

中圖分類號(hào)：U443.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.07.038

文章編號(hào)：1673-4874（2019）07-0123-05

0引言

樁基作為橋梁下部結(jié)構(gòu)的重要組成部分，通過樁與周圍土體之間的摩擦力和樁端支承力的作用，將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的持力土層或巖石上，具有穩(wěn)定、高效、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。由于樁基是隱蔽的工程，施工技術(shù)較為復(fù)雜，施工過程中容易存在鋼筋保護(hù)層厚度不足、鋼筋外露、樁基偏位、縮徑及樁柱銜接不良等質(zhì)量問題，為保證樁基質(zhì)量，在施工過程中常常采用鉆孔取芯聲透射法和聲反射法進(jìn)行檢測(cè)。但是，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于已接好墩柱并施工完蓋梁的樁基，沒有成熟的檢測(cè)方法，也沒有現(xiàn)行的規(guī)范規(guī)程遵照?qǐng)?zhí)行檢測(cè)。因此本文采用評(píng)估排查方法，結(jié)合三江至柳州高速公路，通過搜集樁基施工的基礎(chǔ)資料，利用已完成的可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)各標(biāo)段樁基存在各類病害的比例進(jìn)行概率分析，同時(shí)結(jié)合專家評(píng)估評(píng)定已接好墩柱并施工完蓋梁的樁基的質(zhì)量情況提出相應(yīng)處理方案。

1工程概況

三江至柳州高速公路（以下簡(jiǎn)稱“三柳路”）起于三江縣古宜鎮(zhèn)，與桂林至三江高速公路相接，途經(jīng)融安縣、融水縣、柳城縣，終于柳江縣洛滿鎮(zhèn)，接宜州至柳州高速公路，建設(shè)總里程194.818km，隧道15座，單洞長(zhǎng)18395m，特大橋和大橋96座，中橋41座，樁基設(shè)計(jì)4847根。2016年3月，業(yè)主對(duì)三柳路已接好墩柱并施工完蓋梁的4676根樁基進(jìn)行專項(xiàng)質(zhì)量督查，發(fā)現(xiàn)部分樁基存在鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不足、鋼筋外露、樁基偏位、縮徑及樁柱銜接不良等質(zhì)量問題。為保證三柳路橋梁樁基質(zhì)量問題得到有效整改，確保工程質(zhì)量，需對(duì)已接好墩柱并施工完蓋梁的4676根橋梁樁基的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

2三柳路樁基現(xiàn)狀、分類及檢測(cè)方法

根據(jù)三柳路業(yè)主提供的《三江至柳州高速公路樁柱連接挖檢統(tǒng)計(jì)表》以及檢測(cè)方法的需要，將全線14個(gè)合同段總計(jì)4676根已接好墩柱并施工完蓋梁的樁基分成四類，詳見表1。

第一類樁基質(zhì)量可明確確定，第二類樁基只對(duì)外包混凝土進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，均不在本次質(zhì)量評(píng)估排查范圍，第三、四類樁基采用評(píng)估排查法進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

3評(píng)估排查方法

評(píng)估排查法的具體做法是搜集樁基施工的基礎(chǔ)資料，結(jié)合已完成的可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)結(jié)果及專家評(píng)估評(píng)定樁基質(zhì)量情況。評(píng)估排查檢測(cè)內(nèi)容包括以下三個(gè)方面：

（1）樁基施工、檢測(cè)原始資料搜集

①搜集樁基施工過程中的原始資料，包括成孔記錄，鋼筋籠制作、混凝土澆筑記錄，混凝土試塊試驗(yàn)報(bào)告（包括監(jiān)理和施工單位記錄）;②樁頂標(biāo)高、尺寸及位置資料搜集;③樁基超聲波檢測(cè)報(bào)告及樁基質(zhì)量第三方檢測(cè)報(bào)告搜集;④樁基設(shè)計(jì)、地質(zhì)、水文、環(huán)境資料搜集。

（2）已完成的可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)類比

利用已完成的可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行概率分析各標(biāo)段樁基存在各類病害的比例，并結(jié)合各標(biāo)段樁基施工基礎(chǔ)資料的完整情況以及基礎(chǔ)資料質(zhì)量，得出各個(gè)標(biāo)段的樁基施工質(zhì)量和水平的評(píng)價(jià)結(jié)果。利用統(tǒng)計(jì)抽樣的方法對(duì)第三、四類樁基存在樁柱連接病害的數(shù)量進(jìn)行估計(jì)。

（3）專家組討論，形成專家組評(píng)定意見

聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)具有豐富樁基檢測(cè)、施工經(jīng)驗(yàn)的專家，利用搜集到的樁基施工、檢測(cè)原始資料以及已完成的可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行專家組討論，形成“第三、四類樁為開挖難度大、無(wú)法進(jìn)行直接檢測(cè)樁”的專家組評(píng)定意見。

4第三類樁基質(zhì)量評(píng)估

4.1第三類樁基分類

第三類樁基分為以下三種類型：（1）樁頂為承臺(tái)的多群樁或樁頂為臺(tái)帽的單樁，全線總計(jì)1618根;（2）人工挖孔澆筑（不含水下混凝土灌注）單排樁，全線總計(jì)356根;（3）鋼護(hù)筒未拔除單排樁，全線總計(jì)106根。

4.2樁頂為承臺(tái)或臺(tái)帽的樁基質(zhì)量評(píng)估

樁頂為承臺(tái)的多群樁或樁頂為臺(tái)帽的樁基存在以下特點(diǎn)：（1）樁頂為承臺(tái)或臺(tái)帽不存在樁柱連接的問題;（2）設(shè)計(jì)中樁頂需嵌入承臺(tái)或臺(tái)帽中，承臺(tái)或臺(tái)帽混凝土澆筑對(duì)樁頂起到一定的保護(hù)作用;（3）水中承臺(tái)采用鋼套箱方法施工，通常帶有封底混凝土，對(duì)樁頂起保護(hù)作用，不存在露筋情況;（4）各樁的施工資料齊全，進(jìn)行樁基超聲檢測(cè)的樁基均為I或Ⅱ類樁?？赏茢鄻俄敒槌信_(tái)的多群樁或樁頂為臺(tái)帽的樁基存在影響樁身承載力及耐久性的樁頭病害的可能性較小，進(jìn)行開挖處理反而會(huì)對(duì)樁基埋置條件產(chǎn)生擾動(dòng)，建議不再對(duì)其進(jìn)行開挖處理。

4.3人工挖孔（不含水下混凝土灌注）單排樁質(zhì)量評(píng)估

人工挖孔（不含水下混凝土灌注）單排樁的樁身是采用分層振搗澆筑完成的，樁頂位置混凝土澆筑質(zhì)量較容易控制，現(xiàn)場(chǎng)可看到樁柱結(jié)合部的樁基中都未發(fā)現(xiàn)病害，且各樁的施工資料齊全，進(jìn)行樁基超聲檢測(cè)的樁基均為I或Ⅱ類樁。可推斷人工挖孔（不含水下混凝土灌注）單排樁存在影響樁身承載力及耐久性病害的可能性很小，進(jìn)行開挖處理反而會(huì)對(duì)樁基埋置條件產(chǎn)生擾動(dòng)，建議不再對(duì)其進(jìn)行開挖處理。

4.4鋼護(hù)筒未拔除單排樁質(zhì)量評(píng)估

鋼護(hù)筒未拔除單排樁接柱時(shí)因有鋼護(hù)筒保護(hù)，樁頂混凝土不會(huì)出現(xiàn)崩邊露筋等病害，樁柱連接質(zhì)量較容易控制，且各樁的施工資料齊全，進(jìn)行樁基超聲檢測(cè)的樁基均為I或Ⅱ類樁?？赏茢噤撟o(hù)筒未拔除單排樁存在影響樁身承載力及耐久性的病害的可能性較小，建議不再對(duì)其進(jìn)行開挖處理。

5第四類樁基質(zhì)量評(píng)估

5.1同類型樁已挖檢病害統(tǒng)計(jì)分析

5.1.1已挖檢同類型樁基病害數(shù)量統(tǒng)計(jì)

對(duì)與第四類樁結(jié)構(gòu)形式相同的具備開挖條件并已挖檢處理的1540根樁基的病害形式及存在病害樁基數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用統(tǒng)計(jì)抽樣方法，計(jì)算總體樁基存在病害比例的95%置信區(qū)間，作為第四類樁基質(zhì)量評(píng)估排查的依據(jù)。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表2。

由統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可以得出以下結(jié)論：

（1）三柳高速公路各合同段已挖檢樁基當(dāng)中，存在病害樁基的比例較大，最大為100%，最小為37.9%。

（2）統(tǒng)計(jì)估計(jì)出的各標(biāo)段全部樁柱連接樁存在病害比例的95%置信區(qū)間上限最大為100%，最小為49%，平均為90%。

綜合以上分析可知，三柳高速公路全線橋梁中與第四類樁同類型的單排樁基樁柱連接處普遍存在病害。

5.1.2已挖檢同類型樁基病害形式

已挖檢樁基按病害嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，將樁柱連接處存在的病害分為以下三個(gè)等級(jí)：一級(jí)是樁頂處混凝土局部剝落或不密實(shí)，未露筋;二級(jí)是樁頂處混凝土剝落，局部露筋;三級(jí)是樁頂處混凝土較大深度剝落或樁頭范圍大面積露筋。所挖檢樁基的普遍病害為樁柱連接處局部混凝土剝落，局部露筋，最嚴(yán)重病害為樁柱連接處大面積露筋。

5.2樁基施工資料評(píng)價(jià)

對(duì)樁基施工過程中的原始資料記錄，包括成孔記錄、鋼筋籠制作、混凝土澆筑記錄、混凝土試塊試驗(yàn)報(bào)告（包括監(jiān)理和施工單位記錄）、樁頂標(biāo)高、尺寸及位置、樁基超聲波檢測(cè)報(bào)告及樁基質(zhì)量第三方檢測(cè)報(bào)告等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3，并得出以下結(jié)論：

（1）各合同段第四類樁的成孔記錄、鋼筋籠制作記錄、混凝土澆筑記錄、混凝土試塊試驗(yàn)報(bào)告（包括監(jiān)理和施工單位記錄）、樁頂標(biāo)高、尺寸及位置均有驗(yàn)收合格記錄表;

（2）樁基超聲波檢測(cè)結(jié)果表明，在所評(píng)估的第四類樁中，No_3、No_6、No_8、No_10合同段存在總數(shù)為25根的Ⅱ類樁，其余均為I類樁。說明第四類樁樁身無(wú)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的較大缺陷。

5.3第四類樁基存在病害比例評(píng)估

根據(jù)樁基施工資料、可直接檢測(cè)樁的檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，對(duì)三柳高速公路全線473根第四類樁基進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果見表4。

從評(píng)估表可得出以下評(píng)估結(jié)論：

（1）按最不利狀況評(píng)估，各合同段第四類樁基樁頂混凝土可能存在崩邊或不密實(shí)，局部露筋病害的比例上限平均值為90%，其中N0_4合同段、N0_9合同段達(dá)到100%。

（2）樁基施工原始資料表明，各標(biāo)段第四類樁成孔記錄、鋼筋籠制作記錄、混凝土澆筑記錄、混凝土試塊試驗(yàn)報(bào)告（包括監(jiān)理和施工單位記錄）、樁頂標(biāo)高、尺寸及位置均有驗(yàn)收合格記錄表。

（3）樁基超聲波檢測(cè)結(jié)果表明，在所評(píng)估的第四類樁中，N0_3、N0_6、N0_8、N0_10合同段存在少量的II類樁，其余均為I類樁。說明第四類樁樁身無(wú)影響樁身結(jié)構(gòu)承載力的較大缺陷。

（4）因第四類樁基樁柱連接部存在病害的比例較大，建議對(duì)全部的第四類樁樁柱結(jié)合部進(jìn)行處理。

6第四類樁處理方案建議

6.1按水文地質(zhì)類型分類

第四類樁基需要根據(jù)不同水文地質(zhì)情況采用不同的處理方法，因此對(duì)第四類樁的水文地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查并統(tǒng)計(jì)，主要分類和數(shù)量匯總見表5。

6.2位于陸地且樁頂埋深較大樁基處理方法

因受現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件限制或地下水位較高的影響，無(wú)法采用開挖后在樁柱結(jié)合部外包混凝土的方法進(jìn)行處理。從評(píng)估結(jié)論可以看出，第四類樁基存在的樁頂保護(hù)層混凝土脫落、崩邊及局部露筋病害對(duì)樁身的承載能力短期內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但對(duì)樁基的耐久性存在一定的影響。因此，對(duì)于此類樁的處理主要以提高樁基耐久性為目的，處理原則是對(duì)樁柱結(jié)合部進(jìn)行包裹處理，隔絕地下水及空氣，達(dá)到恢復(fù)樁頂鋼筋保護(hù)層保護(hù)作用的目的，以此減緩鋼筋銹蝕，提高耐久性。處理方法可采用以下兩種方式，建議建設(shè)方從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工便宜性等方面綜合考慮后選擇合適的處理方法：

（1）在樁基外側(cè)土體中壓入鋼護(hù)筒至樁柱結(jié)合部，進(jìn)行人工挖土，清理后對(duì)樁柱結(jié)合部進(jìn)行外包鋼筋混凝土處理。該方法可較為徹底地處理第四類樁樁柱結(jié)合部的病害，但是這種方法因涉及到使用大直徑的鋼護(hù)筒，成本較高。因三柳路全線位于陸地且樁頂埋深較大的第四類樁基數(shù)量達(dá)到411根，采用此處理方法的經(jīng)濟(jì)性不高。

（2）采用高壓旋噴注漿法。在樁基側(cè)面進(jìn)行鉆孔至樁柱結(jié)合部，利用高壓旋噴方法注槳，對(duì)樁柱結(jié)合部形成包裹。高壓旋噴法利用水泥漿作為固化劑加固土體，為隱蔽工程處理方法，其施工機(jī)具簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便、施工迅速且處理成本較低，并且注漿固結(jié)體強(qiáng)度具有一定可靠性和較好的耐久性。該方法的處理示意圖如圖1所示。

6.3水中樁基處理方法

（1）樁柱結(jié)合部位于河床交界面處樁基處理方法：在樁基周圍圍堰，清除樁柱結(jié)合部淤泥，對(duì)結(jié)合部進(jìn)行外包鋼筋混凝土處理。

（2）樁柱結(jié)合部位于河床以上樁基處理方法：利用護(hù)筒或護(hù)套在樁柱結(jié)合部灌注水下混凝土，對(duì)結(jié)合部形成包裹。

7結(jié)語(yǔ)

本文以三江至柳州高速公路為工程背景，利用評(píng)估排查法對(duì)已接好墩柱并施工完蓋梁的橋梁樁基質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。通過搜集評(píng)價(jià)樁基施工的基礎(chǔ)資料，對(duì)已挖檢樁基的病害形式及存在病害的樁基的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，為開挖難度大、無(wú)法進(jìn)行直接檢測(cè)的第三、四類樁質(zhì)量評(píng)估提供依據(jù)，并經(jīng)專家組討論，形成專家組評(píng)定意見和相應(yīng)處理方案，確保橋梁樁基的工程質(zhì)量。