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1、浅谈钻孔桩施工质量问题 浅谈钻孔桩施工质量问题 摘 要：钻孔桩由于其施工工艺成熟、承载力高、适用范围广已被广泛应用于公路、铁路桥梁等结构工程根底中。高等级公路大、中、小桥和互通式立交桥，根本采用钻孔灌注桩。钻孔桩工艺有很多，常见的有冲击钻和旋挖钻等。本文对桥梁钻孔灌注桩施工的主要质量问题进行分析，并提出相应的防范及处理方法。 关键词：桩根底；钻孔桩；塌孔；堵管；断桩；钢筋笼；措施 引言 钻孔桩根底是一种能适应各种地质条件的根底形式，也是现在桥梁桩基施工用的一种最常见根底形式。最为常用的事冲击钻施工，该方法设备简单，操作方便，该施工工艺成熟，主要施工顺序为平整场地泥浆制备埋设护筒铺设工作平台安装
2、钻机并定位钻进成孔清孔并检查成孔质量下放钢筋笼灌注水下混凝土拔出护筒检查质量。钻孔桩根底属隐蔽工程，且影响其质量的因素较多，如不抓住重点进行有效控制，就有可能发生质量问题，甚至质量事故，对工程质量造成严重影响。本文对桥梁钻孔灌注桩根底的主要质量问题进行分析，并提出防范及处理措施。 1 钻孔过程中常见施工质量问题及其防治 1.1 塌孔问题 1.1.1 原因分析：施工工艺控制不当，对地质条件和环境确认不够，未根据现场的实际情况加工适宜的泥浆，导致泥浆护壁质量差；护筒埋设过浅、护筒的接缝不牢固和回填土不够密实，导致出现漏水漏浆情况，造成孔内泥浆液面降低，不能对钻孔形成完整的保护；清孔的过程控制不严，
3、泥浆黏度和比重降低，孔壁静水压力衰减，导致孔壁牢固程度降低；钻进进尺过快，孔内泥浆为形成保护层，或用给水管直接冲刷孔壁，导致泥浆护壁效果差；吊装钢筋笼时未垂直安放钢筋笼，碰撞和损伤孔壁；其它情况导致孔内泥浆液面下降或扰动孔壁。 1.1.2 防范及处理方法：认真复核图纸，分析地层结构，成孔选择适宜的方法和机具，如土质为松散砂土或粉土，应提高泥浆的比重和粘度，选用密度、胶体率、黏度相对较大的质量高的泥浆；按要求选择足够强度和尺寸的护筒，遇松散易坍塌的土层应适当埋深护筒，并用粘土密实填封护筒四周，防止漏浆；加强钻孔的现场管理，钻进速度和空转时间要控制适宜，采用正确的方法保持水头的稳定；搬运和吊装钢筋
4、笼时，应防止钢筋笼变形，安放要对准孔位，防止碰撞孔壁，钢筋笼接长时要加快焊接速度，并保证焊接顺直，当钢筋笼吊装时造成塌孔，立即停止施工将钢筋笼吊出，添加泥浆护壁并将坍陷物清理干净；成孔后必须认真清孔，清孔时间应根据孔内沉渣情况而定，以检测泥浆的各项指标是否达标，只有当泥浆各项指标满足要求，方可进行混凝土灌注；发生孔壁坍陷，应暂停施工并判明坍陷部位并认真分析原因。当坍塌掉量较小时，回填粘质土混合物和砂至坍陷部位上12m处后可继续钻孔，并严密监控坍陷数量变化。当坍陷无法控制时，立刻撤除护筒和钻机，待回填钻孔并重新埋设护筒妥善后再进行钻进；成孔后待灌时间一般控制在3小时以内，及时报检通过，并派熟练地
5、技术人员控制好现场混凝土的灌注时间。 1.2 桩底沉渣量过多问题 1.2.1 原因分析：吊放钢筋笼时未对准孔位，触碰孔壁泥土坍落桩底；泥浆注入量缺乏或泥浆性能不满足要求难以把沉渣托浮；未进行二次清孔，或清孔不干净，或清孔后等待灌注时间过长泥浆沉积。 1.2.2 防范及处理方法：吊装钢筋笼，桩中心与钢筋笼中心要保持一致，速度不宜过快，应控制平稳不碰撞孔壁。钢筋笼对接建议使用钢筋笼冷压接头或搭接焊工艺，加快钢筋笼对接速度，减少空孔时间从而减少沉渣；成孔后钻头在孔底1020cm上保持慢速空转，循环清孔要超过30min，并在二次清孔完成后30min尽快灌注；混凝土灌注时，导管底部至孔底距离最好控制在3
6、050mm，混凝土储藏量充足，导管一次最好埋入混凝土面下超过1.03.0m，以利用混凝土的巨大冲击力去除孔底沉渣。 1.3 钻孔桩身偏斜问题 1.3.1 原因分析：存在技术性失误，钻孔机械定位不准确，或施工人员放样有偏差；钻孔时在土层遇到孤石或障碍物，或在岩石倾斜处和软硬土层交界处，钻头因受阻不均偏移导致桩孔倾斜；钻架就位后未进行调平或场地本身不平整，导致钻机、底座、钻盘不平而产生偏斜；钻孔过程中一次钻进深度过大，产生土侧压力造成桩位错动，由于不同深度土层压力不一致，导致桩身偏斜。 1.3.2 防范及处理方法：加强技术管理，减少人为的技术性失误，放样和机械定位须根据技术参数反复校核；钻入斜状岩
7、层、土质不均匀地层、孤石或碰到明显阻碍地层时，须调慢钻速，不能一味快进，保持桩位垂直；钻孔前须平整场地，并夯实硬化，钻机根底应均匀着地尽量找平，钻机架设需水平。钻机安装时钻架上吊滑轮与转盘中心在同一轴线，此外安装导正装置也是防止偏斜的有效方法；针对一般的偏斜情况，可用钻头上下反复扫钻数次削去硬土，如效果不佳，回填粘土至高出偏孔处0.5m以上重新钻进。 1.4 堵管问题 1.4.1 原因分析：混凝土中粗骨料粒径过大；初灌时隔水栓堵管；混凝土流动性、和易性差造成离析；灌注混凝土不连续，在导管中停留时间过长；导管进水造成混凝土离析。 1.4.2 防范及处理方法：控制粗骨料的最大粒径必须小于钢筋笼主筋
8、和导管直径最小净距的1/4并小于40mm；隔水栓直径要与导管内径相配，同时兼顾良好的隔水性能以保证顺利排出；灌注混凝土时必须加强对混凝土搅拌时间的控制，坍落度宜控制在1822cm，保证良好的和易性；控制灌注时间在混凝土初凝之前完成，必要时可掺入适量缓凝剂，以改善混凝土的流动性、和易性和缓凝；导管应平直，内壁光滑不漏水，使用前应试拼装试压，试水压力为0.61.0MPa，以保证导管连接部位的密封性。 1.5 钢筋笼上浮问题 1.5.1 原因分析：混凝土灌注过程中导管在混凝土中埋入过深，严格按照标准控制在2-6m之间，深埋的导管下口流出混凝土产生浮力，推动导管外上部混凝土整体上升。假设此时混凝土的性
9、能较差，混凝土上升产生的顶托力之和大于钢筋笼的自重，就会推动钢筋笼与混凝土一起上浮；在混凝土灌至钢筋笼下时提升导管，灌注混凝土自导管流出后的较大冲击力，一次导管提升过高就会推动了钢筋笼的上浮；钢筋笼在制作、运输、堆放、起吊等过程中不符合标准要求，存在钢筋骨架内径与导管外壁间距过小，灌注过程中提升导管时法兰盘容易挂带了筋笼形成上浮。 1.5.2 防范及处理方法：要准确定位钢筋笼的初始位置并与孔口固定。导管下放时应确保导管在孔位的中心之上。混凝土接近钢筋笼时，严格控制导管埋深，同时注意导管的出口与钢筋笼的底端不得平齐灌注混凝土，并随时掌握导管的埋深及混凝土灌注的标高，控制导管底口与钢筋骨架底端高差
10、不小于1m，如混凝土埋过钢筋笼底端23m时及时将导管提高；保持和改善混凝土的各项性能是确保灌注混凝土施工的重要原那么，同时改良灌注工艺及把握好初凝时间也是施工控制的重点。混凝土生产要按配合比连续生产，灌注过程要不间断进行，减小混凝土的坍落度损失，并控制灌注总时间。也可以掺入适量缓凝剂，防止进入钢筋笼时混凝土的流动性变小；做好混凝土灌注前的各项施工准备，开始灌注后，就必须保证灌注混凝土的连续性，最大限度防止中途停工；在钢筋笼加工时有意让底部主筋向外倾斜1015mm，把一根箍筋焊接在钢筋笼最下面的主筋的端头上。在加工钢筋笼骨架时要严格控制质量，在运输时要做好保护尽可能防止变形。导管埋入时要控制好导
11、管外壁与钢筋笼内筋之间的空隙，大于骨料最大粒径的2倍；浇灌过程中，如出现钢筋笼随导管拔出而上浮的情况时，立即控制混凝土灌注速度及浇灌量，单向旋转或反复上下摇动导管，及时处理好导管与钢筋笼的挂带问题；如因导管埋入过深导致钢筋笼上浮的情况时，立即停止灌注。撤除多出部份导管把导管的埋深控制在2.06.0m以内，改善混凝土的和易性，控制坍落度。 1.6 断桩问题 1.6.1 原因分析：混凝土坍落度不符合要求，当坍落度过大时，会出现离析现象，粗骨料相互挤压那么会阻塞导管；当坍落度过小或灌注时间过长时，混凝土下落阻力那么会加大而阻塞导管。两者均可导致堵管，终造成断桩；浇注混凝土时，提升导管未及时测量埋深，
12、而将导管提出混凝土面，导致断桩；如在清孔过程中未对孔内泥浆含砂率控制不严，监管不力，那么会在灌注混凝土过程中造成混凝土上沉渣过厚，推动该部份沉渣难以被导管内混凝土压力推动，迫使混凝土浇注中断，易形成断桩；灌注过程中对孔壁有扰动，造成孔壁坍塌，造成断桩。 1.6.2 防范及处理方法：灌注时严格科学地控制混凝土配合比、坍落度和粗骨料粒径，按科学配合比生产，过程严格控制混凝土质量；必须从导管内灌注混凝土，灌注过程必须连续、快速、有节奏，灌注混凝土要准备足量，首灌必须排空导管内的空气；成孔后必须使用冲洗液认真清孔，清孔时间应根据孔内沉渣情况而定，只有当孔底沉渣值小于标准要求时，方可进行混凝土灌注；灌注
13、过程必须要有技术人员旁站，及时测量导管埋深；现场灌注必须要组织配合好，减少间歇时间，连续施工。 1.7 缩颈问题 1.7.1 原因分析：塑性土膨胀，使孔径小于设计尺寸；混凝土灌注过程中，速度过快或者导管提升扰动导致孔壁的轻微滑塌，造成桩体缩径；钻锥补焊不及时，磨耗后钻锥直径缩小。 1.7.2 防范及处理方法：选用密度、胶体率、黏度相对较大的质量高的泥浆，尽可能降低失水量；成孔时加大泵量，提高成孔的速度，这样孔壁在成孔一段时间内会形成泥皮，孔壁那么不会渗水和引起膨胀；要保证钻锥的外径，对磨耗严重的要及时补焊。采用上下反复扫孔的方法扩大孔径消除缩颈；灌注过程要连续，不间断，导管提升要平缓，减少扰动
14、。 2 论证 总结施工现场钻孔灌注桩的局部施工质量事故得出，以上几点是桥梁桩基在施工过程中比拟常见的、较为容易发生的问题及常用的处理措施。只要掌握了这些容易出现问题的原因之所在、出现这些问题后的处理措施，才能在桩基钻孔桩施工过程中有针对性地做到事先预防和控制，才能做到发现了其中的某种问题后能沉着地进行应对处理，才能确保桩基的工程质量和确保工程进度。 人为因素是导致所有事故发生的根本原因，因此重点抓好施工管理，加强现场监督，强化施工人员质量意识教育，标准施工工序流程，做好事前、事中、事后质量控制，就能防止极大局部的工程质量事故发生。针对钻孔桩这样的隐蔽工程，更要求加强人员的培训管理，从根本上最大限度的控制问题的发生。 参考文献 【1】?铁路混凝土工程施工质量验收标准?. 【2】?高速铁路桥涵工程施工质量验收标准?. 【3】?铁路砼结构耐久性设计标准? 【4】?铁路桥梁钻孔桩施工技术指南?. 【5】?普通混凝土拌合物性能试验方法标准?. 【6】?普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准?.