论桥梁钻孔灌注桩施工技术和质量控制

关键词：桥梁；钻孔；灌注桩；质量；控制；
一、钻孔过程中容易出现的施工质量问题及对策
1、护筒冒水、钻孔漏浆
护筒外壁冒水,护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏泥浆的现象称为护筒冒水、钻孔漏浆。一旦漏浆,护筒内承压水头高并得不到保障,易引发坍孔,也会造成护筒倾斜和位移,造成钻孔偏斜,严重的会引起周围地基下沉,甚至无法施工。
形成的原因:护筒埋设太浅,周围填土不密实,或护筒的接缝不严密,在护筒刃脚或其接缝处产生漏水；钻头起落时,碰撞护筒,造成漏水；钻孔中遇到透水性强或地下水流动的地层；护筒内外水位相差太大；
预防和处理措施:埋设护筒时,护筒四周土要分层夯实,土质量选择含水量适当的粘土。在旱地上埋设外护筒一般采用挖埋法。埋置深度以进入好土1m以上为宜,并在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土(最好选用黄土)要分层回填夯实,以达到最佳密实度。在水中埋设外护筒可采用振动加压下沉法。护筒底一定要下沉至硬土1 m左右,否则易坍塌、穿孔。钻头起落时,要注意对中,避免碰撞护筒。有钻孔漏浆相应情况时,可增加护筒埋置深度,采取加大泥浆比重,倒入粘土慢速转动等措施,并适当降低护筒内的水头。施工中,严格控制好护筒内水位,一般情况下,以保持高于筒外施工水位1.5m为宜。水头过高易从护筒底脚处产生空孔现象,水头过低又会减弱井孔内的水压外渗护壁作用,甚至产生反渗现象。发现护筒刃脚冒水时,应立即停止钻孔,并用粘土在周围填实、加固。如护筒接缝漏水,可用潜水工下水进行作业堵塞。如护筒严重下沉或位移时,则应返工重新埋设护筒。钻孔孔壁漏水时,可倒入粘土或填入片石、碎软石土,以增强护壁。
2、扩孔和缩孔
扩孔是孔壁坍塌而造成的结果,若因孔内局部发生坍塌而扩孔,钻孔仍能达到设计深度则不必处理,只是混凝土灌注量大大增加。若因扩孔后继续坍塌影响钻进,则应按塌孔事故处理。产生孔径小于设计孔径现象称为缩孔。
缩孔形成的原因:钻锥焊补不及时,严重磨耗的钻锥往往钻出较设计桩径稍小的孔；或由于地层中有软塑土(俗称橡皮土),遇水膨胀后使孔径缩小。
预防和处理措施:经常检查钻具尺寸,及时修补磨损钻头、补焊或更换钻齿。有软塑土时,采用失水率小的优质泥浆护壁。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金切片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。发生缩孔时,可使用卷扬机吊住钻锥上下、左右反复扫孔的方法来扩大孔径,直至使发生缩孔部位达到设计孔径要求为止。
3、钻孔偏斜
产生钻孔偏斜的原因:钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致；地面软弱或软硬不均匀；土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
预防和处理:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地,安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线上。在不均匀地层中钻孔时,宜采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,应采用慢速档钻进。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
二、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及对策
1、卡管
卡管是水中灌注混凝土过程中,无法继续进行灌注的现象。形成卡管的原因:初灌时,隔水栓堵管；混凝土和易性、流动性差造成离析；混凝土中粗骨料粒径过大；各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管；导管进水造成混凝土离析等。
防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22 cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm.为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。为确保导管连接部位的密封性,导管使用前应做水密试验,进行水密试验的水压不应小于孔内水深的1.3倍的压力。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
2、钢筋笼上浮
钢筋笼的位置高于设计位置的现象。
造成原因:钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土推顶上升；当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮；由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的粘结力,若此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。
防治措施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固；加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5-2.0 m.灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5 m和小于1m,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
3、断桩
混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。
造成原因:由于导管底端距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充；受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体；由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。
防治措施:成孔后,必须认真清孔,一般是采用冲洗液清孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中,应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比,混凝土应有良好的和易性和流动性,坍落度损失应满足灌注要求。灌注过程应连续、快速,准备灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
三、结语
综上所述,在钻孔灌注桩的施工过程中,由于地下不可见因素较多,发生故障时,应及时查明原因,合理确定处理方案,进行处理,并及时总结经验教训。钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度的责任心,以防为主,对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,只有这样桩基的质量控制才能得到保证。
参考文献:
[1]JT J0/1-2000,公路桥涵施工技术规范[S].
[2]JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].