桥梁桩基施工检测研究
2015-07-10贾吉寿
贾吉寿
（青海省公路工程建设总公司，青海 西宁 810000）
桥梁桩基施工检测研究
贾吉寿
（青海省公路工程建设总公司，青海 西宁 810000）
钻孔灌注桩在桥梁工程中被广泛的应用。钻孔灌注桩由于单桩的总承载力大，对周围环境影响较小，且能适应各种地质条件，施工操作方便，因此在桥梁工程中广泛应用。本文就钻孔灌注桩施工质量控制进行研究探讨。
灌注桩 施工 质量
1. 言
桩是设置于土中的竖直或倾斜的柱形基础构件。钻孔灌注桩是桥梁基础的主要形式，能够大大减少基础沉降，具有足够的稳定性。钻孔灌注桩施工上应特别注意对钻孔时孔壁坍塌及桩尖处地基的流砂、孔底沉淀等的处理，施工质量的好坏对桩的承载力影响很大。因此，对钻孔灌注桩施工工艺的研究，控制成桩质量，加强钻孔灌注桩的质量检测，是确保桥梁基础安全的重要手段。
2. 梁灌注桩优点
（1）钻孔灌注桩以其低噪音、对周围环境影响较小、无挤土效应等特点；
（2）与沉入桩的锤击法相比，施工噪声和振动要小得多；与扩大基础相比，具有开挖面小的优点；与预制桩相比，比较经济；
（3）能建造比预制桩直径大得多的桩；具有较大的承载力；
（4）在各种地基上均可使用，是桥梁基础的主要形式；
（5）施工设备比较简单、轻便，过程容易控制。
3. 梁灌注桩施工工艺
3.1 施工准备
（1）根据桥梁施工地的地形、地质、水文等情况进行场地平整，硬化。做好泥浆池、排水、排污设施等。
（2）测量放线
（3）护筒制作、埋设
护筒埋设：护筒允许偏差：顶面位置为5cm，斜度为1%。
（4）泥浆拌制
泥浆原料：优先采用膨润土造浆，无条件时选用优质黏土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。良好的的膨润土泥浆应符合以下指标：
比重为一般地层为1.1～1.3，松散易塌地层为1.4～1.6；黏度一般为18-28s；含砂率为4%；胶体率大于95%；PH值应大于6.5；失水量小于30ml/30min；配制泥浆时，干粘土和水的用量：每立方米泥浆所需干粘土G1(t)和水G2(t)的用量可按下式计算：
G1=γ1* (γ2-1)/(γ1-1)；
G2=γ2- G1。
γ1—粘土比重；γ2—要求的泥浆比重；γ3—水比重。
3.2 钻机安装及钻孔
安装钻机时，首先对钻机基础进行检查，必要时应对基础进行场地硬化。钻机底架需平整，同时保持平稳，不得产生横向和纵向位移。钻头或钻杆中心与护筒顶面中心应保持在同一垂直面上，同时偏差不得大于5cm。
钻进过程中随时捞取钻渣，判断地层并检验泥浆指标，根据地层变化情况，采用不同钻速、钻压，适时调整泥浆性能，并始终保持孔内液面高于护筒底脚0.5m以上，高于孔外水位1.5～2.0m，加强护壁，保持孔壁稳定。
钻进时，起落钻头速度均匀，不得过猛或骤然变速。孔内出土，不得堆积在钻孔周围。
在钻孔桩施工过程中，对沉淀池中沉渣及浇筑混凝土时溢出的废弃泥浆随时清理，严防泥浆溢流，并用汽车弃运至指定地点倾泄，禁止就地弃渣，污染周围环境。
钻孔应一次成孔，不得中途停顿。当遇到特殊情况需停钻时，提出钻头，补足孔内泥浆，始终保持孔内规定的水位和泥浆的相对密度、粘度。在砂土层中钻进时，要及时开启泥浆分离器，降低含砂率，保证钻进速度和孔壁的稳定；在粘土层中钻进时应采用改造过的钻头，钻头上设射水管，通过高压射水等措施，及时清除糊钻的粘土，同时要控制钻进速度，加强观察，防止因糊钻而扭断钻杆。
钻孔过程中及达到设计深度后，对孔位、孔径、孔深和孔形用检孔器进行检测，并填写钻孔记录。钻孔桩钻孔允许偏差见下表1。
表1 钻孔桩钻孔允许偏差
3.3 清孔
当钻孔钻至设计标高时，报监理工程师批准后对沉渣进行清理。其中孔内一部分为悬浮泥渣，一部分为附着在孔壁上。在灌注混凝土前必须清楚干净。如果桩底未清除泥渣，必然会影响混凝土与地基的良好结合，降低桩基的承载力。
清孔利用钻机的反循环系统，采用气举抽浆法进行换浆清孔。
清孔不干净或未进行二次清孔是桩底沉渣过多的主要原因。施工中应保证钻孔灌注桩成孔后，钻头提高至距孔底10～20cm，保持慢速空转，维持循环清孔时间≥20min。
清孔应达到以下标准：孔内排出或抽出的泥浆手摸无2～3mm颗粒，泥浆比重不大于1.1，含砂率小于2%，粘度17～20s；浇筑水下混凝土前柱桩孔底沉渣厚度不大于30cm（摩擦桩）。严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔作业。
3.4 钢筋笼制作和安装
钢筋笼在制作过程中，各项送检指标都达到设计要求，无变形，无污染，各项构造尺寸符合设计图纸要求。钢筋进场时，必须按批（同牌号、同炉罐号、同交货状态的钢筋每60t为一批，不足60t也按一批计）。抽取钢筋时，应在监理在场情况下随机进行抽取。抽取的试件应按照各项指标进行性能和工艺性能试验，其质量必须符合现行国家标准的规定和设计要求。钢筋经检查、验收合格后，方可使用。
（1）钢筋笼制作
钢筋笼主筋接头采用闪光对焊，每一截面上接头数量不超过50%，加强箍筋与主筋连接全部焊接。钢筋笼下端应整齐，用加强箍筋全部焊接牢固，使混凝土导管和吸泥管能顺利升降，防止与钢筋笼卡挂。钻孔桩钢筋骨架允许偏差见下表2。
表2 钻孔桩钢筋骨架允许偏差
（2）钢筋笼安装
钢筋笼采用平板车运至工地，人工配合汽车起重机吊装入孔，节间在孔口现场焊接连接。
吊放钢筋骨架入孔时，下落速度要均匀，切勿撞击孔壁。钢筋笼入孔后，牢固定位，以免在浇筑混凝土过程中发生掉笼或浮笼现象。在钢筋笼上焊接4根粗钢筋，其顶端做成圆环，固定在护筒顶部或施工平台上。
3.5 水下砼灌注
导管采用专用的卡口式导管，导管使用前要进行闭水试验，对导管应试拼装、试压，试水压力为0.6～1.0MPa。导管位置要保持居中，轴线顺直，导管壁厚不宜小于3mm，直径宜为200～250mm，浇筑首盘混凝土时，导管底部至孔底距离控制在35～40cm。导管应居中稳步沉放，不能接触到钢筋笼，以免导管在提升中将钢筋笼提起。
水下混凝土灌注时必须连续施工，同时对混凝土初存量进行计算，保证首批混凝土浇筑后导管埋入混凝土中的深度不小于1m，能填充导管底部间隙，并不宜大于3m。混凝土初存量的最小容量可按下式计算：
式中 V——混凝土的初存量(m3)；
d——导管内经(m)；
D——成孔桩径(m)；
L——桩孔深度(m)；
H——导管埋入混凝土的深度(m)；
h——浇筑前测得的导管下口距孔底高度(m)；
t——浇筑混凝土前孔底沉渣厚度(m)。
在整个砼浇筑过程中，严格掌握导管埋入混凝土中的深度，最好保持在2～4m。不得小于1.5m，以防导管拔出混凝土面，泥浆进入桩身混凝土中，造成断桩事故；但不得大于4m，以防造成提管困难或导管堵塞。
浇筑过程中应经常量测孔内混凝土面的上升高度、导管埋入深度，做好记录。
混凝土浇筑开始后，导管要平稳匀速提起。同时浇筑不得中断，时刻关注混泥土灌注量，浇筑结束后，浇筑标高要比设计标高高出0.8m，用于后续工序连接。多余部分在承台施工前凿除，确保桩头无松散层。水下混凝土浇筑过程中做好浇筑记录。
4. 体质量检测
对桩基进行桩身完整性，承载力检测，评价桩基施工质量。具体要求如下：
（1）成桩质量检测：工程桩桩身完整性检测比例100%，采用超声波检测。
（2）桩基静载实验：桩基静载实验桩数一般情况下不低于各工程总桩数的1%且不少于3根；工程桩总数在50根以内的不少于2根。选择需具有代表性。
（3）高应变动测：采用高应变动测检测桩基承载力的桩其数量不低于总桩数的2%且不少于5根。
如检测过程中发现，桩身有断层或有泥浆夹层，桩身倾斜，或承载力达不到设计值，应寻找原因，及时补救修正。
5总结
钻孔灌注桩是桥梁基础的主要形式，研究钻孔灌注桩施工工艺，加强施工过程中的桩基检测，是保证了桩基的质量重要手段。同时加强水下灌注控制随着科学技术及施工工艺的不断发展，今后钻孔灌注桩必将成为桥梁基础的主流。
[1]刘伟群．关于桥梁钻孔灌注桩质量控制措施的研究[J]．公路交通科技，2008，(7)．
[2]彭超字．浅谈桥梁钻孔灌注桩的施工技术[J]．四川建筑，2009，(4)．
[3]付建新．桩基检测研析[J]．山西建筑，2007.
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1007-6344（2015）11-0299-02
