公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析與防治措施

馬生龍/青海省海南天和路橋工程有限公司

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公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析與防治措施

馬生龍/青海省海南天和路橋工程有限公司

【摘 要】鉆孔灌注樁基礎(chǔ)以其承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、耗材少、適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中和施工簡(jiǎn)便而廣泛用于公路橋梁工程中。本文從目前公路橋梁建設(shè)的實(shí)際情況出發(fā),分析了鉆孔灌注樁水下清基難以徹底、孔壁坍陷、護(hù)筒冒水、縮頸、成孔偏斜、卡管、鋼筋籠上浮、斷樁、樁身傾斜、樁身縱橫向偏位較大等通病產(chǎn)生的原因,提出了防治措施和施工注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；灌注樁；質(zhì)量通病；防治措施

在橋梁結(jié)構(gòu)中，鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式，以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公路橋梁及其他領(lǐng)域。灌注樁屬于隱蔽工程，但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素較多，對(duì)其施工過程每一個(gè)環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求，對(duì)各種影響因素必須詳細(xì)考慮。如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不當(dāng)，就會(huì)在灌注中產(chǎn)生質(zhì)量事故，小到塌孔松散、縮頸，大到斷樁報(bào)廢，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)造成重大損失，直至影響工期，并對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

1.公路橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量問題分析

1.1孔壁坍塌造成孔壁坍塌的主要原因:(1)護(hù)筒周圍未用粘土填密而漏水或護(hù)筒埋深不夠,致使護(hù)筒周圍水分滲入孔內(nèi),水流沖刷孔壁造成塌孔。(2)鉆孔作業(yè)過程中未及時(shí)向孔內(nèi)加泥漿,或泥漿大量損失,使孔內(nèi)泥漿面低于孔外水位,或孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水,或泥漿密度不夠而造成泥漿護(hù)壁不好,使地下水在滲入孔內(nèi)的過程中沖刷孔壁。(3)在提升鉆頭、下落導(dǎo)管或吊放鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁造成塌孔。鉆具鉆進(jìn)速度過快、空鉆時(shí)間過長(zhǎng)使松散的孔壁受擾后造成塌孔。(4)施工組織安排不周致使工序銜接不緊密,成孔后空置時(shí)間過長(zhǎng),泥漿發(fā)生沉淀,造成上部泥漿比重過小,泥漿護(hù)壁遭到破壞。

1.2鉆孔偏斜產(chǎn)生鉆孔偏斜的主要原因:(1)鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時(shí)鉆機(jī)晃動(dòng)不穩(wěn),或鉆頭磨損、部件松動(dòng)、鉆桿導(dǎo)架不垂直,或鉆桿彎曲、接頭不直均可造成鉆孔偏斜。(2)鉆孔施工時(shí)地面松軟或軟硬不均勻,或土層呈傾斜狀分布,或施工時(shí)遇到較大的孤石或其他硬物,或在粒徑大小懸殊的砂、亂石層中鉆進(jìn)時(shí)鉆頭所受阻力不均而造成。

1.3鉆孔漏漿產(chǎn)生鉆孔漏漿的主要原因:(1)護(hù)筒埋設(shè)過淺,或護(hù)筒四周回填粘土不密實(shí)或護(hù)筒接縫不嚴(yán)密,在護(hù)筒底或護(hù)筒接縫處發(fā)生滲漏。(2)在成孔過程中或成孔后,遇到透水性強(qiáng)或有地下水流動(dòng)的土層而引起泥漿向外滲漏。孔內(nèi)水頭過高,使孔內(nèi)水壓高于孔外水壓,孔壁發(fā)生滲漏。(3)地層地質(zhì)情況不良,鉆孔穿越巖溶層或裂隙帶,使孔壁周圍有大量裂隙或孔洞而導(dǎo)致泥漿滲漏。

1.4鋼筋籠偏位、變形或上浮

(1)鋼筋籠過長(zhǎng),箍筋未起到作用,使得鋼筋籠的剛度不夠,吊入孔內(nèi)后鋼筋籠發(fā)生變形。鋼筋籠上未設(shè)墊塊或耳環(huán)控制保護(hù)層厚度,或樁孔本身偏斜或偏位。

(2)鋼筋籠吊裝時(shí)未垂直緩慢下放,而斜插孔內(nèi)使保護(hù)層厚度不夠而使鋼筋籠偏位。

(3)當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下,若此時(shí)提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底部距離鋼筋籠很近,由于灌注的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動(dòng)了鋼筋籠的上浮。

(4)當(dāng)灌注的混凝土超過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí),若其上層混凝土因澆注時(shí)間過長(zhǎng),已接近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠之間產(chǎn)生一定的握裹力,如此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部以上,混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上浮。

1.5斷樁出現(xiàn)斷樁的主要原因:

(1)灌注水下混凝土?xí)r,由于導(dǎo)管插入混凝土深度不足,混凝土的翻涌力不夠,無法將頂層泥漿持續(xù)上推,導(dǎo)致混凝土被泥漿稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固。受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?沖洗液浸入混凝土中而使水灰比增大,形成樁身中局部混凝土不凝固。

(2)封底混凝土數(shù)量不足,未能將樁底殘?jiān)糠粱炷辽?形成泥漿夾層。在灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升量過多,露出混凝土面造成沉渣沉積成層。

(3)在灌注混凝土?xí)r,沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而采用從孔口直接倒入的辦法,使混凝土離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬,個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞。

(4)在灌注混凝土?xí)r,出現(xiàn)停電、機(jī)械故障等事故使樁基混凝土灌注不連續(xù),或在某一位置因故停留時(shí)間過長(zhǎng)造成夾層或形成施工縫。

2.防治措施

2.1孔壁坍塌

(1)在松散易坍的土層中鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)適當(dāng)埋深護(hù)筒,并用粘土密實(shí)填封四周,防止護(hù)筒周圍水分滲入沖刷孔壁。

(2)鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)添加新鮮泥漿,使孔內(nèi)泥漿面高于孔外水位。同時(shí)還應(yīng)隨時(shí)觀察土層變化。

(3)在提升鉆頭、下落導(dǎo)管時(shí)應(yīng)保持垂直,避免碰撞孔壁。搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時(shí),應(yīng)防止變形,安放要對(duì)準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁。

(4)按照正常的速度鉆進(jìn),不要進(jìn)尺太快或避免在一個(gè)地方鉆進(jìn)時(shí)間太長(zhǎng),以免對(duì)孔壁產(chǎn)生過大擾動(dòng)。

2.2鉆孔偏斜

(1)施工場(chǎng)地應(yīng)夯實(shí)平整,確保鉆機(jī)平臺(tái)穩(wěn)固。安裝鉆機(jī)時(shí)應(yīng)對(duì)導(dǎo)架進(jìn)行水平或垂直校正,鉆桿位置偏差不得大于規(guī)定值。在施工過程中應(yīng)經(jīng)常檢查鉆孔設(shè)備,發(fā)現(xiàn)鉆桿彎曲時(shí)要及時(shí)維修或更換。

(2)在不均勻地層中鉆孔時(shí),應(yīng)采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻地層或軟土層時(shí),要控制鉆進(jìn)速度,應(yīng)低速鉆進(jìn)。

(3)當(dāng)鉆孔出現(xiàn)偏斜時(shí)可提起鉆頭,上下反復(fù)掃鉆幾次,以便削去硬土。如糾正無效,應(yīng)向孔中局部填入石子、粘土至偏孔處0.5m以上重新鉆進(jìn),慢速提升、下降,重復(fù)掃孔鉆進(jìn)糾正。

2.3鉆孔漏漿

(1)在埋設(shè)護(hù)筒時(shí)坑底與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)。在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持1.0～1.5m的水頭高度,并控制孔內(nèi)水頭高度,不要使壓力過大。

(2)鉆進(jìn)時(shí)鉆頭起落應(yīng)準(zhǔn)確、小心,防止碰撞護(hù)筒。適當(dāng)加大泥漿密度或向孔中倒入粘土,鉆機(jī)慢速轉(zhuǎn)動(dòng)填糊孔壁,或在回填土中摻入片石、卵石并反復(fù)沖擊,增強(qiáng)護(hù)壁強(qiáng)度及護(hù)筒周圍和底部接縫處密實(shí)度。

(3)施工中如發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水,應(yīng)立即停止鉆孔,并用粘土在護(hù)筒四周填實(shí)加固;若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時(shí),應(yīng)重新安裝護(hù)筒。

2.4鋼筋籠偏位、變形和上浮

(1)鋼筋籠過長(zhǎng)時(shí)應(yīng)分多節(jié)制作,并應(yīng)焊接或增設(shè)箍筋以增加鋼筋籠剛度,在鋼筋籠主筋上應(yīng)每隔一定距離設(shè)置混凝土墊塊或焊接耳環(huán)控制保護(hù)層。鋼筋籠搬運(yùn)和吊放過程中要防止變形。

(2)在灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土灌注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2～3m時(shí)應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。

2.5斷樁

(1)成孔后應(yīng)認(rèn)真清孔,一般采用沖洗液清孔,沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,必要時(shí)應(yīng)多次清孔。清孔后要及時(shí)灌注混凝土,以避免孔底沉渣超過規(guī)定。

(2)孔口護(hù)筒埋深一定要符合規(guī)定,以防孔口塌方。吊放鋼筋籠過程中不可碰撞孔壁,以防孔壁坍塌。

(3)導(dǎo)管接頭用方絲扣連接,并設(shè)置橡膠圈密封嚴(yán)密,確保導(dǎo)管的密封性。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多。

(4)灌注混凝土前應(yīng)認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,并嚴(yán)格控制混凝土的拌和質(zhì)量,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。

(5)在混凝土灌注過程中應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。在地下水活動(dòng)較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行處理,止水成功后方可灌注混凝土。

3.結(jié)語

鉆孔灌注樁施工時(shí)存在的通病是在橋梁施工中經(jīng)常遇到的問題,如何采取一定的技術(shù)措施和質(zhì)量保證措施防止通病的產(chǎn)生,只有周密計(jì)劃、精心組織、精心安排,制定和采取有效的防控措施,控制和確保每一環(huán)節(jié)、每道工序的施工質(zhì)量,才能確保整個(gè)樁基質(zhì)量,并最終保證橋梁工程的百年大計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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