浅谈钻孔灌注桩施工质量控制措施

2011-08-15王贵

四川水利 2011年3期

王贵

(葛洲坝二公司汉宜铁路项目部,湖北荆州,434000)

跨江汉运河特大桥位于新建武汉至宜昌高速铁路线上荆州市境内,全长3131.625m,为双线铁路桥。桥梁基础为混凝土灌注桩,钻孔桩774根(其中1.0m的732根,1.25m的20根,2.0m的22根)。全部桩基处在陆上,地质岩性按从上至下为硬塑粉质粘土、软塑粉质粘土、中密细砂、饱和密实细圆砾土、饱和密实粗圆砾土。桥梁桩基均采用旋挖钻机成孔、水下灌注混凝土成桩。现结合跨江汉运河特大桥桩基施工浅述钻孔灌注桩施工质量控制的要点。

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环节,塌孔、缩颈、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求,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。

1.1 定位。首先坐标的定位。在放样位置定位好护筒后,要及时复核护筒的位置和标高,严格按照规范要求,确保护筒内泥浆面标高不低于地下水位或河中施工水位1.5m～2.0m(这是防止塌孔和缩颈的基本保证),并认真检查护筒周围土体是否密实。其次,钻孔顺序的确定。钻孔灌注桩是先成孔,后在孔内成桩,在未浇筑混凝土前的桩孔是依靠泥浆来平衡的,而在钻孔灌注桩成桩初始,桩身混凝土的强度很低,经不起钻孔过程中钻机对周围土体的动压力,故采取隔孔施工。这是一项稳妥防止塌孔和缩颈的技术措施。

1.2 确保桩孔的垂直度。桩孔的垂直度是确保桩身质量的一个重要条件。为了保证成孔的垂直度满足设计要求,应在施工过程中采取两大措施:第一、扩大桩机支承面积使桩机稳固;第二、开钻初期,成孔深达5m时,应检查钻杆垂直度,确保成孔垂直度在1%以内,待各方面均正常运转时,方可开始加速钻孔,此后还要经常校核钻架及钻杆的垂直度。

1.3 钻孔过程中对泥浆各种性能指标的检测。在钻孔过程中,泥浆的各项性能指标可以体现钻孔中的意外事故。如遭遇地下河和溶洞等都会引起泥浆性能指标的变化,这是设计中无法预见的,而确实是我们施工中必须处理的问题。而且,泥浆的作用是要平衡桩孔,保证不塌孔、不缩颈。这就要求我们要保证泥浆指标的稳定。

1.4 成孔深度的确定。虽然钻杆到达的深度已反映了成孔深度,但如在第一次清孔时泥浆比重控制不当,或在提钻具时碰撞了孔壁,就可能会发生坍孔、沉渣过厚等现象,这将给第二次清孔带来很大的困难,有的甚至通过第二次清孔也无法清除坍落的沉渣。因此,在提出钻具后要用测绳复核成孔深度。如测绳的测深比钻杆的钻探小,就要重新下钻杆复钻并清孔。

1.5 钢筋笼的安装和吊放。很多时候,桩孔的塌孔都是在下放钢筋笼的时候造成的。钢筋笼制作完毕,应经检查验收,合格后才允许使用,否则应返工。验收合格的钢筋笼,应挂牌及编号,以免用错。运输和吊装钢筋笼时,应避免钢筋笼变形。吊点应对称,使钢筋笼吊起时呈垂直状态。

1.6 二次清孔的完善。许多施工单位为了施工的快捷、便利,在下放钢筋笼和导管安装完毕后就不进行二次清孔或简单行事。孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和下放导管这段时间内,使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击反而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行水下混凝土的灌注工作。如由于工作安排或其他原因使混凝土无法立即浇筑,从清孔停止至混凝土开始浇灌超过4h的,应重新清孔。

2 成桩质量的控制

成桩是控制桩基质量的关键步骤,其成败直接影响着整个桩基的成败。对成桩质量的控制应从下述几个方面入手。

2.1 原材料。为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料的质量合格证 (水泥出厂合格证、检验报告、砂石检验报告)。如发现与质量合格证不符,应立即取样复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质),严禁用于混凝土灌注桩。

2.2 配合比。混凝土必须具备良好的和易性,其配合比必须通过试验确定,强度符合设计规定。混凝土宜选用中粗砂,含砂率宜为40%～45%,粗骨料最大粒径＜40mm。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。为使每根桩的混凝土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。

2.3 混凝土搅拌时间和坍落度。为了保证混凝土的质量和浇筑的连贯性和流畅性,混凝土搅拌必须有保证的时间和混凝土必须要有一个控制的坍落度。过长和过短的搅拌时间都不利于混凝土的质量,这就要我们试验出一个确定的时间来执行。混凝土的坍落度将影响到混凝土的浇筑质量。坍落度过小,容易造成堵管,塌落度过大,影响混凝土的强度和桩基的质量。混凝土坍落度采用18cm～20cm,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。

2.4 导管的安装、抽拔和埋管深度。浇灌混凝土的导管,在使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6MPa～1.0MPa。在整个浇灌过程中,要随时了解混凝土的标高和导管的埋入深度。导管埋入深度最小不得少于1m,最大不得大于6m,一般控制在2m～4m。提升和拆卸导管要实行双控制,严禁将导管提升到混有泥浆的混凝土夹层内,造成断桩。浇灌混凝土应连续进行,孔内混凝土每小时的上升速度不得小于2m。