橋梁鉆孔施工中相關(guān)問題的處理措施

[摘要]鉆孔灌注樁是橋梁施工中易出現(xiàn)各種事故的一項(xiàng)重要的隱蔽工程，灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵性工序。灌注過程應(yīng)分工明確。密切配合，統(tǒng)一指揮。做到快速、連續(xù)施工，灌注成高質(zhì)重的水下混凝土，防止發(fā)生質(zhì)量事故。若出現(xiàn)事故時(shí)，應(yīng)分析原因。采取合理的施工措施，及時(shí)設(shè)法補(bǔ)救。對于確實(shí)存在缺點(diǎn)的鉆孔樁，應(yīng)盡可能設(shè)法補(bǔ)強(qiáng)，不宜輕易廢棄。以免造成過多的損失。作者根據(jù)多年在橋梁一線進(jìn)行施工管理的經(jīng)驗(yàn)，對如何控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量進(jìn)行探討。

[關(guān)鍵詞]橋梁；鉆孔施工；處理措施

[作者簡介]陳季忠，中國人民武裝警察部隊(duì)交通第二支隊(duì)，研究方向：施工管理，四川廣元,628204

[中圖分類號(hào)]U445，4

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1007-7723(2009)06-0131-0002

一、引言

橋梁基礎(chǔ)施工中，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工工藝發(fā)展較早。從20世紀(jì)50年代的人力轉(zhuǎn)動(dòng)錐頭鉆孔，到后期的沖抓錐、沖擊錐、正反循環(huán)回轉(zhuǎn)鉆、潛水電鉆及液壓動(dòng)力鉆井機(jī)等多種鉆孔工藝。從較早的人力推車、輕軌翻斗車、移動(dòng)式混凝土拌和臺(tái)、提升扒斗、吊車吊斗，到目前廣泛使用的拌和樓與混凝土輸送泵。從自檢自查無監(jiān)理與檢測的施工，到目前實(shí)行嚴(yán)格的工程質(zhì)量監(jiān)理與先進(jìn)的多種質(zhì)量檢測手段，橋梁鉆孔灌注樁施工工藝水平得到了全面發(fā)展與提高。本文僅就常用的正反循環(huán)鉆孔技術(shù)及監(jiān)理要點(diǎn)作簡要的論述。

二、橋梁鉆孔施工中相關(guān)問題的處理措施

(一)地基承載力

地基承載力應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，否則將會(huì)使灌注樁失效。對摩擦樁，地基承載力取決于地質(zhì)土層的構(gòu)造情況；對嵌巖樁，地基承載力取決于巖層的構(gòu)造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度等。如果施工地區(qū)處于斷裂帶，在施工中就要注意夾層的存在。

(二)樁基質(zhì)量

樁身強(qiáng)度是樁質(zhì)量控制的另一關(guān)鍵。樁身質(zhì)量控制主要在于控制混凝土的質(zhì)量。樁基質(zhì)量的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的，因此必須確保措施到位，嚴(yán)格控制樁基工程的施工工藝；否則，起不到質(zhì)量控制的效果?？刂茦痘|(zhì)量的具體要求：(1)控制好混凝土質(zhì)量的和易性，防止出現(xiàn)堵管、埋管，而引起斷樁事故。(2)控制導(dǎo)管埋深2—6 m，使混凝土面處于垂直頂升狀態(tài)，不使浮漿、泥漿卷入混凝土，防止提漏引起斷樁事故。

(三)沉渣量

對于摩擦樁，由于其受力機(jī)理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力逐漸把荷載從樁頂傳遞副周圍的土體中，如果在設(shè)計(jì)中樁底反力不大，樁底的沉渣量對樁承載力亦影響不大；而對于鉆孔端承樁，如果沉渣量過大，勢必造成樁受荷時(shí)發(fā)生大量沉降，使樁的承載力失效。

(四)卡管

1，原因：(1)初灌時(shí)隔水栓卡管，或由于混凝土本身的原因，如塌落度過小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌和不均勻，以及運(yùn)輸中產(chǎn)生離析、導(dǎo)管接縫處漏水、雨天運(yùn)送混凝土未加遮蓋等，使混凝土中的水泥漿被沖走，粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。(2)機(jī)械發(fā)生故障或其他原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過久，或灌注時(shí)間過長，最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝，增大了導(dǎo)管內(nèi)的混凝土下落的阻力，混凝土堵在導(dǎo)管內(nèi)。

2，處理辦法及預(yù)防措施：(1)可用長桿充搗管內(nèi)混凝土，用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗等使隔水栓下落。如仍不能下落時(shí)，則應(yīng)將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出鉆孔，進(jìn)行清理整修，然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔，須將散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。(2)預(yù)防方法是灌注前應(yīng)仔細(xì)檢修灌注機(jī)械，并準(zhǔn)備備用機(jī)械，發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換備用機(jī)械，同時(shí)采取措施加速混凝土灌注速度，必要時(shí)可在首批混凝土內(nèi)摻入緩凝劑，以延緩混凝土的初凝時(shí)間。如果灌注時(shí)間已久，孔內(nèi)首批混凝土已初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞混凝土，此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，利用較小鉆頭將鋼筋籠內(nèi)的混凝土鉆挖吸出，用沖抓錐將鋼筋骨架逐一拔出。然后以粘土摻沙礫填塞井孔，待沉實(shí)后重新鉆孔成樁。

(五)坍孔

1，坍孔主要原因有：(1)護(hù)筒底腳周圍漏水，孔水位降低。(2)在潮汐河流中漲潮時(shí)或河流下游發(fā)電開閘放水，孔內(nèi)水位減少，不能保持原有靜水壓力。(3)由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等。

2，處理措施：持水壓或加大水壓、移開重物或機(jī)械振動(dòng)等，然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土。如不繼續(xù)坍孔，可恢復(fù)正常灌注。如坍孔仍不停止，坍塌部位較深，宜將導(dǎo)管拔出，將混凝土鉆開抓出，只求保存孔位，再以粘土摻沙礫回填，待回填土沉實(shí)時(shí)機(jī)成熟后，重新鉆孔成樁。

(六)縮徑

1，產(chǎn)生縮徑的主要原因是塑性土膨脹。

2，縮徑防治措施：成孔時(shí)，應(yīng)加大泵量，加快成孔速度，快速通過，成孔段時(shí)間后，孔形成泥皮，孔壁不會(huì)滲水，亦不會(huì)引起膨脹；如出現(xiàn)縮徑，采用上下反復(fù)掃孔的辦法，以擴(kuò)大孔徑。

(七)斷樁

1，主要原因：(1)首批混凝土儲(chǔ)量不足，或雖然混凝土儲(chǔ)量已夠，但導(dǎo)管底口距孔底的間距過大，混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口，以致泥水從底口進(jìn)入。(2)導(dǎo)管接頭不密封，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開，或焊縫破裂，水從接頭或焊縫中流入。導(dǎo)管提升過猛，或測深出錯(cuò)，導(dǎo)管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。(3)灌注時(shí)間過長，而上部混凝土已接近初凝，形成硬殼，而且隨時(shí)間增長，泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?，從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物，造成混凝土灌注極為困難，造成堵管或?qū)Ч馨尾簧蟻?，引發(fā)斷樁事故。導(dǎo)管埋得太深，拔出時(shí)底部的混凝土已接近初凝，使混凝土不能及時(shí)充填，造成泥漿填入。(4)泥漿過稠，增加了澆注混凝土的阻力，如泥漿相對密度大或泥漿中含較大泥塊的情況，因此，在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象，有時(shí)灌滿導(dǎo)管還是不行，最后只好提取導(dǎo)管上下振擊。由于導(dǎo)管內(nèi)儲(chǔ)存大量混凝土，一旦流出其勢甚猛，在混凝土流出導(dǎo)管后，即沖破泥漿最薄弱處急速返上，并將泥漿夾裹于樁內(nèi)，造成夾泥層。灌注混凝土過程中，因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥和斷樁的原因。(5)由于灌注時(shí)間過長，首批混凝土已凝固，流動(dòng)性降低，而續(xù)灌的混凝土沖破頂層而上升，因而也會(huì)在兩層混凝土中夾有泥漿渣土，甚至全樁夾有泥漿渣土形成斷樁。斷樁大都是以上原因引發(fā)的次生結(jié)果。對已發(fā)生或估計(jì)可能發(fā)生夾泥斷樁的樁，應(yīng)采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆心取樣，作深入的探查，判明情況?；蛘哂梅瞧茡p檢驗(yàn)混凝土樁質(zhì)量的方法進(jìn)行判定。

2，處理方法：(1)引起導(dǎo)管進(jìn)水，應(yīng)立即將導(dǎo)管提出，將散落在孔底的混凝土拌和物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過泥石泵吸出，或者用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)以及抓斗清出。不得已時(shí)需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除，然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土，重新灌注。(2)引起導(dǎo)管進(jìn)水，應(yīng)視具體情況，拔換原管，下新管，或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌，但灌注前應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如重新下管，必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原混凝土壓入上部凝固層導(dǎo)管內(nèi)，續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量，提高稠度后灌入導(dǎo)管內(nèi)，灌入前將導(dǎo)管進(jìn)行小幅度抖動(dòng)或掛振搗器予以振動(dòng)片刻。使原混凝土損失的流動(dòng)性得以彌補(bǔ)。以后灌注的混凝土可恢復(fù)正常的配合比。(3)若混凝土面在水面以下不很深，未初凝時(shí)，可在導(dǎo)管底部設(shè)置防水塞(應(yīng)使用混凝土特制)，將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)(導(dǎo)管側(cè)面增加重力，以克服水的浮力)。導(dǎo)管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導(dǎo)管，利用新混凝土自重將底塞壓出，然后繼續(xù)灌注。若混凝土面在水面以下不很深，但已初凝，導(dǎo)管不能插入混凝土?xí)r，可在原護(hù)筒內(nèi)加設(shè)直徑稍小的鋼護(hù)筒，用重壓或錘擊方法壓人原混凝土面以下適當(dāng)深度，然后將護(hù)筒內(nèi)的水(泥漿)抽除，并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈，再在護(hù)筒內(nèi)灌注普通混凝土至設(shè)計(jì)樁頂。

3，防治方法：(1)認(rèn)真做好清孔，防止孔壁坍塌。(2)盡可能提高混凝土灌注速度：開始灌混凝土?xí)r盡量積累大量混凝土，產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力；快速連續(xù)灌注，使混凝土和泥漿一直保持動(dòng)狀態(tài)，可防止導(dǎo)管堵塞。(3)提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠，灌注混凝土過程中隨時(shí)測量導(dǎo)管埋深，并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。(4)灌注水下混凝土前檢查導(dǎo)管是否有漏水、彎曲等缺陷，發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。

三、結(jié)語

橋梁鉆孔灌注樁施工技術(shù)發(fā)展迅速，鉆孔技術(shù)不斷改進(jìn)，鉆孔設(shè)備越來越先進(jìn)，特別是混凝土集中拌和及泵送混凝土的廣泛應(yīng)用，保證了導(dǎo)管的埋置深度，使得水下混凝土灌注質(zhì)量得以充分保證。同時(shí)，隨著樁徑的不斷加大、樁長不斷增長，其施工難度亦不斷增加。因此，還需要十分重視鉆孔灌注樁的施工工藝及其監(jiān)理工作。