淺談橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工中的問題及防治措施

呂 炬

呂炬

(杭州市交通工程集團(tuán)有限公司,浙江 杭州 310007)

中圖分類號:U443.15文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0992(2009)09-095-02

摘要:分析了橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工中造成質(zhì)量事故的影響因素,針對鉆孔灌注樁施工方法,從鉆孔、清孔、鋼筋籠制作安裝、灌注水下混凝土等方面進(jìn)行了論述,以提高橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。同時介紹了解決措施,以減少經(jīng)濟(jì)損失,加快整個工程的施工進(jìn)度。

關(guān)鍵詞:橋梁;鉆孔灌注樁;施工工藝;控制

混凝土樁基礎(chǔ)具有質(zhì)量好、承載能力高、造價低、施工簡便的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)工程。樁基施工從鉆孔到混凝土灌注的每一個工作環(huán)節(jié)都需要周密的安排和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮?尤其是施工準(zhǔn)備工作,它直接影響到樁基的工程質(zhì)量,施工中會出現(xiàn)斷樁(全斷面夾泥、孔洞)和缺陷樁(離析、蜂窩、縮頸等),它直接影響工程的質(zhì)量,鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量直接影響到上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。

一、鉆孔施工中常見的事故

1.孔位出現(xiàn)偏差

樁位出現(xiàn)偏差的主要原因在計算樁位坐標(biāo)時失誤,由于施工中測量人員計算錯誤,審核不細(xì)導(dǎo)致出現(xiàn)工程事故,所以在樁位放樣前測量人員、工程技術(shù)人員一定要仔細(xì)核算,確保準(zhǔn)確無誤。

2.停鉆換機(jī)造成偏位

橋梁工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜,對不同的地質(zhì)應(yīng)選擇相應(yīng)的鉆機(jī)。對第四紀(jì)河床沖積層(砂土、粘土、黃土、淤泥)一般采用回旋鉆機(jī),對風(fēng)化巖層、河床砂礫石層一般采用沖擊式鉆機(jī),對復(fù)雜的地質(zhì)條件(地層不均勻)含大塊孤石的砂土層,采用沖擊鉆與回旋鉆配合鉆孔或采用地質(zhì)巖芯鉆機(jī),換機(jī)中鉆機(jī)就位偏差造成孔位偏差。

3.塌孔

塌孔在灌注樁施工過程中是經(jīng)常遇到的事。其特征是孔內(nèi)水位突然下降,孔口有水泡,出渣量顯著增加,進(jìn)尺困難或不進(jìn)尺,鉆機(jī)負(fù)荷明顯增加,若處理不及時將埋鉆或造成廢孔。當(dāng)?shù)貐^(qū)水位變化太大時,采用適當(dāng)?shù)姆椒ū３炙^相對穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)塌孔.判明坍塌位置.分析塌孔原因,針對坍塌的情況采取可行的措施,如果坍塌的水量較小可繼續(xù)鉆孔,回填砂和黏質(zhì)土混合物到塌孔處以上lm～2m繼續(xù)鉆孔。隨時注意坍塌數(shù)量的變化。若塌孔不能控制,立刻拆除鉆機(jī)護(hù)筒回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。由于清孔或鋼筋骨架吊入造成塌孔時,應(yīng)立即停止清孔或?qū)摻罟羌艿醭?利用鉆孔機(jī)具攪動添加泥漿護(hù)壁,同時將坍塌物清理干凈,待塌孔穩(wěn)定后重新清孔和安裝鋼筋骨架。

二、施工工藝

1.鉆孔

(1)采用上海探礦機(jī)械廠GPS-20型鉆機(jī),正循環(huán)施工。調(diào)整鉆頭中心與測放好的樁位中心對中,確保鉆機(jī)就位時鉆桿垂直。

(2)報請監(jiān)理人員檢驗,同意之后方可開鉆。先啟動泥漿泵和轉(zhuǎn)盤,使之空轉(zhuǎn)一段時間,待泥漿輸?shù)娇變?nèi)一定數(shù)量后,開始鉆進(jìn)。

剛開始時,進(jìn)尺應(yīng)適當(dāng)控制,在護(hù)簡刃腳處,應(yīng)低檔慢速鉆進(jìn),使刃腳處有堅固的泥皮護(hù)壁。鉆至刃腳下1ITI后,可按土質(zhì)以正常速度鉆進(jìn)。

(3)鉆孔過程中每1h～2h檢測一次泥漿指標(biāo),注意及時調(diào)整,使其符合規(guī)范要求。每鉆進(jìn)2m～3m檢查孔徑、豎直度,同時注意土層變化,與地質(zhì)資料進(jìn)行核對,若與勘察設(shè)計所提供的地質(zhì)資料不符,要請示監(jiān)理工程師和設(shè)計代表,經(jīng)判明后再繼續(xù)鉆孔,合理調(diào)整鉆進(jìn)速度與鉆壓等參數(shù)。采用減壓法鉆進(jìn),使鉆桿維持垂直狀態(tài),鉆頭回轉(zhuǎn)平穩(wěn),減少斜孔、擴(kuò)孔和彎孔的發(fā)生。接、卸鉆桿的動作要迅速、安全,爭取在盡快時間內(nèi)完成,以免停鉆時間過長,增加沉淀。

(4)鉆孔中保持孔內(nèi)的泥漿面(水頭)高度,若突然發(fā)生泥漿面降低或升高,應(yīng)立即將鉆頭提出孔外,向有關(guān)人員匯報,查明原因,分析判斷發(fā)生的情況后再繼續(xù)鉆進(jìn)。

2.清孔

(1)鉆進(jìn)達(dá)到設(shè)計標(biāo)高后,立即進(jìn)行終孔檢查(孔深、孔徑、傾斜度等),符合設(shè)計要求后進(jìn)行第一次清孔。

(2)清孔時必須注意保持水頭高度為1.5m～2.0m,同時必須控制好泥漿指標(biāo),避免因泥漿相對密度下降導(dǎo)致塌孔。不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。

(3)在導(dǎo)管安裝完畢后,再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度,如不符合規(guī)定,應(yīng)進(jìn)行第二次清孔。

三、鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工中的問題及防治措施

鉆孔灌注樁的主要問題、產(chǎn)生原因及相應(yīng)的防治措施列舉如下。

1.樁底地基承載力不足

原因:樁端沒有支承在持力層上面。

防治措施:這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層,這種地層一般最好取芯檢驗。如不能鉆孔取芯,要參照鄰近取芯情況,鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況(一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時,鉆頭不蹩鉆,主要鉆桿振動不很厲害,鉆進(jìn)聲音感覺較好)、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。

縮徑(孔徑小于設(shè)計孔徑)原因:塑性土膨脹。

防治措施:成孔時應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,快速通過。在成孔一段時間,孔壁形成泥皮,孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹。如出現(xiàn)縮徑.采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑。

樁底沉渣量過大原因:檢查不夠認(rèn)真,清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。

防治措施:(1)認(rèn)真檢查,采用正確的測繩和測錘(2)一次清孔后,如不符合要求,要采取措施,改善泥漿性能,延長清孔時間。(3)在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可再利用導(dǎo)管進(jìn)行,即準(zhǔn)備一個接頭,一頭接導(dǎo)管,一頭接膠管,在導(dǎo)管下完后,提離孔底0.4m,在接管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔能及時有效保證樁底干凈。

2.鋼筋籠上浮

原因:(1)當(dāng)砼灌注至鋼筋籠下,若此時提升導(dǎo)管且導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右的距離時,由于澆注的砼自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠上浮(2)由于砼灌注鋼筋籠且導(dǎo)管埋深

較大時,其上層砼因澆注時間較長,已近初凝,表面形成硬殼砼與鋼筋有一定握裹力,如果此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋底部以上砼從導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。

防治措施:(1)灌注砼過程中,應(yīng)隨時掌握砼澆注標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)砼埋過鋼筋籠底端2～3m時,應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上(2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時,應(yīng)立即停止?jié)沧?并準(zhǔn)確計算導(dǎo)管埋深和已澆砼標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注,上浮現(xiàn)象即可消除。

斷樁原因:(1)灌注砼過程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因:一是當(dāng)導(dǎo)管堵塞時,一般采用上下振擊法,使砼強(qiáng)行流出,但如此時導(dǎo)管埋深很少,極易提漏。二是泥漿過稠,如果估算或測砼面難,在測量導(dǎo)管埋深時,對砼澆注高度判斷錯誤,而在卸管時多提,使導(dǎo)管提離砼面,也就產(chǎn)生提漏.引起斷樁:(2)灌注時間過長,而上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時間增長,泥漿中殘渣將不斷沉淀,從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注極為困難,造成堵管與導(dǎo)管拔不上來,引發(fā)斷樁事故;(3)導(dǎo)管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導(dǎo)管拔上后砼不能及時沖填,造成泥漿填入,引發(fā)斷樁。

防治方法:(1)認(rèn)真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)盡可能提高砼澆注速度:一是開始澆砼時盡量積累大量砼,產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。二是快速連續(xù)澆注,使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài),可防導(dǎo)管堵塞:(3)提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,灌注砼過程中隨時測量導(dǎo)管埋深,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程(4)灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲和缺陷發(fā)現(xiàn)問題及時更換。

四、結(jié)語

樁基是整個橋梁的命脈所在,是橋梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),鉆孔灌注樁的施工工藝復(fù)雜,干擾因素多,施工難度大。在施工中,應(yīng)結(jié)合工程的實際,按照設(shè)計文件與施工規(guī)范的要求,選取合理的施工工藝,堅持以預(yù)防為主的原則,采取有效的措施進(jìn)行施工控制,及時解決施工過程中出現(xiàn)的各種問題,才能保質(zhì)保量地完成任務(wù)。

參考文獻(xiàn):

[1]劉自明.橋梁工程檢測手冊[M],北京:人民交通出版社.2001

[2]交通部第一公路工程總公司.公路施工手冊:橋涵(上冊)[M].人民交通出版社.2000