桥梁钻孔灌注桩基础施工常见质量通病及防治

2013-08-15余小江陈文俊

黑龙江交通科技 2013年3期

关键词：孔壁灌注桩泥浆

余小江，陈文俊

(江西省交通设计研究院有限责任公司)

桥梁钻孔灌注桩基础施工常见质量通病及防治

余小江，陈文俊

(江西省交通设计研究院有限责任公司)

随着高速公路的快速发展，钻孔灌注桩在桥梁基础使用占据越来越多的比重，因为建筑施工的隐蔽性和没有预见性，施工工作流程杂乱，通常有2% ～5%的桩质量存在钻孔偏斜、缩孔、孔壁坍塌，孔壁塌陷，塞管，钢筋笼上浮，断桩等质量问题。简要分析了其目前出现的原因和相应的预防和控制。作者联系多年的经验，对桥梁施工钻孔桩进行了分析。

桥梁管控灌注桩;常见质量通病;防治措施

相比其他桩，钻孔灌注桩有更多的优势。在施工过程中没有挤土效应，产生的噪音很小甚至是没有噪音，对周围建筑物的影响很小，所以大桥在建设施工中桩基常常选择钻孔灌注桩钻。尽管钻孔灌注桩有许多的优势，但施工技术要求是艰难的，对质量控制的需求更高。在钻孔灌注桩的施工过程中经常发生断桩缩紧等我们不希望看见的现象，因此我们要严格控制钻孔灌注桩施工质量。笔者根据多年的经验，分析了常见的质量问题的原因，并提出了相应的预防和控制措施，并希望同事在控制钻孔桩施工质量上有所帮助。

1 施工前期准备工作

(1)在施工前，有必要知道各部分的质量工程要求，熟悉相关标准和相应的图纸。知道钻孔灌注桩的相关特性，地质条件和施工工艺，并要求对钻孔桩施工过程可能存在出现的问题，提出详细的分析处理措施。对于严重的问题要能够提出相应的应急方案°(2)需求提高施工人员的质量控制意识。提高施工人员的职业素质建设，也可以选择经验丰富的、专业素养高的人才。而且需求保证在施工过程中，施工人员的流动性小。在施工人员投入建设前，公司应该专注于专业的训练，提高施工人员的质量控制知识。相对比较重要的工序要求负责人持证上岗。

2 常见质量通病及防治措施

2.1 钻孔偏斜

原因分析:钻孔平台基底座不稳固，在钻孔过程中钻机架发生不均匀的形变;钻杆弯曲，不是一条笔直的直线，接头松散连接，所以导致钻头晃动范围相对较大;土层并不是想象中的那么均匀，土层软硬不均，导致钻头手里不均或者遇到故事、探头石等情况的时候，会使得成孔后桩孔出现较大垂直偏差或者弯曲变形。

预防和控制措施:钻机就位前要把场地夯实平常，总是坚持钻机处于一个水平的状态。安装钻机是需求钻盘中心和钻架上起吊滑轮在同一轴线，钻杆位置偏差不能大于20 cm。还要经常检查钻杆、及时调整或放弃弯曲的钻杆。在不均匀的地层中钻孔的时候，我们适宜采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不平的地层时，斜形岩石或碰到孤石的时候，我们要降低组胺素，把它调到慢档。钻孔发生偏差时，可以把钻头提起来，上下重复扫钻几次，为了切断层坚硬的部位。如过发现纠正无效，应当在孔中局部回填粘土到偏孔出0.5 m以上，重新钻进。

2.2 缩孔

原因分析:地质弱、弱层在土压力的作用下，向孔内发生挤压;塑性土层，遇水膨胀;钻头磨损过快，不及时维修焊接，然后导致缩孔。

预防和控制措施:选择高质量的泥浆，控制泥浆的重量和粘度，降低失水量。在孔隙形成的时候，应该提高泵量，加快孔隙的成形速度，在成孔一段时间里，孔壁形成了泥皮，那么孔壁就不渗水，也不会引起膨胀。钻头出现磨损的时候要及时维修焊接，或在导正器外侧焊接必须的合金刀片，在钻进或者起钻的时候扮演一个扫孔的角色。

2.3 孔壁塌陷

原因分析:泥浆稠度很小，其保护壁的效果差，保护筒埋置浅，周围封堵不精确而出现漏水;保护筒底部漏水造成泥浆水头高度不够，对孔壁压力降低;泥浆相对密度太小，导致水头对孔壁压力较小;钻井速度过快或空钻时间太长;成孔后代灌时间过长和充填时间太长也会导致孔壁塌陷。

预防和控制措施:应根据地质条件的不同，选择不同的泥浆比重、泥浆黏度和不同的钻井速度。在松弛和容易坍塌的土壤中，适当的深埋保护管、密实填封护筒四周。升高护筒，最后的洞要补给泥浆，保持要求的水头高度。提升钻头，降低钢筋笼应坚持垂直，防止钢筋笼变形和放置时要对准桩孔位置，吊直扶稳，慢慢下沉，防止和孔壁发生碰撞。成孔以后，用于灌溉的时间通常不应超过3 h。在保证施工质量尽可能的条件下，加快灌注速度，缩短充填时间。

2.4 桩底沉积物太多

原因分析:泥浆的比重太小或泥浆注入量不充足而难以将沉渣浮起来;直接使用水清孔，使大颗粒土粒沉落或者护臂发生问题致使发生少量塌落;在吊放钢筋笼的过程中，没有对准孔位从而和孔壁发生碰撞使得泥土塌落桩底，清孔不彻底或者清孔后等待灌溉的时间太长，从而导致了泥浆积累。

预防和控制措施:选择性能更好的泥浆，控制泥浆的比重和粘度，不要使用水进行置换。成孔后，钻头提高孔底10～20 cm，坚持缓慢空转，维持循环清孔的时间不能够少于20 min。钢筋笼垂直缓慢的放在里面，避免磕碰孔壁。根据标准应该进行二次清孔。我们选择导管进行二次请孔，一直到孔口反浆比重和沉积厚度都是符合标准的要求。提高混凝土初灌时候对空地的冲击力，致使导管底部到孔底部的间隔为30～40 mm，最初的灌混凝土量要满足导管地段能埋入混凝土中1 m以上，这样才能利用混凝土的巨大冲击力消除孔底的沉渣，才能达到消除孔底沉渣的意图。

2.5 塞管

原因分析:初始时，塞管多因隔水栓卡管;混凝土塌落度太，和易性以及流动性差，拌合的不均匀，运输过程中产生隔离、粗骨料粒径太大;管道连接部件和焊缝不密切发生泄漏，管内形成水塞现象;管内混凝土不满而里面有空气，混凝土整个倾入导管内，从而导致管内形成高压气塞;各种各样的机械故障引起混凝土浇筑不连续，在导管中停留的时间太长。

预防和控制措施:采用的隔水塞直径应该和管直径相配，加上出色的隔水功能，保证顺利排出。混凝土碱灌溉的时候，应加强对混凝土的混合时间和混凝土坍落度的操纵。严格控制混凝土的配合比，应保证导管连接部位的密封性，导管使用前应检查试拼装、试压。在施工过程中，应每时每刻监测设备，以确保机械工作是正常的，从而避免发生机械事故。

2.6 钢筋笼上浮

原因分析:在提升导管时候，导管挂在钢筋笼上，钢筋笼连同导管一起上升;灌注混凝土接近钢筋笼底口的时候，导管底口在钢筋笼底口以下3 m到2 m以上的时候，混凝土灌注速度太快，使混凝土坠落管底口向上反冲，它的顶推力大于钢筋笼的重量，从而把钢筋笼托起来。

预防和控制措施:安放导管的时候，应使导管中心与钻孔中心尽量重合，导管接头处应该准备必要的防挂措施，为了避免提升导管时候挂住钢筋笼。灌注混凝土的这个过程中，当导管底口下低于钢筋笼底3 m到高于钢筋笼底2 m之间，而且混凝土表面在钢筋笼在底部下1 m之间，应该减缓混凝土的灌注速度。当混凝土表面上升到钢筋笼底口4 m以上，提升导管，使导管底口低于钢筋笼底部2 m以上，可以恢复正常的灌输速度。可以把钢筋笼顶端焊接牢固于护筒上。当发生钢筋笼上浮的时候，应立即暂停灌注混凝土，还要准确的计算导管埋深和已经浇筑混凝土面的高程，提升导管后在进行浇筑。

2.7 断桩

原因分析:混凝土灌注时间长过、表面混凝土的流动性小，形成硬皮的效果，和持续灌注顶破硬层上升，把混合着泥桨砾石表面部分盖包，导管底口距孔底距太大，第一批填充的混凝土不能埋住导管;灌注混凝土时，导管提升和拔起太多，露出混凝土表面;在提拔导管时候，钢筋笼卡住管，在混凝土初始凝固之前不能提及拔起，导管接口泄漏导致泥浆入管，在混凝土内形成夹层;或者是因为不能连续灌注混凝土，中止时刻超越混凝土的初凝时间，导管不能提及，形成断桩。

预防和控制的错施:有必要仔细的清洗孔，清洗孔时间应该基于孔沉积物情况来决定。清孔不久之后要赶紧注入混凝土，防止孔底沉积物超出标准的规则。严格控制混凝土的配合比。混凝土应具备良好的和易性和流动性，塌落度在18～22 cm。如果充填时间更长，可以增加缓凝剂。灌注混凝土前仔细测量孔径，准确计算出整个孔和一次灌注混凝土量。当钢筋笼卡管后，可以尝试转动导管，使之脱离钢筋笼。在水活动比较大的面积段，在使用前进行套管或者是水泥进行处理，水停止成功才可以进行灌注。确保导管的密封性，导管的拆卸长度应该基于导管内外混凝土的上升高度来决定，千万不要拔起过多。