1、1浅谈桥梁钻孔灌注桩基础施工中的问题及防治措施吕炬 (杭州市交通工程集团有限公司,浙江 杭州 310007) 中图分类号:U443.15 文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2009)09-095-02 摘要:分析了桥梁钻孔灌注桩基础施工中造成质量事故的影响因素,针对钻孔灌注桩施工方法,从钻孔、清孔、钢筋笼制作安装、灌注水下混凝土等方面进行了论述,以提高桥梁钻孔灌注桩基础的施工质量。同时介绍了解决措施,以减少经济损失,加快整个工程的施工进度。 关键词:桥梁;钻孔灌注桩;施工工艺;控制 混凝土桩基础具有质量好、承载能力高、造价低、施工简便的优点,被广泛应用于桥梁基础工程。桩基施工从钻孔
2、到混凝土灌注的每一个工作环节都需要周密的安排和严谨的操作,尤其是施工准备工作,它直接影响到桩基的工程质量,施工中会出现断桩(全断面夹泥、孔洞)和缺陷桩(离析、蜂窝、缩颈等),它直接影响工程的质量,钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定及围护结构的安全。 一、钻孔施工中常见的事故 1.孔位出现偏差 2桩位出现偏差的主要原因在计算桩位坐标时失误,由于施工中测量人员计算错误,审核不细导致出现工程事故,所以在桩位放样前测量人员、工程技术人员一定要仔细核算,确保准确无误。 2.停钻换机造成偏位 桥梁工程地质条件比较复杂,对不同的地质应选择相应的钻机。对第四纪河床冲积层(砂土、粘土、黄土、淤泥)一般
3、采用回旋钻机,对风化岩层、河床砂砾石层一般采用冲击式钻机,对复杂的地质条件(地层不均匀)含大块孤石的砂土层,采用冲击钻与回旋钻配合钻孔或采用地质岩芯钻机,换机中钻机就位偏差造成孔位偏差。 3.塌孔 塌孔在灌注桩施工过程中是经常遇到的事。其特征是孔内水位突然下降,孔口有水泡,出渣量显著增加,进尺困难或不进尺,钻机负荷明显增加,若处理不及时将埋钻或造成废孔。当地区水位变化太大时,采用适当的方法保持水头相对稳定。发现塌孔.判明坍塌位置.分析塌孔原因,针对坍塌的情况采取可行的措施,如果坍塌的水量较小可继续钻孔,回填砂和黏质土混合物到塌孔处以上 lm2m 继续钻孔。随时注意坍塌数量的变化。若塌孔不能控制
4、,立刻拆除钻机护筒回填钻孔,重新埋设护筒再钻。由于清孔或钢筋骨架吊入造成塌孔时,应立即停止清孔或将钢筋骨架吊出,利用钻孔机具搅动添加泥浆护壁,同时将坍塌物清理干净,待塌孔稳定后重新清孔和安装钢筋骨架。 二、施工工艺 31.钻孔 (1)采用上海探矿机械厂 GPS-20 型钻机,正循环施工。调整钻头中心与测放好的桩位中心对中,确保钻机就位时钻杆垂直。 (2)报请监理人员检验,同意之后方可开钻。先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,待泥浆输到孔内一定数量后,开始钻进。 刚开始时,进尺应适当控制,在护简刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下 1ITI 后,可按土质以正常速度钻进。
5、 (3)钻孔过程中每 1h2h 检测一次泥浆指标,注意及时调整,使其符合规范要求。每钻进 2m3m 检查孔径、竖直度,同时注意土层变化,与地质资料进行核对,若与勘察设计所提供的地质资料不符,要请示监理工程师和设计代表,经判明后再继续钻孔,合理调整钻进速度与钻压等参数。采用减压法钻进,使钻杆维持垂直状态,钻头回转平稳,减少斜孔、扩孔和弯孔的发生。接、卸钻杆的动作要迅速、安全,争取在尽快时间内完成,以免停钻时间过长,增加沉淀。 (4)钻孔中保持孔内的泥浆面(水头)高度,若突然发生泥浆面降低或升高,应立即将钻头提出孔外,向有关人员汇报,查明原因,分析判断发生的情况后再继续钻进。 2.清孔 (1)钻进
6、达到设计标高后,立即进行终孔检查(孔深、孔径、倾斜度等),符合设计要求后进行第一次清孔。 (2)清孔时必须注意保持水头高度为 1.5m2.0m,同时必须控制好泥4浆指标,避免因泥浆相对密度下降导致塌孔。不得用加深钻孔深度的方式代替清孔。 (3)在导管安装完毕后,再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如不符合规定,应进行第二次清孔。 三、钻孔灌注桩基础施工中的问题及防治措施 钻孔灌注桩的主要问题、产生原因及相应的防治措施列举如下。 1.桩底地基承载力不足 原因:桩端没有支承在持力层上面。 防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验。如不能钻孔取芯,要参照邻近取芯情况,钻速、
7、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主要钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好)、工程地质资料进行综合考虑。 缩径(孔径小于设计孔径)原因:塑性土膨胀。 防治措施:成孔时应加大泵量,加快成孔速度,快速通过。在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。如出现缩径.采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。 桩底沉渣量过大原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。 防治措施:(1)认真检查,采用正确的测绳和测锤(2)一次清孔后,如不符合要求,要采取措施,改善泥浆性能,延长清孔时间。(3)在下完钢筋笼5后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次
8、清孔可再利用导管进行,即准备一个接头,一头接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底 0.4m,在接管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔能及时有效保证桩底干净。 2.钢筋笼上浮 原因:(1)当砼灌注至钢筋笼下,若此时提升导管且导管底端距离钢筋笼仅有 1m 左右的距离时,由于浇注的砼自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮(2)由于砼灌注钢筋笼且导管埋深 较大时,其上层砼因浇注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳砼与钢筋有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上砼从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移。 防治措施:(1)灌注砼过程中,应随时掌握砼浇注标高及导管埋深,当
9、砼埋过钢筋笼底端 23m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上(2)当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇砼标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。 断桩原因:(1)灌注砼过程中,因导管漏水或导管提漏而二次下球也是造成夹泥层和断桩的原因。导管提漏有两种原因:一是当导管堵塞时,一般采用上下振击法,使砼强行流出,但如此时导管埋深很少,极易提漏。二是泥浆过稠,如果估算或测砼面难,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏.引起断桩:(2)灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了
10、积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,6造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故;(3)导管埋得太深,拔出时底部已接近初凝,导管拔上后砼不能及时冲填,造成泥浆填入,引发断桩。 防治方法:(1)认真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)尽可能提高砼浇注速度:一是开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。二是快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞:(3)提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程(4)灌注水下砼前检查导管是否漏水、弯曲和缺陷发现问题及时更换。 四、结语 桩基是整个桥梁的命脉所在,是桥梁施工的关键环节,钻孔灌注桩的施工工艺复杂,干扰因素多,施工难度大。在施工中,应结合工程的实际,按照设计文件与施工规范的要求,选取合理的施工工艺,坚持以预防为主的原则,采取有效的措施进行施工控制,及时解决施工过程中出现的各种问题,才能保质保量地完成任务。 参考文献: 1刘自明.桥梁工程检测手册M,北京:人民交通出版社.2001 2交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵(上册)M.人民交通出版社.2000
