浅谈大桥水上钻孔灌注桩质量控制

2023-01-03彭少知

黑龙江交通科技 2022年2期

彭少知

(南平高速建设有限公司，福建南平 353000)

钻孔灌注桩是现阶段大桥工程建设最常用的桩基类型，但由于大桥桥位、地质和环境等因素的影响，使大桥钻孔灌注桩施工存在一些问题，因此有必要结合大桥实际情况，对其钻孔灌注桩质量控制进行分析，以明确质量控制要点。

1 工程概况

大桥位于南平市延平区某段闽江上全长约1.7 km，跨越闽江主桥长839.5 m，于河道中央发育的江心洲落地100 m后分成两部分：南部为南汊桥长513.5 m，北部为北汊桥长326 m。江心洲两侧河道顺直，左河道较右河道宽，河床底部有深切河沟，左、右河床高程约35～38 m，水流平稳。水中墩位的覆盖层为0～3 m左右的河卵石层。桥梁位于水口水电站库区，水面较宽，水位较深，主墩承台大部分位于常年水位以下，而该桥水位的深浅受下游水口水电站泄水、蓄水影响，电站排蓄水桥位处正常情况下的水位高差变化为2 m，汛期水位变化可达6～8 m，水流流速受洪水影响较大。桥梁130 m主跨设置通航孔，满足双向IV通航要求。现结合该工程现场实际情况，对其施工过程中水上钻孔灌注桩质量控制做如下分析。

2 质量控制

2.1 钢护筒就位与埋设

(1)灌注桩施工主要重难点包括：钻孔平台搭设、钢护筒就位与下沉，以上环节都会对施工的质量与进度造成影响，尤其是钢护筒下沉。钢护筒下沉前，需对桩位进行放样并复测确认无误，然后采用导向架方式沿导向架的轴线下放钢护筒，以保证桩位和护筒垂直度。由于地质以河卵石层为主，下沉难度相对较大，所以钢护筒要从河卵石层中穿过，在采用振动锤进行施打时需采取向钢护筒中冲入高压水等措施确保钢护筒平稳下沉至指定位置(需注意不可冲的过深，冲孔时做好护筒跟进，以免产生坍孔事故)，下沉时必须对垂直度检查并及时予以调整，保证最终的成孔质量。

(2)施工中应尽可能防止钢护筒发生卷边，如果钢护筒的刃角处与硬石发生碰撞或振动力过大，则都有可能产生卷边的问题。一旦发生卷边，应立即安排潜水员潜入水下进行切割处理，将废弃的钢板吊出。另外，在下放钢护筒的过程中，应掌握现场的地质情况与振动锤实际振动量，根据实际情况对护筒刃角进行必要的加强。

2.2 钻孔过程质量控制

(1)桩机就位后，要保证基座水平、稳定，并经常对机具的实际运转情况进行检查，一旦发现异常，需在查清原因的基础上及时处理，调整冲击锤的中心和桩的中心处于同一垂直线，以确保冲孔移位偏差控制在有效范围内。对于钢丝绳与润滑处，一般每班需检查至少一次。施工中应经常观察孔内及其周围是否产生开裂，以及护筒或桩架等部位是否发生倾斜等[1]。

(2)钻孔尽可能快，因为缩短桩孔施工时间可以起到减少质量问题的作用，当然，并非绝对的快，对于必须慢的钻孔，应减慢速度，比如在刚开孔的过程中应做到轻压慢钻，避免孔斜，在钻头或导向部均进入到地层以后，再加快钻进的速度；另外，在淤泥质土层当中同样要减慢钻进的速度，否则可能形成螺旋状的钻孔。钻孔过程中要做好各项记录，及时捞取钻渣供相关部门鉴定。

(3)钻进时泥浆循环数量要以所处地层类型及钻进速度为依据进行调整，如果进尺过快，但泵量较小，则泥浆必定十分粘稠，加之容易产生泥块沉渣，所以成孔质量必然受到很大的影响；而在较为松软，容易发生坍塌的地层，如果泵量与压力过大，将导致扩径，严重时将产生坍孔[2]。

(4)在排渣与上提钻头进行除土的过程中，应确保钻孔中有符合要求的水位，并且泥浆比重与粘度也要达到要求。在处理钻孔中的事故时，需将钻头完全提出到钻孔以外。

(5)在终孔阶段，应实时检测钻孔深度、直径与倾斜度，只有以上各项均满足要求才可以终孔，否则要根据检测结果进行必要的调整和处理。

2.3 钢筋笼制安过程质量控制

(1)钢筋进场时要有合格证，任何一批及规格的材料都要在抽样检查确认合格后才能在施工中使用。

(2)钢筋笼的制作要按照相关规范提出的要求及设计图进行，对于一般钢筋笼，主要采用焊接的方法，局部连接点则可使用绑扎的方法。在钢筋笼的外侧，需使用空心穿孔混凝土预制圆柱体作为定位钢筋，也可直接在主筋上焊接一个经弯曲成型后的钢筋，用于确保主钢筋有足够的保护层厚度[3]。

(3)加强箍和主筋之间的焊接必须达到牢固，通常使用5字头型号的焊条。此外，在安装钢筋笼时，应注意避免发生变形。在钢筋笼的顶部应焊接一个吊挂筋，其高度应比钢护筒略高。将钢筋笼设置到位后，由护筒顶部设置的枕木为吊挂筋提供支撑。

(4)钢筋笼下放速度应尽可能快，通常每个桩孔要在2～4 h之内结束钢筋笼下放。

2.4 水下混凝土灌注过程质量控制

(1)在混凝土中掺入粉煤灰及外加剂，改善混凝土的和易性；混凝土的坍落度控制在18～22 cm内；粗骨料的最大粒径要小于4 cm；砂、石子应清洗干净；混凝土初凝时间不小于20 h。同时，桩基配合比还需满足耐久性防腐要求：采用非碱活性材料，最大水胶比控制在0.45以内，最小水胶泥用量在300 kg/m3以上，最大氯离子含量在0.10%以内。混凝土浇注高度要高出设计桩顶标高100 cm以上，以保证桩顶的混凝土质量。每次混凝土浇注前，应对相关设备进行认真维修、保养，确保混凝土连续灌注。

(2)导管使用前需做好试拼和闭水试验，试验压力为0.3 MPa，以15 min无渗漏为合格的标准。在导管安装过程中，其底部应比孔底高30～40 cm，确保导管在灌注时的埋深处在2～6 m范围内，对导管进行提升时，应尽可能减慢速度[4]。

(3)灌注开始后，料斗中的混凝土数量应能达到将导管埋入至少1.0 m，否则将造成灌注失败，具体的初灌量需通过计算确定，一经确定，需在施工中严格执行和控制。

(4)导管埋深过深或过浅都会对灌注质量造成影响，如果埋深过大，将有可能造成断桩，而如果埋深过浅，将有可能造成夹泥，或将导管从混凝土中拔出。对此，施工中应勤提勤拆，切勿一次性将导管提出十余米[5]。

(5)现场施工时，要想从根本上保证桩头部位的质量，需对最后一次混凝土灌注量进行严格控制，防止桩头偏低，将浮浆的高度凿出以后，需确保直接外露的桩顶，其混凝土强度与设计要求完全相符，为达到这一要求，灌注高度需要比桩顶标高略高。对超灌量进行的控制不严格也会经常引起问题，如果超灌过多，将造成资源浪费，而如果超灌不足，则将难以保证桩质量[6]。