市政橋梁鉆孔灌注樁施工中常見問題分析

精品文檔-下載后可編輯市政橋梁鉆孔灌注樁施工中常見問題分析摘要:目前在國內公路橋梁基礎工程領域中,鉆孔灌注樁基礎已占據了重要地位,并向大直徑、多樣化(變截面、空心樁、變截面空心樁)方向發(fā)展。鉆孔灌注樁施工是市政橋梁工程中一項重要的應用技術。但是在其施工過程中常常會出現一些問題，本文主要是對其存在的一些相關問題展開探討，相信以后我國橋梁工程各種施工技術會更加日趨完善。

關鍵詞:市政橋梁；鉆孔灌注樁;施工問題；分析

前言

鉆孔灌注樁是利用不同專業(yè)鉆孔機具，在地基的土石中造成一個直徑為圓形鉆孔，達到設計標高后，將鋼筋骨架掉入鉆孔中，然后通過安放在孔中的導管，直接在水中進行混凝土的灌注作業(yè)，從而形成一棵較粗糙的圓柱式樁基礎。由于其適應性強、成本適中、施工簡便等特點，被廣泛的應用于公路橋梁建設及其他工程領域。橋梁鉆孔灌注樁屬于隱蔽工程，鉆孔、灌注混凝土都是在水下進行的，影響鉆孔灌注樁施工質量的因素很多，如何有效的避免鉆孔過程中出現鉆頭掉落和灌注水下混凝土過程中發(fā)生斷樁等現象，杜絕混凝土夾渣、不均勻等質量弊病，發(fā)生施工質量問題后如何恰如其分的處理以確保整個工程質量是路橋人一直探討的問題，筆者結合自己的工程實踐，對橋梁鉆孔灌注樁施工中常見質量問題的處理措施進行歸納總結，以供同仁交流。

1、鉆孔灌注樁施工工序概述

鉆孔灌注樁施工屬于隱蔽工程,成樁的好壞直接影響到橋梁的承載力和橋梁的安全使用功能。鉆孔灌注樁的施工質量控制,是確保橋梁施工質量的重要環(huán)節(jié),也是橋梁工程質量監(jiān)測的重要內容之一。

1.1.原料配置

混凝土原料的選擇在鉆孔灌注樁施工中異常重要,宜選用卵石、石子含泥量小于2%,以提高砼的流動性,防止堵管。一般砼初凝時間僅3～5小時,只能滿足淺孔小樁徑灌注要求,而深樁灌注時間約為5～7小時,因此應加緩凝劑,使砼初凝時間大于8小時,為了使砼具有良好的保水性和流動性,應按合理的配合比將水泥、石子、砂子倒入料斗后,先開動攪拌機并加入30%以上的水,然后與拌合料一起均勻加入60%的水,最后再加入10%的水(如砂、石含水率較大時,可適當控制此部分水量),最后加水到出料時間控制在60秒內,坍落度應控制在180～200mm之間,砼灌注距樁頂約5m處時,坍落度控制在160～170mm,以確保樁頂浮漿不過高。氣溫高,成孔深,導管直徑在250mm之內,取高值,反之取低值。

1.2.打樁工序

總體來講,鉆孔灌注樁施工一般由一側向單一方面打,采用對稱法打樁,自中間向四周打。打樁順序直接影響打樁速度和樁基質量。因此,應結合地基土壤的擠壓情況,樁距的大小,樁機的性能,工程特點及工期要求,經綜合考慮予以確定,以確保樁基質量。減少樁機的移動和轉向,加快打樁速度,由一側向單一方向打,樁機系單向移動,樁的就位與起吊均很方便,故打樁效率高;但它會使土壤向一作技術檢灌注操作技術分為首批砼灌注與后續(xù)砼灌注及后期灌注三個過程。在前一過程中,砼灌注量與泥漿至砼面高度,砼面至孔底高度,泥漿的密度,導管內徑及樁直徑有關?？讖皆酱?首批灌注的砼量越多。由于砼量大,攪拌時間長,因此可能出現離析現象,首批砼在下落過程中,由于和易性變差,受的阻力變大,常出現導管中堵滿砼,甚至漏斗內還有部分砼,此時應加大設備的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉導管,若起重能力不足,則應用卷揚機拉緊漏斗晃動,這樣能使砼順利下滑至孔底,下滿后,繼續(xù)向漏斗加入砼,進行后續(xù)灌注。在后續(xù)灌注中,當出現非連續(xù)性灌注時,漏斗中的砼下落后,應當牽動導管,并觀察孔口返漿情況,直至孔口不再返漿,再向漏斗中加入砼。

2、鉆孔灌注樁質量問題以及控制措施

2.1.導管問題控制

（1）管內進水

某半路改造工程工程造價1200萬,其中包括一座橫跨城市河道的橋梁,橋梁寬度45m,長度60m,分為三跨,橋梁板為預應力后張梁板,兩側為雙排灌注樁,中間位單排灌注樁,是典型的城市橋梁。

在施工承臺下的灌注樁是,進行灌注水下混凝土時,其導管內部突然出現大量秘水,孔內泥漿逐漸下降。從不斷增大的水流聲音上判斷是導管連接處出現了滲漏。通過檢查發(fā)現是連接導管的螺絲脫扣,致使導管連接處出現縫隙,使得孔內的泥漿擠進到導管內部,如果繼續(xù)灌注混凝土,那么在混凝土的內部將形成泥漿夾層。之后用沖擊鉆重新鉆孔,清孔后下鋼筋籠,重新進行了混凝土灌注,這次事故給該工程造成損失嚴重。

管內進水問題,是許多橋梁工程中常見問題,一般來講,此類問題是工程技術人員和施工人員疏忽了導管的質量而至,如果導管拔脫的話后果將更加嚴重。導管是進行水下混凝土灌注的重要設備,其質量的把握必須十分謹慎。根據相關規(guī)范,導管在使用前一定要進行檢漏和抗拉力試驗,做好每節(jié)導管的組裝編號,導管安裝完畢后要建立復核和檢查制度;導管的直徑應根據樁徑和骨料的最大粒徑確定,盡量采用大直徑導管;必須要采取的措施是:施工人員要進行作業(yè)前培訓和技術交底。

(2)埋深控制

毋庸置疑,如果導管埋置過深,當灌注時間較長或者混凝土堵塞導管時處理時間過長易造成凝固時間差,即先期灌注的混凝土凝固,這樣會出現導管不能提起的問題;毫無疑問,當導管底口與孔底距離較大,同樣會令首批灌注的混凝土不能埋人導管,因而斷樁問題就出現了;更重要的是當導管提拔時,往往出現盲目提拔致使使導管提拔過量,從而使使導管口處于泥漿層或泥漿與混凝土的混合層中,又或導管口拔除混凝土面,同樣形成斷樁。針對上述問題,一般在下導管時,其底口距孔底的距離要控制在400～500mm之間(注意導管口不能埋人沉淀的回淤泥渣中),而且要能保證首批混凝土灌注后能埋住導管至少1000mm。特別注意的是在灌注過程中,導管的埋置深度嚴格控制在2000～4000mm范圍內。在處理提拔問題時,導管時要通過測量混凝土的灌注深度及已拆下導管的長度,嚴格計算提拔導管的長度,嚴禁盲目提拔導管,一般情況下一次只能拆卸一節(jié)導管(通常為2500mm)。

2.2.卡管控制

所謂卡管,即初灌時,隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析,混凝土中粗骨料粒徑過大,各種機械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導管中停留時間過長而卡管;導管進水造成混凝土離析等。為防止卡管,組裝導管時要認真檢查,要嚴格控制混凝土骨料規(guī)格、坍落度和拌和時間,盡量避免砼在導管中停留時間過長。通?？刂瓶ü艿某霈F,必須滿足使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時,應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應通過實驗室確定,為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。為確保導管連接部位的密封性,導管使用前應做水密試驗,進行水密試驗的水壓不應小于孔內水深的1.3倍的壓力。

因混凝土和易性差、混凝土中含有大塊骨料或受潮凝固的水泥塊、灌注混凝土沖擊力不足等原因導致水下混凝土灌注過程中無法繼續(xù)進行的現象統(tǒng)稱為“卡管”。

①由于混凝土質量造成的導管堵塞，可以少量（根據堵管前測量及計算的導管埋深結果，保證導管最小安全埋深確定）提升導管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土數量而后快速提升再迅速下放，以沖擊疏通導管的方法進行處理。

②由于混凝土沖擊力不足造成的，應及時加長上部導管的長度，而后，以一次性較大量混凝土沖擊灌注達到疏通導管的目的。

③采取“二次吹球法”進行處理。具體操作方法：將導管插入已灌注混凝土中0.5～0.8m，而后按照水下封底的方法實施二次封底。

如以上幾種方法處理不能奏效應立即停止，認為已斷樁。

2.3.坍孔控制

所謂坍孔現象是由于孔內水位突然下降,孔口冒細密的水泡,鉆具長時間不進尺或進尺很慢,鉆機負荷明顯增加而引起。測量孔深時,若與鉆進深度不符,說明已有坍塌。發(fā)生坍孔的原因有幾種,一是泥漿比重不夠,護壁不可靠,特別是本地區(qū)松軟土層和淤質土層較多,如沒有因地制宜采用適當比重的泥漿,較易導致坍孔。二是水頭高度不夠,孔內靜水壓力降低,在汛期施工,由于河水上漲,相對降低鉆孔內的水頭,如鉆孔過程中碰到透水性強的砂層,如靜水壓力降低,則孔壁四周的水將夾帶土粒流向孔內,時間一長就引起坍孔。三是護筒埋深不夠,孔口坍塌。孔口位置受水浸濕泡軟,加上鉆機運轉時的震動,孔口就易發(fā)生坍陷。解決坍孔必須在鉆孔施工間,嚴格執(zhí)行相關規(guī)范,鉆孔完成后,必須檢測孔深、直徑和傾斜度,其中孔徑和孔深須達到設計要求,傾斜度不得大于1%。清孔就是在吊放鋼筋籠之前,對孔內的石渣、泥漿進行必要的清理,做到孔內含泥量、含渣量和孔底沉渣符合設計及圖紙要求。在護筒定位后及時復核護筒的位置,嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm,并認真檢查回填土是否密實,以防鉆孔過程中發(fā)生漏漿的現象。在施工過程中自然地坪的標高會發(fā)生一些變化,為準確地控制鉆孔深度,在樁架就位后及時復核底梁的水平和樁具的總長度并作好記錄