高速公路施工中钻孔灌注桩的质量控制要点

2018-03-23侯晓杰

山西建筑 2018年14期

关键词：成桩离析灌注桩

侯晓杰

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中 030600)

1 概述

钻孔灌注桩是我国高速公路特殊地基处理中最常见的一种基础形式。在我国高速公路施工中，由于钻孔灌注桩具有的强大抗震性能、较高承载力的特性，成为了我国高速公路施工中为应对特殊地基的一种最常见形式，在桥墩基础施工中最为常见。

钻孔灌注桩应用范围广泛，在于其具有承载力大、施工周期短的技术优势，且占用的场地少，对相邻建筑物干扰小。在施工过程中，由于工程种类繁多，影响质量的因素较多。严格做好施工中的质量控制，保证成桩质量是确保工程效益的关键。

在钻孔灌注桩施工中，由于成桩后补救困难，须采取各种有效措施，加强各工序的质量控制，避免出现桩位偏差过大、桩体混凝土离析、断桩、夹泥等质量问题，以确保成桩质量符合设计要求，保证实现工程经济效益。

2 钻孔桩施工要点

在钻孔灌注桩施工中，由于采用不同的钻孔设备，其施工工艺也不相同。在本文中，以在高速公路施工中使用最多的冲击钻或循环钻机成孔为例，介绍钻孔灌注桩的施工工艺，以期借鉴。

钻孔灌注桩施工的主要工序有：施工场地平整→孔位测定→护筒埋设→钻机钻进及成孔→提钻后清孔→吊放制备好的钢筋笼→下导管后再清孔→灌注混凝土→起拔导管→成桩及质量检测。

2.1 施工准备

如进行清除积水，平整施工场地，杂物清除等。钻机底座须置于夯打密实的填土上，以免产生不均匀沉陷。

为保证桩位准确，进行桩位测定并复核后，测放出护桩。搭设工作平台须牢靠稳定。根据设计要求选择适宜的钻头类型。针对施工现场地质条件合理确定各项施工参数，如钻进压力、钻进速度及泥浆比重等。

2.2 护筒埋设

采用的钢护筒内径应比钻头稍大，一般旋转钻按20 cm进行控制，冲击钻按40 cm进行控制。

使用的护筒高度一般是2 m，必要时须进行加高。埋设到位后的护筒顶面一般比地面高出30 cm，应采取措施确保埋设到位后密实不漏水。

在某项目施工中，要求将护筒顶面标高偏差须控制在50 mm内，倾斜度不大于1%；孔位中心偏差控制在50 mm内。

2.3 泥浆配制

泥浆具有护孔壁、冷却钻头及携带钻渣等效果，宜采用优质膨润土造浆，进行粘度、比重等指标控制。

在施工过程中，为确保成孔质量，须及时清理沉淀池中的沉渣，予以废弃浇筑时溢出的废弃泥浆。

2.4 成孔

钻进作业采用旋挖钻孔时，须校准钻机就位后的钻杆中心与桩中心对准后，再设置另外专人进行复核，方可开钻。在钻进过程中，须对钻机所处部位的地面下沉状况进行监测。

钻进作业中，向护筒内注入的泥浆以不外溢为度，须保持泥浆质量的稳定。

在开始旋进的5 m～8 m范围内，钻进速度要慢，监测钻杆垂直度，应及时纠正出现的偏差。渣样捞取在每钻进2 m或是在地层变化处进行，以便及时进行泥浆指标和旋挖速度的调整。

钻进作业应尽量连续进行。

2.5 清孔

为确保孔底沉渣厚度符合设计要求，在我国采用泥浆置换进行清孔是使用最多的清孔方法，严格禁止用增加孔深来代替清孔。

钻进孔深达到设计要求后，须对成孔的各项指标进行检测，主要是进行孔深、孔径、孔型等的检查，均达标后进行清孔作业。在清孔排渣过程中，应采取有效措施避免孔体出现坍塌。

在进行泥浆置换清孔作业时，应对抽出的孔内泥浆进行质量检测，要求不得含有2 mm～3 mm的颗粒，泥浆比重按1∶1以内进行控制，含砂率应控制在2%以内，粘度处于17 s～20 s范围内。

在浇筑混凝土前，应进行孔底沉渣厚度检测，进行二次清孔作业。

2.6 制作钢筋笼、声测管及安装

在钢筋加工棚中集中加工钢筋笼，加工场地须硬化，加工及堆放场地应设置防雨棚。

将加工完毕的钢筋笼吊装入孔。主筋与加强箍筋必须全部焊接，必要时可以分段入孔。钢筋笼分节长度，应综合考虑加工、运输及起吊能力等综合确定。

加工钢筋笼的钢筋须符合设计要求，不存在影响耐久性的质量缺陷，应平直、无局部弯折。

应对加工完毕的钢筋笼设置的加强筋进行质量检测，要求在加强筋外侧点焊焊接主筋。要求设置的垫块间的纵向间距不得超过2 m，在环向方向上设置数量不少于4个，对称错位布置。

加工完毕的钢筋笼须高于地面5 cm进行堆放，衬垫以每隔2 m的间距进行设置，采取防雨布覆盖等防水措施。

使用的声测管材质应符合设计要求。采用等边三角型的布置方式进行声测管安装，使用U形环定位并绑扎牢固。在进行钢筋笼入孔作业时，为防止声测管堵塞，须对其两端采取有效的密封措施。

牢固定位入孔后的钢筋笼，采取有效措施避免出现灌注中的掉笼或浮笼现象。

2.7 灌注混凝土

混凝土灌注作业是确保成桩质量的关键之一，是施工中进行质量控制的重要环节。

在正式灌注作业前，须对灌注孔的各项指标进行校核，如钢筋笼标高、导管下口距孔底距离、孔底泥浆厚度等，必须时须提前进行处治，经复核无误后开始灌注。

在灌注作业过程中，须采取有效措施避免出现坍孔和泥浆沉淀过厚的现象。采用直升导管法进行灌注作业。开始灌注作业时，须保证导管下口在首批混凝土灌注完毕后埋入混凝土深1 m～3 m。边进行混凝土灌注，边提拔导管，混凝土灌注速度与提管速度应相匹配，确保导管口下端始终埋在混凝土深中2 m左右。为保证成桩质量，灌注时间应尽量缩短，要求在首批混凝土初凝前结束灌注作业。

在桩体灌注作业中，单个桩体一经开灌，要求须将任何原因的中断控制在30 min以内。

为确保能有效的进行浮浆清除和消除测量的误差，灌注作业结束后的混凝土面标高，要求应超过设计标高在0.5 m以上。

2.8 桩基检测

按设计要求进行的成桩后的养护结束后，测定的桩体混凝土强度须达到设计要求，桩身须匀质、完整。设置专人进行桩体质量检查，对桩身混凝土的无损检测须全部进行，必要时可对部分桩体钻芯取样检测。

3 常见质量问题

在高速公路施工中，须做到对影响施工质量因素的严格控制，对发现的事故迅速分析原因后，应及时采取处理措施，确保成桩质量。施工中发生的质量事故多出现在浇筑环节。其中，混凝土离析和混凝土堵管较为常见。

3.1 离析处理

在灌注过程中，混凝土出现的离析会导致混凝土强度降低，严重的会出现断桩，须对混凝土离析给予足够重视。

在钻孔桩灌注作业中，混凝土产生离析的原因有很多种。其中，较常见的是灌注前发生的混凝土离析、灌注中出现导管进水的离析，当导管埋深过小时也容易出现离析现象。

对出现的离析须及时查明原因，采取有效措施予以处理。可对离析程度较轻的桩体不予处理。为确保桩体承载力，对于达到较重以上程度的离析，必须予以处治。当出现的离析部位处于距桩顶10 m内的范围时，且桩径超过1 000 mm的，桩心混凝土采用人工方式清除后，对其采用立柱混凝土的施工工艺进行浇筑。当离析部位处于距桩顶10 m以外范围的，或是桩径小于1 000 mm时，应将桩心混凝土使用钻芯机取出后，再重新进行灌注。