橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工常見質(zhì)量通病及防治

余小江，陳文俊

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司)

橋梁鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工常見質(zhì)量通病及防治

余小江，陳文俊

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司)

隨著高速公路的快速發(fā)展，鉆孔灌注樁在橋梁基礎(chǔ)使用占據(jù)越來越多的比重，因?yàn)榻ㄖ┕さ碾[蔽性和沒有預(yù)見性，施工工作流程雜亂，通常有2% ～5%的樁質(zhì)量存在鉆孔偏斜、縮孔、孔壁坍塌，孔壁塌陷，塞管，鋼筋籠上浮，斷樁等質(zhì)量問題。簡要分析了其目前出現(xiàn)的原因和相應(yīng)的預(yù)防和控制。作者聯(lián)系多年的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)橋梁施工鉆孔樁進(jìn)行了分析。

橋梁管控灌注樁;常見質(zhì)量通病;防治措施

相比其他樁，鉆孔灌注樁有更多的優(yōu)勢(shì)。在施工過程中沒有擠土效應(yīng)，產(chǎn)生的噪音很小甚至是沒有噪音，對(duì)周圍建筑物的影響很小，所以大橋在建設(shè)施工中樁基常常選擇鉆孔灌注樁鉆。盡管鉆孔灌注樁有許多的優(yōu)勢(shì)，但施工技術(shù)要求是艱難的，對(duì)質(zhì)量控制的需求更高。在鉆孔灌注樁的施工過程中經(jīng)常發(fā)生斷樁縮緊等我們不希望看見的現(xiàn)象，因此我們要嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁施工質(zhì)量。筆者根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，分析了常見的質(zhì)量問題的原因，并提出了相應(yīng)的預(yù)防和控制措施，并希望同事在控制鉆孔樁施工質(zhì)量上有所幫助。

1 施工前期準(zhǔn)備工作

(1)在施工前，有必要知道各部分的質(zhì)量工程要求，熟悉相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的圖紙。知道鉆孔灌注樁的相關(guān)特性，地質(zhì)條件和施工工藝，并要求對(duì)鉆孔樁施工過程可能存在出現(xiàn)的問題，提出詳細(xì)的分析處理措施。對(duì)于嚴(yán)重的問題要能夠提出相應(yīng)的應(yīng)急方案°(2)需求提高施工人員的質(zhì)量控制意識(shí)。提高施工人員的職業(yè)素質(zhì)建設(shè)，也可以選擇經(jīng)驗(yàn)豐富的、專業(yè)素養(yǎng)高的人才。而且需求保證在施工過程中，施工人員的流動(dòng)性小。在施工人員投入建設(shè)前，公司應(yīng)該專注于專業(yè)的訓(xùn)練，提高施工人員的質(zhì)量控制知識(shí)。相對(duì)比較重要的工序要求負(fù)責(zé)人持證上崗。

2 常見質(zhì)量通病及防治措施

2.1 鉆孔偏斜

原因分析:鉆孔平臺(tái)基底座不穩(wěn)固，在鉆孔過程中鉆機(jī)架發(fā)生不均勻的形變;鉆桿彎曲，不是一條筆直的直線，接頭松散連接，所以導(dǎo)致鉆頭晃動(dòng)范圍相對(duì)較大;土層并不是想象中的那么均勻，土層軟硬不均，導(dǎo)致鉆頭手里不均或者遇到故事、探頭石等情況的時(shí)候，會(huì)使得成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或者彎曲變形。

預(yù)防和控制措施:鉆機(jī)就位前要把場(chǎng)地夯實(shí)平常，總是堅(jiān)持鉆機(jī)處于一個(gè)水平的狀態(tài)。安裝鉆機(jī)是需求鉆盤中心和鉆架上起吊滑輪在同一軸線，鉆桿位置偏差不能大于20 cm。還要經(jīng)常檢查鉆桿、及時(shí)調(diào)整或放棄彎曲的鉆桿。在不均勻的地層中鉆孔的時(shí)候，我們適宜采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不平的地層時(shí)，斜形巖石或碰到孤石的時(shí)候，我們要降低組胺素，把它調(diào)到慢檔。鉆孔發(fā)生偏差時(shí)，可以把鉆頭提起來，上下重復(fù)掃鉆幾次，為了切斷層堅(jiān)硬的部位。如過發(fā)現(xiàn)糾正無效，應(yīng)當(dāng)在孔中局部回填粘土到偏孔出0.5 m以上，重新鉆進(jìn)。

2.2 縮孔

原因分析:地質(zhì)弱、弱層在土壓力的作用下，向孔內(nèi)發(fā)生擠壓;塑性土層，遇水膨脹;鉆頭磨損過快，不及時(shí)維修焊接，然后導(dǎo)致縮孔。

預(yù)防和控制措施:選擇高質(zhì)量的泥漿，控制泥漿的重量和粘度，降低失水量。在孔隙形成的時(shí)候，應(yīng)該提高泵量，加快孔隙的成形速度，在成孔一段時(shí)間里，孔壁形成了泥皮，那么孔壁就不滲水，也不會(huì)引起膨脹。鉆頭出現(xiàn)磨損的時(shí)候要及時(shí)維修焊接，或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接必須的合金刀片，在鉆進(jìn)或者起鉆的時(shí)候扮演一個(gè)掃孔的角色。

2.3 孔壁塌陷

原因分析:泥漿稠度很小，其保護(hù)壁的效果差，保護(hù)筒埋置淺，周圍封堵不精確而出現(xiàn)漏水;保護(hù)筒底部漏水造成泥漿水頭高度不夠，對(duì)孔壁壓力降低;泥漿相對(duì)密度太小，導(dǎo)致水頭對(duì)孔壁壓力較小;鉆井速度過快或空鉆時(shí)間太長;成孔后代灌時(shí)間過長和充填時(shí)間太長也會(huì)導(dǎo)致孔壁塌陷。

預(yù)防和控制措施:應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件的不同，選擇不同的泥漿比重、泥漿黏度和不同的鉆井速度。在松弛和容易坍塌的土壤中，適當(dāng)?shù)纳盥癖Ｗo(hù)管、密實(shí)填封護(hù)筒四周。升高護(hù)筒，最后的洞要補(bǔ)給泥漿，保持要求的水頭高度。提升鉆頭，降低鋼筋籠應(yīng)堅(jiān)持垂直，防止鋼筋籠變形和放置時(shí)要對(duì)準(zhǔn)樁孔位置，吊直扶穩(wěn)，慢慢下沉，防止和孔壁發(fā)生碰撞。成孔以后，用于灌溉的時(shí)間通常不應(yīng)超過3 h。在保證施工質(zhì)量盡可能的條件下，加快灌注速度，縮短充填時(shí)間。

2.4 樁底沉積物太多

原因分析:泥漿的比重太小或泥漿注入量不充足而難以將沉渣浮起來;直接使用水清孔，使大顆粒土粒沉落或者護(hù)臂發(fā)生問題致使發(fā)生少量塌落;在吊放鋼筋籠的過程中，沒有對(duì)準(zhǔn)孔位從而和孔壁發(fā)生碰撞使得泥土塌落樁底，清孔不徹底或者清孔后等待灌溉的時(shí)間太長，從而導(dǎo)致了泥漿積累。

預(yù)防和控制措施:選擇性能更好的泥漿，控制泥漿的比重和粘度，不要使用水進(jìn)行置換。成孔后，鉆頭提高孔底10～20 cm，堅(jiān)持緩慢空轉(zhuǎn)，維持循環(huán)清孔的時(shí)間不能夠少于20 min。鋼筋籠垂直緩慢的放在里面，避免磕碰孔壁。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該進(jìn)行二次清孔。我們選擇導(dǎo)管進(jìn)行二次請(qǐng)孔，一直到孔口反漿比重和沉積厚度都是符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。提高混凝土初灌時(shí)候?qū)盏氐臎_擊力，致使導(dǎo)管底部到孔底部的間隔為30～40 mm，最初的灌混凝土量要滿足導(dǎo)管地段能埋入混凝土中1 m以上，這樣才能利用混凝土的巨大沖擊力消除孔底的沉渣，才能達(dá)到消除孔底沉渣的意圖。

2.5 塞管

原因分析:初始時(shí)，塞管多因隔水栓卡管;混凝土塌落度太，和易性以及流動(dòng)性差，拌合的不均勻，運(yùn)輸過程中產(chǎn)生隔離、粗骨料粒徑太大;管道連接部件和焊縫不密切發(fā)生泄漏，管內(nèi)形成水塞現(xiàn)象;管內(nèi)混凝土不滿而里面有空氣，混凝土整個(gè)傾入導(dǎo)管內(nèi)，從而導(dǎo)致管內(nèi)形成高壓氣塞;各種各樣的機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)，在導(dǎo)管中停留的時(shí)間太長。

預(yù)防和控制措施:采用的隔水塞直徑應(yīng)該和管直徑相配，加上出色的隔水功能，保證順利排出?；炷翂A灌溉的時(shí)候，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土的混合時(shí)間和混凝土坍落度的操縱。嚴(yán)格控制混凝土的配合比，應(yīng)保證導(dǎo)管連接部位的密封性，導(dǎo)管使用前應(yīng)檢查試拼裝、試壓。在施工過程中，應(yīng)每時(shí)每刻監(jiān)測(cè)設(shè)備，以確保機(jī)械工作是正常的，從而避免發(fā)生機(jī)械事故。

2.6 鋼筋籠上浮

原因分析:在提升導(dǎo)管時(shí)候，導(dǎo)管掛在鋼筋籠上，鋼筋籠連同導(dǎo)管一起上升;灌注混凝土接近鋼筋籠底口的時(shí)候，導(dǎo)管底口在鋼筋籠底口以下3 m到2 m以上的時(shí)候，混凝土灌注速度太快，使混凝土墜落管底口向上反沖，它的頂推力大于鋼筋籠的重量，從而把鋼筋籠托起來。

預(yù)防和控制措施:安放導(dǎo)管的時(shí)候，應(yīng)使導(dǎo)管中心與鉆孔中心盡量重合，導(dǎo)管接頭處應(yīng)該準(zhǔn)備必要的防掛措施，為了避免提升導(dǎo)管時(shí)候掛住鋼筋籠。灌注混凝土的這個(gè)過程中，當(dāng)導(dǎo)管底口下低于鋼筋籠底3 m到高于鋼筋籠底2 m之間，而且混凝土表面在鋼筋籠在底部下1 m之間，應(yīng)該減緩混凝土的灌注速度。當(dāng)混凝土表面上升到鋼筋籠底口4 m以上，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管底口低于鋼筋籠底部2 m以上，可以恢復(fù)正常的灌輸速度?？梢园唁摻罨\頂端焊接牢固于護(hù)筒上。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮的時(shí)候，應(yīng)立即暫停灌注混凝土，還要準(zhǔn)確的計(jì)算導(dǎo)管埋深和已經(jīng)澆筑混凝土面的高程，提升導(dǎo)管后在進(jìn)行澆筑。

2.7 斷樁

原因分析:混凝土灌注時(shí)間長過、表面混凝土的流動(dòng)性小，形成硬皮的效果，和持續(xù)灌注頂破硬層上升，把混合著泥槳礫石表面部分蓋包，導(dǎo)管底口距孔底距太大，第一批填充的混凝土不能埋住導(dǎo)管;灌注混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升和拔起太多，露出混凝土表面;在提拔導(dǎo)管時(shí)候，鋼筋籠卡住管，在混凝土初始凝固之前不能提及拔起，導(dǎo)管接口泄漏導(dǎo)致泥漿入管，在混凝土內(nèi)形成夾層;或者是因?yàn)椴荒苓B續(xù)灌注混凝土，中止時(shí)刻超越混凝土的初凝時(shí)間，導(dǎo)管不能提及，形成斷樁。

預(yù)防和控制的錯(cuò)施:有必要仔細(xì)的清洗孔，清洗孔時(shí)間應(yīng)該基于孔沉積物情況來決定。清孔不久之后要趕緊注入混凝土，防止孔底沉積物超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則。嚴(yán)格控制混凝土的配合比?；炷翍?yīng)具備良好的和易性和流動(dòng)性，塌落度在18～22 cm。如果充填時(shí)間更長，可以增加緩凝劑。灌注混凝土前仔細(xì)測(cè)量孔徑，準(zhǔn)確計(jì)算出整個(gè)孔和一次灌注混凝土量。當(dāng)鋼筋籠卡管后，可以嘗試轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)管，使之脫離鋼筋籠。在水活動(dòng)比較大的面積段，在使用前進(jìn)行套管或者是水泥進(jìn)行處理，水停止成功才可以進(jìn)行灌注。確保導(dǎo)管的密封性，導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)該基于導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度來決定，千萬不要拔起過多。

3 結(jié)束語

在進(jìn)行鉆孔灌注樁的時(shí)候，是有必要進(jìn)行嚴(yán)格的控制質(zhì)量的。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)了問題，返工沖重新彌補(bǔ)是一個(gè)非常困難的事。我們不僅要在在思想上注意預(yù)防，還要在行動(dòng)上精心施工，保證鉆孔灌注樁的質(zhì)量。

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2012-12-11