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摘要:钻孔桩在桥梁施工中被大量的使用,正确使用钻孔桩以及可能出现的问题就变得非常重要,本文主要介绍在桥梁施工中采用钻孔桩可能出现的问题以及解决方法,为今后的施工提供借鉴。
关键词:钻孔桩 桥梁施工 注意事项
0 引言
钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等
1 钻孔桩
1.1 钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩,也有的为部分挤土桩。
按桩径大小分,可分为如下几种:
1.1.1 小桩由于桩径小,施工机械、施工场地、施工方法较为简单,多用于基础加固和复合桩基础中(如:树根桩)。
1.1.2 中桩 成桩方法和施工工艺繁多,工业与民用建筑物中大量使用,是目前使用最多的一类桩。
1.1.3 大桩桩径大且桩端不可扩大,单桩承载力高,近20年发展快,多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。
按成桩工艺,钻孔灌注桩可以分为:①干作业法钻孔灌注桩;② 泥浆护壁法钻孔灌注桩;③套管护壁法钻孔灌注桩。
1.2 钻孔桩优点 ①抗地震性能好。桩的静力特性主要研究其强度和沉降,桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性,基础刚度大抗震性能好。②沉降量小和承载力高,桩的沉降量由三部分组成,桩身弹性压缩;桩侧摩阻力向下传递,引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。③可以解决特殊地基土的承载力。④施工噪音小,适用于城市改造和人口密集场地。
2 施工中的注意事项
2.1 坍孔事故 钻孔过程中发现孔内水位突然下降,孔口出现冒汽泡和水泡以及不见进尺等现象,即表明孔壁已有坍塌。在松散沙土中钻孔,需控制进尺并注意选用比重大的泥浆,必要时投入粘土、石并用低锤冲击,以便把这些粘土、片石挤入孔壁,同时升高护筒,增大水头,从而可以防止坍孔的发生。发生坍孔时,首先判断坍孔位置,用沙和粘土或砂砾和黄土填到坍孔处以上1-2m,如果坍孔情况严重,则应全部予以回填,等待回填部分沉实后重钻。严格控制冲程高度和炸药用量,清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度,供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力,吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
2.2 钻孔偏斜事故 钻孔偏斜多因孔内遇见孤石、探头石或倾斜的岩石而发生,如果遇有这种情况,则应进行孔内爆破作业。钻孔中发现偏斜,最好用片石或卵石回填,然后进行重钻,回填要高出斜孔位置0.3~0.5m,若偏斜不严重,可用钻头反复清孔,也能得到矫正。安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘,固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。由于钻机较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引龙 头,使其沿导向架对中钻进。钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。
2.3 断桩 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。
2.3.1 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。
2.3.2 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。
2.3.3 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,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。
2.3.4 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。
断桩处理的方法:①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。②接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。365JT设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,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明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用12钢筋以20cm间距布置。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。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80cm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。
2.4 落钻落物事故①卡钻时强提强扭,操作不当,实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。②钻头杆接头不良或滑丝。③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。④冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出。⑤转向环、转向套等焊接处断开。⑥钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。⑦钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。
应经常检查钻具,是否连接牢固,注意护筒设盖、清除孔口杂物等工作,就可以避免发生落钻落物事故。如已发生,进行打捞钻头时可用活套、偏钩等打捞,对于零星杂物,则可用冲抓钻或磁抓取对严重的坍孔埋锥,可采用比钻径直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉,接触原锥后,再换用比原锥直径稍大的栅或圆柱形的空心锥,冲钻至原锥底部,使原锥与周围孔壁分离后,提出空心锥,再将前述的打捞钩入孔钩捞,用卷扬机会同链滑车同时提位。
2.5 梅花孔事故 如果钻具转向装置失灵,泥浆过稠或冲程太小都可能钻成梅花孔。防治办法:应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置, 选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。用低冲程时,每冲击一段据用高一些的冲击程冲击,交替冲击修整孔形。出现梅花孔后,可用片、卵石混和粘土回填钻孔,重新冲击。
3 总结
钻孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式,能够减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。只要在施工中严格遵守规章制度,就可以最大可能的避免上面所提到的问题,使施工顺利进行。
(身份证号码:441827198006245635)
关键词:钻孔桩 桥梁施工 注意事项
0 引言
钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。灌注桩属于隐蔽工程,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等
1 钻孔桩
1.1 钻孔灌注桩通常为一种非挤土桩,也有的为部分挤土桩。
按桩径大小分,可分为如下几种:
1.1.1 小桩由于桩径小,施工机械、施工场地、施工方法较为简单,多用于基础加固和复合桩基础中(如:树根桩)。
1.1.2 中桩 成桩方法和施工工艺繁多,工业与民用建筑物中大量使用,是目前使用最多的一类桩。
1.1.3 大桩桩径大且桩端不可扩大,单桩承载力高,近20年发展快,多用于重型建筑物、构筑物、港口码头、公路铁路桥涵等工程。
按成桩工艺,钻孔灌注桩可以分为:①干作业法钻孔灌注桩;② 泥浆护壁法钻孔灌注桩;③套管护壁法钻孔灌注桩。
1.2 钻孔桩优点 ①抗地震性能好。桩的静力特性主要研究其强度和沉降,桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性,基础刚度大抗震性能好。②沉降量小和承载力高,桩的沉降量由三部分组成,桩身弹性压缩;桩侧摩阻力向下传递,引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。③可以解决特殊地基土的承载力。④施工噪音小,适用于城市改造和人口密集场地。
2 施工中的注意事项
2.1 坍孔事故 钻孔过程中发现孔内水位突然下降,孔口出现冒汽泡和水泡以及不见进尺等现象,即表明孔壁已有坍塌。在松散沙土中钻孔,需控制进尺并注意选用比重大的泥浆,必要时投入粘土、石并用低锤冲击,以便把这些粘土、片石挤入孔壁,同时升高护筒,增大水头,从而可以防止坍孔的发生。发生坍孔时,首先判断坍孔位置,用沙和粘土或砂砾和黄土填到坍孔处以上1-2m,如果坍孔情况严重,则应全部予以回填,等待回填部分沉实后重钻。严格控制冲程高度和炸药用量,清孔时应指定专人补浆(或水),保证孔内必要的水头高度,供浆(水)管最好不要直接插入钻孔中,应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中,以免冲刷孔壁。应扶正吸泥机,防止触动孔壁。不宜使用过大的风压,不宜超过1.5-1.6倍钻孔中水柱压力,吊入钢筋骨架时应对准钻孔中心竖直插入,严防触及孔壁。
2.2 钻孔偏斜事故 钻孔偏斜多因孔内遇见孤石、探头石或倾斜的岩石而发生,如果遇有这种情况,则应进行孔内爆破作业。钻孔中发现偏斜,最好用片石或卵石回填,然后进行重钻,回填要高出斜孔位置0.3~0.5m,若偏斜不严重,可用钻头反复清孔,也能得到矫正。安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘,固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上,并经常检查校正。由于钻机较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增设导向架,控制钻杆上的提引龙 头,使其沿导向架对中钻进。钻杆接头应逐个检查,及时调正,当主动钻杆弯曲时,要用千斤顶及时调直。
2.3 断桩 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。
2.3.1 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。
2.3.2 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。
2.3.3 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,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。
2.3.4 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。
断桩处理的方法:①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。②接桩。如K7+954.5小桥0#-6桩,在灌注过程中发生导管焊口破裂,裂缝长30cm,宽0.5cm。365JT设计桩长为26m,当时水下混凝土已灌注17m,为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,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明桩顶以下10m均为粘土层,确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用12的钢筋箍圈以20cm间距进行加固,护壁间连接筋用12钢筋以20cm间距布置。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。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80cm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。
2.4 落钻落物事故①卡钻时强提强扭,操作不当,实钻杆或钢丝绳超负荷或疲劳断裂。②钻头杆接头不良或滑丝。③电动机接线错误,钻机反向旋转,钻杆松脱。④冲击钻头合金套灌注桩质量差致使钢丝绳拔出。⑤转向环、转向套等焊接处断开。⑥钢丝绳与钻头连接处钢丝绳的绳卡数量不足或松弛。⑦钢丝绳过度陈旧,断丝太多,未及时更换。
应经常检查钻具,是否连接牢固,注意护筒设盖、清除孔口杂物等工作,就可以避免发生落钻落物事故。如已发生,进行打捞钻头时可用活套、偏钩等打捞,对于零星杂物,则可用冲抓钻或磁抓取对严重的坍孔埋锥,可采用比钻径直径大的空心冲击锥或冲抓锥将坍在原锥上面的土、石清除掉,接触原锥后,再换用比原锥直径稍大的栅或圆柱形的空心锥,冲钻至原锥底部,使原锥与周围孔壁分离后,提出空心锥,再将前述的打捞钩入孔钩捞,用卷扬机会同链滑车同时提位。
2.5 梅花孔事故 如果钻具转向装置失灵,泥浆过稠或冲程太小都可能钻成梅花孔。防治办法:应经常检查转向装置的灵活性,及时修理或更换失灵的转向装置, 选用适当粘度和相对密度的泥浆,并适时掏渣。用低冲程时,每冲击一段据用高一些的冲击程冲击,交替冲击修整孔形。出现梅花孔后,可用片、卵石混和粘土回填钻孔,重新冲击。
3 总结
钻孔灌注桩是桥梁施工结构的主要形式,能够减少基础沉降和建筑物的不均匀沉降,是一种极为有效,安全可靠的基础形式。只要在施工中严格遵守规章制度,就可以最大可能的避免上面所提到的问题,使施工顺利进行。
(身份证号码:441827198006245635)