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摘要:本文根据嘉金高速公路沪清平连续跨线桥的钻孔桩施工经验,介绍常见钻孔桩质量问题的处理。
关键词:钻孔灌注桩 质量问题 处理
一公司上海嘉金项目部主要负责沪青平连续跨线桥的施工,全桥共有钻孔桩1094根,桩长在40～60米之间,钻孔桩孔径为80cm,摩擦桩。施工高峰时期一天成桩20根,根据上海公路检测中心对全桥所有桩进行了检测,一类桩达到99.8%。(全桥仅有2根二类桩)。说明在沪青平连续跨线桥的施工过程中,对钻孔桩的质量控制还是非常成功的,结合具体实践,对钻孔桩质量通病的防治进行总结。
2常见灌注桩的缺陷原因及对策
2.1 断桩
2.1.1形成断桩原因分析
断桩的处理是非常费时费力的,所以断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:
(1)在混凝土灌注过程中混凝土的供应出现问题,混凝土不能及时达到灌桩现场,造成混凝土凝固,形成断桩,在清孔过程中,如果砂率没有控制好,并且混凝土灌注间隔时间过长,也容易在混凝土表面形成夹层,情况严重的时候就形成断桩。
(2)灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测绳锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。
(3)在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
(4)卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,操作人员责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类断桩的重要措施。
(5)坍塌。因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者谈不上有什么经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重。而且位置深、难处理,是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。
(6)另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。
2.1.2断桩处理的几种方法
(1)就在原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
(2)接桩、首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表确定孔壁支护方案以及是否需要进行井点降水。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。适合在较浅位置及地址情况较好的时候的断桩处理
(3)桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为50cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。
2.2缩颈
在钻孔过程中,由于钻头磨损或焊补不及时,再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等,容易产生缩孔现象,成孔检验没有问题,但至下钢筋笼时钢筋笼下不去,如P29-1#桩,拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩后仍下不去,回填重新钻孔反复3次,最后下决心在锥头上加焊8cm的钢筋头,再度扩大孔径,成孔后重新浇筑,增加混凝土80余方。
在施工中,遇到缩颈现象,采取的处理办法是:
采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导向器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
3钻孔灌注桩的质量控制措施
在现代工程中,桥梁的比重越来越大,京沪高速铁路的桥梁比重已经超过80%。而钻孔桩又是大部分桥梁的基础采用的形式,其所以钻孔桩的质量控制对于桥梁上部结构质量有重要影响。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求,增加了6.3.1.5和6 .3.1.6条,明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测,这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制,我们认为在以后的施工中应强调以下几点:
(1)对质量控制应注重预防为主,在开工前要对地质、施工队伍等进行详细的调查了解,编制相应预案,出现问题及时处理。
(2)重视检测。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,选取有合适资质的队伍来进行检测,全部桩都必须进行超声波检测,超声波检测有疑问的再进行高应变检测,确认有问题的桩就进行相应的处理。
(3)重视施工队伍的选择,选取施工经验丰富的施工队伍进行钻孔桩的施工,可以避免或减少大部分的质量问题。并且现场大部分质量为题均为现场处理不及时才造成严重后果的,包括现场施工负责人,一定要及时处理问题,避免造成严重后果。
(4)重视试桩的作用,正式施工之前必须进行试成孔,试成孔时施工记录必须全面详实。成孔结束后,应由有资质的专业检测方对试成孔进行定时检测:不同地层孔壁稳定性,泥浆的成分、相对密度、掺带沉渣性能及其稳定性(从不同时段的沉渣厚度体现)。试成孔的目的是:通过试成孔掌握施工场地地层稳定性、成孔时间、配置泥浆原料、泥浆配比及其相对密度、钢筋笼吊装时间、混凝土浇注时间和清孔次数及其大约时间等,用以指导正式施工后相关工序的作业安排。
关键词:钻孔灌注桩 质量问题 处理
一公司上海嘉金项目部主要负责沪青平连续跨线桥的施工,全桥共有钻孔桩1094根,桩长在40～60米之间,钻孔桩孔径为80cm,摩擦桩。施工高峰时期一天成桩20根,根据上海公路检测中心对全桥所有桩进行了检测,一类桩达到99.8%。(全桥仅有2根二类桩)。说明在沪青平连续跨线桥的施工过程中,对钻孔桩的质量控制还是非常成功的,结合具体实践,对钻孔桩质量通病的防治进行总结。
2常见灌注桩的缺陷原因及对策
2.1 断桩
2.1.1形成断桩原因分析
断桩的处理是非常费时费力的,所以断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素,必须在施工初期就彻底清除其隐患,同时又必须准备相应的对策,预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面:
(1)在混凝土灌注过程中混凝土的供应出现问题,混凝土不能及时达到灌桩现场,造成混凝土凝固,形成断桩,在清孔过程中,如果砂率没有控制好,并且混凝土灌注间隔时间过长,也容易在混凝土表面形成夹层,情况严重的时候就形成断桩。
(2)灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测绳锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。
(3)在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
(4)卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校核)随意性大,操作人员责任心差,造成混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类断桩的重要措施。
(5)坍塌。因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者谈不上有什么经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重。而且位置深、难处理,是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之一。
(6)另外,导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行,突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量很重要。
2.1.2断桩处理的几种方法
(1)就在原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
(2)接桩、首先对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料表确定孔壁支护方案以及是否需要进行井点降水。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。适合在较浅位置及地址情况较好的时候的断桩处理
(3)桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为50cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。
2.2缩颈
在钻孔过程中,由于钻头磨损或焊补不及时,再或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等,容易产生缩孔现象,成孔检验没有问题,但至下钢筋笼时钢筋笼下不去,如P29-1#桩,拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩后仍下不去,回填重新钻孔反复3次,最后下决心在锥头上加焊8cm的钢筋头,再度扩大孔径,成孔后重新浇筑,增加混凝土80余方。
在施工中,遇到缩颈现象,采取的处理办法是:
采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导向器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
3钻孔灌注桩的质量控制措施
在现代工程中,桥梁的比重越来越大,京沪高速铁路的桥梁比重已经超过80%。而钻孔桩又是大部分桥梁的基础采用的形式,其所以钻孔桩的质量控制对于桥梁上部结构质量有重要影响。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求,增加了6.3.1.5和6 .3.1.6条,明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测,这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的质量控制,我们认为在以后的施工中应强调以下几点:
(1)对质量控制应注重预防为主,在开工前要对地质、施工队伍等进行详细的调查了解,编制相应预案,出现问题及时处理。
(2)重视检测。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是确保施工质量的一个重要技术检测手段,选取有合适资质的队伍来进行检测,全部桩都必须进行超声波检测,超声波检测有疑问的再进行高应变检测,确认有问题的桩就进行相应的处理。
(3)重视施工队伍的选择,选取施工经验丰富的施工队伍进行钻孔桩的施工,可以避免或减少大部分的质量问题。并且现场大部分质量为题均为现场处理不及时才造成严重后果的,包括现场施工负责人,一定要及时处理问题,避免造成严重后果。
(4)重视试桩的作用,正式施工之前必须进行试成孔,试成孔时施工记录必须全面详实。成孔结束后,应由有资质的专业检测方对试成孔进行定时检测:不同地层孔壁稳定性,泥浆的成分、相对密度、掺带沉渣性能及其稳定性(从不同时段的沉渣厚度体现)。试成孔的目的是:通过试成孔掌握施工场地地层稳定性、成孔时间、配置泥浆原料、泥浆配比及其相对密度、钢筋笼吊装时间、混凝土浇注时间和清孔次数及其大约时间等,用以指导正式施工后相关工序的作业安排。