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桥梁钻孔灌注桩基础质量控制和质量问题防治措施


桥梁钻孔灌注桩基础质量控制和质量问题防治措施
刘军 谭海荣 陈金鹏
(广东省水利水电第三工程局 广东 东莞 523710 )

摘要:钻孔灌注桩在桥梁工程中得到了广泛的应用。本文以钻孔灌注桩基础在高州水库除险加固 工程 X633 线过境路 K0+260 中桥的施工为例,介绍施工过程中钻孔灌注桩的质量控制和遇到的常见的 质量问题,并讨论其一些

相关防治措施。 关键词:桥梁基础 钻孔灌注桩 质量控制 质量问题 防治措施 1 引言 高州水库除险加固工程包括了 X633 石骨库区过境路公路工程项目,该公路全长 1.040km(桩号 K0+00~K1+040.00),设计速度为 40Km/h,设计荷载为 II 级。在桩号 K0+229.30~K0+292.45 处为一 中桥,即 X633 线过境路 K0+260 中桥,中桥设计洪水频率为 1/50,属于 T 形梁桥,其上部构造 2×20m 为两跨(每跨 4 片梁)预制安装钢筋砼 T 形梁,下部结构为双柱式桥墩,薄壁 U 型桥台,基础采用了 钻孔灌注桩。 2 工程概况 X633 线过境路沿线地质较简单,区内地层受区域变质作用影响,岩石强烈混合岩化,主要岩性为 混合岩土,岩体上部为风化土覆盖,风化土上部为中塑性粘性土,中下部硬塑并含较多长石砂砾,土 性为亚粘土。本桥梁所处总干渠低洼处表面有第四系冲积层覆盖,厚度 3.5m~4.3m,土性有中、细砂 土及淤泥。沿线未发现近期构造活动痕迹和不良地质现象,工程地质条件良好。路线所在区域的地震 动峰值加速度为 0.05g。本文以钻孔灌注桩基础在高州水库除险加固工程 X633 线过境路 K0+260 中桥 的施工为例,介绍施工过程中钻孔灌注桩的质量控制和遇到的常见的质量问题,并讨论其一些相关防 治措施。 3 施工过程中的质量控制 本桥梁钻孔灌注桩的施工是在河床上进行的, 其施工过程无法观察, 成桩后也不能进行开挖验收。 施工中任何一个环节出现问题,都将直接影响到整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经 济损失和不良的社会影响。 因此, 要求基础施工队伍在施工技术措施上要落实, 并加强施工质量管理, 密切注意抓好施工过程中每一个环节的质量,力争将隐患消除在成桩之前。 3.1 成孔质量的控制 成孔是混凝土灌注桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、 桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此,在成 孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项工作: 3.1.1 填筑施工平台 本桥梁钻孔灌注桩的施工是在河床上进行的,场地为浅水,故采用粘土填筑施工平台。平台面积 应按钻孔方法、机具大小等要求决定;高度应高于最高施工水位 0.5~1.0 m。在施工期间,水流受压 缩后,应保证平台稳定,坡面、坡脚不被冲刷,必要时应采取防护措施。 3.1.2 钻孔施工过程 3.1.2.1 钻孔灌注桩钻进 开孔的孔位必须准确。在护筒定位后及时复核护筒的位臵,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差 不大于 50mm,并认真检查回填土是否密实,以防钻孔过程中发生漏浆的现象。开钻时均应慢速钻进, 待钻头全部进入地层后,方可加速钻进。 在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定的水位和要求的泥浆相对密度和粘 度。处理孔内事故时或因故停钻,必须将钻头提出孔外。 3.1.2.2 清孔 钻孔深度达到设计标高后,应对孔深、孔径进行检查,符合要求后方可清孔。在清孔排渣时,必 须注意保持孔内水头,防止坍孔。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。 在吊入钢筋骨架后,灌注水下砼之前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规 定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下砼。

3.1.2.3 钢筋笼制作质量和吊放 钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的直 径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在 设计标高上,这是由于钢筋吊笼放后是暂时固定在钻架底梁上的,因此,吊环长度是根据底梁标高的 变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋 笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补 焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时,不能加压强行下放, 因为这将会造成坍孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因,如因钢筋笼没有垂直吊放而造成 的,应提出后重新垂直吊放。钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。 3.2 成桩质量的控制 3.2.1 钻孔灌注水下混凝土的施工主要是采用导管灌注,混凝土的离析现象还会存在,但良好的 配合比可减少离析程度,因此,现场的配合比要随水泥品种、砂、石料规格及含水率的变化进行调整, 为使每根桩的配合比都能正确无误,在混凝土搅拌前都要复核配合比并校验计量的准确性,严格计量 和测试管理,并及时填入原始记录和制作试件。 3.2.2 为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,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。因为混凝土搅拌时间不足会直接影响混凝土的强度,混凝土坍落采用 18cm—20cm,并 随时了解混凝土面的标高和导管的埋人深度。 导管在混凝土面的埋臵深度一般宜保持在 2m—4m, 不宜 大于 5m 和小于 1m,严禁把导管底端提出混凝土面。当灌注至距桩顶标高 8m—10m 时,应及时将坍落 度调小至 12cm—16cm, 以提高桩身上部混凝土的抗压强度。 在施工过程中, 要控制好灌注工艺和操作, 抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大 幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层 厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注 2m3 左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩 体的充盈系数, 《建筑施工操作规程》规定桩身混凝土的充盈系数必须大于 l。同时要认真进行记录, 这对日后发现有问题的桩或评价桩的质量有很大作用。 4 施工过程中出现的施工质量问题及防治措施 在本桥的钻孔灌注桩施工中遇到了一些质量问题,下面结合本工程的具体特点,讨论其一些相关 防治措施。 4.1 护筒冒水 护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。 造成原因:施工平台的土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞。 防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔, 使护筒内保持 1.0-1.5m 的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时,应立即停止 钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新定位后安装护筒。 4.2 塌孔 钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷、溶洞或 裂隙的迹象。 造成原因: a)孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位 不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。 b)地下淤泥流动,泥浆护壁不起作用,造成塌孔。 防治措施: a)在施工平台的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆 的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准 孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般 不应大于 3 小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。 b)可采用粘土或碎石回填后重新钻孔;或者挖孔做砼护筒。 4.3 桩底沉渣量过多 对于承载桩来说,如果沉渣量过大,势必造成桩受荷时发生大量沉降,同样使桩的承载力失效,

因此钻孔灌注桩的沉渣量检查是施工控制中的一项关键工作。 造成原因:检查不够认真,清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难 于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长, 致使泥浆沉积。 防治措施: a)加强对沉淀层的检查力度和意识。 b)成孔后,钻头提高孔底 10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于 30 分钟。采用性能 较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行臵换。 c)钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工 艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过 规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。 d)开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为 30-40cm,应有足够的混凝土储备量,使导管 一次埋入混凝土面以下 1.0m 以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的 目的。 4.4 卡管 在本工程 16 根桩施工中,试过一次卡管。 造成原因:混凝土和易性、流动性差造成离析。 防治措施: 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 18-22cm,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。 5 结束语 通过本工程的实践应用表明,钻孔灌注桩质量控制对桥梁基础施工是非常重要的。只有对桩基各 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。钻孔桩事故处理的方法 很多,难度也较大,无论采取什么先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不 可忽视的影响。因此,在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作,水下混凝土灌注统一指 挥、紧张而有序,对可能出现的问题制定切实有效的防范措施,尽最大努力杜绝事故的发生。

参考文献: [1] 张如意.谈钻孔灌注桩常见的质量问题及防治措施[J] [2] 郭和利.营口港钻孔灌注桩施工技术和质量控制[J] [3] 公路桥涵施工技术规范 JTJ 041—2000


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