钻孔灌注桩在桥梁施工中的质量控制措施

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 钻孔灌注桩在桥梁施工中的质量控制措施 作者：黄忆彬 来源：《沿海企业与科技》2010年第01期

[摘要]钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,影响质量的施工环节较多,而施工过程又无法直接观察。所以在整个施工过程中,施工的质量控制就显得尤为重要。文章针对钻孔灌注桩在施工过程中容易遇到的质量问题和应注意问题作重点探讨。

[关键词]桥梁;钻孔灌注桩;质量控制 [作者简介]黄忆彬,广州市芳村市政建设工程有限公司助理工程师,研究方向:市政桥梁施工管理,广东广州,510375

[中图分类号] U443.15+4[文献标识码] A[文章编号] 1007-7723(2010)01-0139-0003 一、钻孔前的准备工作及质量控制 在准确放样的前提下埋设护筒,埋设护筒的方法和要求在《公路桥涵及铁路桥涵施工技术规范》中均作出了较详细的规定。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖埋法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打入的方法,比较快捷稳妥。前提条件是都要做好护筒的竣工测量,并在护筒上口做好桩中心标记,以便钻机对中。

在钻孔前应完成混凝土工厂和钢筋车间的设置,以保证在钻孔完成后能及时封填,避免出现钻孔完成后等待钢筋笼和混凝土的现象,从而造成因等待时间过长出现的塌孔及孔底沉淀超标的质量事故。

钻孔对中过程中,比较容易忽视的是钻机底座的水平问题。这在一般成套设备中因为有液压调整装置,问题不大,只要注意就行了;但有些钻孔设备,由于没有水平调整装置,再加上有时水上施工平台本身顶面存在高差,致使钻杆夹具无法保持水平,引起钻杆的不垂直,从而影响灌注桩的垂直性。尽管此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合,而实则桩位已偏斜。因此在对位及钻孔过程中,均应观测调整钻机的水平和垂直度。

二、钻孔过程中应注意的事项 应根据孔位所在的地质情况,选用合适的钻机型号及合适的钻头。钻孔过程中,应采取减压钻进施工方法,孔底承受的钻压不超过钻杆、钻头和压块重量之和的60 % ,以避免和减少斜孔、弯孔和扩孔现象。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 应注意钻孔的连续性。因故停钻时,应将钻头提升至孔外以防埋钻。发现异常情况,如塌孔、进尺异常等问题,应仔细观察分析,查明原因和位置,及时与监理、设计单位取得联系,采取相应的对策。掉钻落物应及时打捞,以免被泥沙埋没,影响继续钻孔。

为维护孔内泥浆对孔壁的的压力,防止出现泥浆渗漏及江水、地下水反渗的现象,孔内泥浆高度应高于江水位或地下水位2m。

三、成孔后的质量控制要点 钻孔到位后要及时清孔。应注意提升钻头20～30cm 后继续循环。可用相对密度较低的泥浆或清水压入清孔,具体应视实际情况而定。如地下水位高时,地层容易坍塌,泥浆相对密度可大些,但过大会造成混凝土顶升困难,特别要注意的是避免泥浆相对密度上下不一的情况。清孔过程中应注意保持水头,经常检测泥浆指标,一旦达标,迅速起钻。可用直径比设计桩径小5cm的钢筋探孔器放入孔内验收桩径,然后下钢筋笼,尽可能缩短浇筑前的操作时间,减少沉淀量。

严禁用加深孔底深度的方法代替清孔,这将会极大地降低桩尖处土的极限承载力,也容易因泥浆相对密度过大而造成夹泥或断桩。

将制作好的钢筋笼下放时,应保证钢筋笼对接的质量,成笼圆直。应选派经验丰富、技术熟练的人员操作。为节省时间,可由多名人员同时操作。要求严格按图施工制作,包括钢筋的数量、钢筋笼的加强箍,这样才能保证下放时不变形。对有声测管的安装要在管内灌满水,管顶加盖密封,主要是检查声测管是否完好,以防异物进入管内造成堵塞。

准确计算钢筋笼的置放位置,要保证伸进承台部分的钢筋长度。下放时,随时调整笼子的位置,使笼中心与桩中心保持一致。为了保证中心的一致性及钢筋笼的混凝土保护层的厚度,沿钢筋笼纵向设置槽型钢筋或混凝土保护层垫块。

钢筋笼安装到位后,要在孔口采用固定措施,防止在浇筑混凝土过程中出现钢筋笼上浮的质量缺陷。在下导管前,应对导管的连接进行水密试验,并记录各节长度和编号,便于浇筑过程中的长度计量。

四、浇筑前的准备工作 材料准备包括黄砂的过筛、去除各种杂质、石子的冲洗,等等。检查各项操作机械,包括搅拌机、混凝土泵机的试运转,对混凝土泵管的布置应尽量减少弯头。如果是夏季或冬季施工,还需在泵管上加覆盖物,以减少混凝土的水分损失,确保混凝土的工作质量。

导管在每次浇筑卸管后即冲刷干净。浇筑前的连接应分清编号及长度,以免影响计量埋深值。由于混凝土在泥浆中灌注和养护,混凝土的操作配合比应在保证设计强度前提下再加上一个保证率。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 《公路桥涵施工技术规范》要求首批混凝土的数量应能满足导管初次埋置深度不小于1. 0m ,因此应准确计量导管上口漏斗的斗容量。容量不够的应及时采取措施加以调整,保证首灌混凝土的冲击力和排淤能力。另外,也要检查漏斗底口的隔水设施是否完好可靠,不要因人为的疏忽而导致事故的发生。

在准备工作期间,还应准备好水泵、压风机、高压水管等各种处理故障的设备,以防万一。在开浇前,应测量孔底沉淀厚度,保证不大于规定值。如果大于规定值,还得再次清孔。此时,可用导管内插风管送风吸泥,清除孔底沉淀达标后,立即浇灌水下混凝土。

五、砼浇筑及质量控制 根据经验,首批混凝土除数量满足埋深要求外,可适当增加一点水泥量及含砂量,以保证其和易性和流动性,使以后浇入的混凝土容易顶升;若首批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间,则首批混凝土中还得掺入缓凝剂。施工中,注意经常检测混凝土的坍落度,并使之控制在18～20 cm 的范围内。浇筑过程中,最重要的就是控制导管的埋深,《铁路桥涵施工规范》要求在2～6 m 范围内。埋深过小会使管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥;过大则使混凝土不易流出顶升,还可造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径;亦可造成近导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而混凝土先顶升再水平扩散,出现死角区,使泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。

提升导管的原则是: (1)每次卸掉的导管长度应和浇入桩孔的混凝土上升高度相对应。 (2)必须保证导管埋深在2～6 m 范围内。 这就要求每次下料后,都应准确测定混凝土面的上升高度,计算导管埋深,从而确定导管拆卸的节数,做好拆卸记录,防止导管拔出混凝土面而造成断桩。在混凝土浇至钢筋笼位置时,应放慢混凝土浇筑速度,使导管有较大的埋深,待混凝土表面进入钢筋骨架一定深度后,再提升导管口控制在最小埋深,使导管口高于钢筋笼底骨架一定距离继续灌注,防止钢筋笼被顶托上升。

当灌注将至设计位置时,由于导管外泥浆稠度增大,混凝土顶升困难,可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,并适当加大埋深。因为此时泥砂、部分拌和物及被首批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土的上面,测深无法反映混凝土顶面高度,容易造成误测,致使过早停浇。所以《铁路桥涵施工规范》规定桩顶标高应预加上0. 5～1. 0 m 的高度,以后再开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。

六、故障及处理方法 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 钻孔过程中的坍孔、堵管、掉物等故障,可分别采用回填重钻、淤泥吸拔、叉钩打捞等方法进行处理,只要工前认真检查,有些故障是可以避免的。下面重点谈谈浇筑过程中出现的故障及处理方法。

1.堵管是最常见的现象,其原因主要有:混凝土和易性、流动性差造成离析,各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在管中停留时间过长而堵管,导管进水造成混凝土离析等。排除的办法如下:

(1)锤击导管法兰,吊绳上下抖动等兼可疏通。个别严重的,也可安装附着式振动器,但最好在一开始就采用,其缺点是振动可疏通,同样也可使混凝土离析。

(2)若堵管位置在导管以下不多远者,可用直径25 mm以上的钢筋冲捣。 (3)在导管外加焊铁板,利用导管下落时铁板与其他卡座的撞击振动疏通。 (4)导管进水,能在导管中听到“嘶嘶”的水流声或混凝土下放困难,此时应迅速查明漏水的位置,在埋深允许的情况下,尽量将其埋在混凝土中。否则应提升导管,处理好漏水以后,设置隔水栓重下导管,重新浇筑。所以,应特别注意事先做好水密试验。

2.导管进水原因有:首批灌混凝土数量不足或导管口提升过高以至无埋深;误测导致导管提升至混凝土面外,其基本现象为导管中会重新充水,孔内水位明显下降。其解决办法如下:

(1)如果是第一种原因造成的进水,可用导管作为吸管,用空管吸泥方法将孔内混凝土吸出,重新灌注。

(2)第二种原因则可采用重插法,即重新插入混凝土中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,再重新浇灌混凝土。其前提条件是表面混凝土没初凝,若超过初凝时间则作为废桩。若没埋深,但导管内有混凝土面而没进水,则插入重浇,但有可能造成夹层,应注意测试。

(3)若导管已离桩顶不远时进水,可在以后基础开挖中埋入护筒,清除沉渣及软弱混凝土层,安装同样直径的模板,浇筑混凝土至设计标高。

3.导管拔断或拔不出的原因有:埋深过大,时间长后造成混凝土初凝,引起摩阻力过大,螺栓拧紧力矩不足。处理办法如下:

(1)加强测深,控制埋深。 (2)若导管断在混凝土中,则继续浇筑,权当加入钢筋;若导管断在混凝土外,则采用重插法,设置隔水栓,重下导管重新浇筑,前提同样是混凝土未初凝。