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摘要:由于钻孔灌注桩技术存在的独特优质性，使得其在公路工程领域中的应用面越来越广，但其固有的结构隐蔽性决定了施工过程中的质量控制对成桩质量具有深远的影响，所以施工过程中的质量控制成为施工成功与否的关键。本文具体分析了公路桥梁钻孔灌注桩施工技术及质量控制。
关键词:公路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术;质量控制
Abstract: due to the existence of the unique technology bored piles of high quality, to make it in the field of highway engineering application more and more widely, but its inherent structure determines the concealment of quality control in the construction process of the quality of pile of far-reaching influence, so the construction process of the construction quality control become the key success. This paper analyses the highway bridge bored pile construction technology and quality control.
Keywords: highway bridge; Bored piles; Construction technology; Quality control
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的不断发展，社会对交通运输业的需求越来越大。特别是近十年来，随着高等级公路里程的不断增加以及干线公路状况的不断改良，采用桩基础的公路桥梁也与日俱增。由于钻孔灌注桩技术存在的独特优质性，使得其在公路工程领域中的应用面越来越广，但其固有的结构隐蔽性决定了施工过程中的质量控制对成桩质量具有深远的影响，所以施工过程中的质量控制成为施工成功与否的关键。
一、防止钢筋笼上浮的简易方法
发生钢筋笼上浮事故的原因有 2种:
1、对于非全桩式(一般指摩擦桩 )的钢筋笼, 在灌注过程中, 下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱;
2、导管不正, 在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼, 把钢筋笼朝上提。
对于1, 可在钢筋笼就位前,算准深度, 在钢筋笼下面用8 #铁丝吊 3~ 5块较大的片石块或同等标号混凝土块,当钢筋笼到位时, 石块或混凝土块被混凝土压住起牵制作用; 对于2, 就是在提升导管时, 尽量保持导管在孔中心处, 避免法兰盘挂住钢筋笼, 把钢筋笼朝上提。
二、防止灌注时发生“气塞”的方法
在灌注混凝土过程中, 特别是用吊车提升大斗灌注时,犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下,管内的空气被压缩到一定程度, 成为气包,顶住了混凝土灌注不下,形成了所谓的“气塞”现象。为了预防此类事故的发生, 方法有 2种:
1、吊车的混凝土料斗在放料时, 不要太对正导管中心, 可以朝储料斗一旁靠, 这样使混凝土进入导管可以有个前后错开的过程;
2、在导管内挂一根长约 3~ 5 m 有筛眼的钢管,弯成钩形, 吊在储料斗上,防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下料, 又起透气作用。
三、导管进水的预防和处理方法
1、主要原因
(1)首批混凝土储量不足, 或虽然混凝土储量已够, 但导管底口的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口, 以致泥水从底口进入。
(2)导管接头不严, 接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开, 或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。
(3)导管提升过猛, 或测深出错, 导管底口超出原混凝土面, 底口涌入泥水。
2、预防和处理方法
(1)对上述 (1)原因引起的,应立即将导管提出,散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出, 不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。
(2)对上述 (2)、(3)原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管; 或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管, 必须用潜水泵将管内的水抽干, 才可继续灌注混凝土。
为防止抽水后導管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口涌入, 导管插入混凝土内应有足够深度, 一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干, 续灌的混凝土配合比应增加水泥量, 提高稠度后灌入导管内, 灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器振动片刻, 使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。
( 3)若混凝土面在水面以下不很深, 未初凝时, 可于导管底部设置用混凝土特制的防水塞, 将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力, 以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出, 然后继续灌注。若如混凝土面已初凝, 导管不能重新插入混凝土时,可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒, 用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度, 然后将护筒内的水 (泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
四、坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水 (泥浆 )位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出汽泡, 应怀疑是坍孔征象, 可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多, 均可证实发生坍孔。
坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水, 孔内水位降低, 或在潮汐河流中涨潮时, 孔内水位差减小, 不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等, 均有可能引起坍孔。发生坍孔后,应查明原因,采取相应措施, 如保持或加大水头、 移开重物、 排除振动等, 防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土; 如不继续坍孔, 可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出, 将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出, 只保存孔位, 再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实时机成熟后,重新钻孔成桩。
五、卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去, 称为卡管。卡管有以下两种情况。
1、初灌时隔水栓卡管, 或由于混凝土本身的原因, 如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、 拌和不均匀, 以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走, 粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土, 用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔, 进行清理修整 (注意切勿使导管内的混凝土落入井孔), 然后重新吊装导管, 重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔, 须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻, 要采取可靠措施防止翻倒伤人。
2、機械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久, 或灌注时间持续过长, 最初灌注的混凝土已经初凝, 堵在管内。预防方法应在灌注前仔细检修灌注机械, 并准备备用机械, 发生故障时立即调换备用机械; 同时采取措施, 加速混凝土灌注速度,必要时, 可在首批混凝土中掺入缓凝剂, 以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝, 导管内又堵塞有混凝土, 此时应将导管拔出,重新安装设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖、 吸出, 用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
六、埋管
导管无法拔出称为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深, 或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大, 或因提管过猛将导管拉断。
预防办法: 应严格控制埋管深度一般不得超过 6~ 8 m;在导管上端安装附着式振捣器, 拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣, 使导管周围的混凝土不致过早初凝; 首批混凝土掺入缓凝剂, 加速灌注速度, 导管接头螺栓事先应检查是否稳妥; 提升导管时不可猛拔。
处理埋管事故。初时可用链滑车、 千斤顶试拔。如仍拔不出, 凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况, 可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中, 用吸泥机吸出混凝土表面泥渣;派潜水工下至混凝土表面, 在水下将导管对齐凝土面切断;拔出小护筒, 重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层间,应按灌注桩补强方法予以补强。
七、灌注桩补强方法
灌注桩的各种质量事故, 其后果均会导致桩身强度的降低,需要作补强处理。事前, 应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位,共同研究, 提出切实可行的处理办法,一般采用压入水泥浆补强的方法, 其施工要点如下。
1、对需补强的桩, 除用地质钻机钻一个取芯孔外 (用无破损深测法探测的桩要钻 2个 ), 应再钻一个孔。一个用做进浆孔,另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1 m,柱桩则应达到基岩。
2、用高压水泵向一个孔内压入清水, 压力不宜小于0 . 5~ 0 . 7M Pa ,将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来,直到排出清水为止。
3、用压浆泵压浆, 第一次压入水灰比平台分别加载。主桁架在顶面利用预埋挂篮锚固精轧螺纹钢筋和张拉设备进行加载试验,分别模拟最重梁段施工工况和走行状态最不利工况,以检验主桁架的强度、 刚度、 工作状态后锚和前支座的安全性、 走行状态抗倾覆能力。底模平台在地面加载, 以检验底模平台的强度、 刚度及前后吊杆的承载能力。
参考文献：
[1] 刘义莹. 论公路桥梁钻孔灌注桩施工监理的要点[J]. 价值工程, 2010,(24) .
[2] 李德勇. 钻孔灌注桩施工的质量通病及处理措施[J]. 山西建筑, 2010,(32) .
[3] 舒欣. 浅谈软弱土层钻孔灌注桩质量控制[J]. 山西建筑, 2011,(06) .
关键词:公路桥梁;钻孔灌注桩;施工技术;质量控制
Abstract: due to the existence of the unique technology bored piles of high quality, to make it in the field of highway engineering application more and more widely, but its inherent structure determines the concealment of quality control in the construction process of the quality of pile of far-reaching influence, so the construction process of the construction quality control become the key success. This paper analyses the highway bridge bored pile construction technology and quality control.
Keywords: highway bridge; Bored piles; Construction technology; Quality control
中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的不断发展，社会对交通运输业的需求越来越大。特别是近十年来，随着高等级公路里程的不断增加以及干线公路状况的不断改良，采用桩基础的公路桥梁也与日俱增。由于钻孔灌注桩技术存在的独特优质性，使得其在公路工程领域中的应用面越来越广，但其固有的结构隐蔽性决定了施工过程中的质量控制对成桩质量具有深远的影响，所以施工过程中的质量控制成为施工成功与否的关键。
一、防止钢筋笼上浮的简易方法
发生钢筋笼上浮事故的原因有 2种:
1、对于非全桩式(一般指摩擦桩 )的钢筋笼, 在灌注过程中, 下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱;
2、导管不正, 在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼, 把钢筋笼朝上提。
对于1, 可在钢筋笼就位前,算准深度, 在钢筋笼下面用8 #铁丝吊 3~ 5块较大的片石块或同等标号混凝土块,当钢筋笼到位时, 石块或混凝土块被混凝土压住起牵制作用; 对于2, 就是在提升导管时, 尽量保持导管在孔中心处, 避免法兰盘挂住钢筋笼, 把钢筋笼朝上提。
二、防止灌注时发生“气塞”的方法
在灌注混凝土过程中, 特别是用吊车提升大斗灌注时,犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下,管内的空气被压缩到一定程度, 成为气包,顶住了混凝土灌注不下,形成了所谓的“气塞”现象。为了预防此类事故的发生, 方法有 2种:
1、吊车的混凝土料斗在放料时, 不要太对正导管中心, 可以朝储料斗一旁靠, 这样使混凝土进入导管可以有个前后错开的过程;
2、在导管内挂一根长约 3~ 5 m 有筛眼的钢管,弯成钩形, 吊在储料斗上,防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下料, 又起透气作用。
三、导管进水的预防和处理方法
1、主要原因
(1)首批混凝土储量不足, 或虽然混凝土储量已够, 但导管底口的间距过大,混凝土下落后不能埋没导管底口, 以致泥水从底口进入。
(2)导管接头不严, 接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开, 或焊缝破裂,水从接头或焊缝中流入。
(3)导管提升过猛, 或测深出错, 导管底口超出原混凝土面, 底口涌入泥水。
2、预防和处理方法
(1)对上述 (1)原因引起的,应立即将导管提出,散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出, 不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土,重新灌注。
(2)对上述 (2)、(3)原因引起的,应视具体情况,拔换原管重下新管; 或用原导管插入续灌,但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管, 必须用潜水泵将管内的水抽干, 才可继续灌注混凝土。
为防止抽水后導管外的泥水穿透原灌混凝土从导管底口涌入, 导管插入混凝土内应有足够深度, 一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干, 续灌的混凝土配合比应增加水泥量, 提高稠度后灌入导管内, 灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器振动片刻, 使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。
( 3)若混凝土面在水面以下不很深, 未初凝时, 可于导管底部设置用混凝土特制的防水塞, 将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力, 以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出, 然后继续灌注。若如混凝土面已初凝, 导管不能重新插入混凝土时,可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒, 用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度, 然后将护筒内的水 (泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。
四、坍孔
在灌注过程中如发现井孔护筒内水 (泥浆 )位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出汽泡, 应怀疑是坍孔征象, 可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多, 均可证实发生坍孔。
坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水, 孔内水位降低, 或在潮汐河流中涨潮时, 孔内水位差减小, 不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等, 均有可能引起坍孔。发生坍孔后,应查明原因,采取相应措施, 如保持或加大水头、 移开重物、 排除振动等, 防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土; 如不继续坍孔, 可恢复正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出, 将混凝土钻开抓出,同时将钢筋抓出, 只保存孔位, 再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实时机成熟后,重新钻孔成桩。
五、卡管
在灌注过程中,混凝土在导管中下不去, 称为卡管。卡管有以下两种情况。
1、初灌时隔水栓卡管, 或由于混凝土本身的原因, 如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、 拌和不均匀, 以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走, 粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法可用长杆冲捣管内混凝土, 用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落。如仍不能下落时,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔, 进行清理修整 (注意切勿使导管内的混凝土落入井孔), 然后重新吊装导管, 重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔, 须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻, 要采取可靠措施防止翻倒伤人。
2、機械发生故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久, 或灌注时间持续过长, 最初灌注的混凝土已经初凝, 堵在管内。预防方法应在灌注前仔细检修灌注机械, 并准备备用机械, 发生故障时立即调换备用机械; 同时采取措施, 加速混凝土灌注速度,必要时, 可在首批混凝土中掺入缓凝剂, 以延缓混凝土的初凝时间。
当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝, 导管内又堵塞有混凝土, 此时应将导管拔出,重新安装设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖、 吸出, 用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔,待沉实后重新钻孔成桩。
六、埋管
导管无法拔出称为埋管。其原因是导管埋入混凝土过深, 或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大, 或因提管过猛将导管拉断。
预防办法: 应严格控制埋管深度一般不得超过 6~ 8 m;在导管上端安装附着式振捣器, 拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣, 使导管周围的混凝土不致过早初凝; 首批混凝土掺入缓凝剂, 加速灌注速度, 导管接头螺栓事先应检查是否稳妥; 提升导管时不可猛拔。
处理埋管事故。初时可用链滑车、 千斤顶试拔。如仍拔不出, 凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况, 可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中, 用吸泥机吸出混凝土表面泥渣;派潜水工下至混凝土表面, 在水下将导管对齐凝土面切断;拔出小护筒, 重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层间,应按灌注桩补强方法予以补强。
七、灌注桩补强方法
灌注桩的各种质量事故, 其后果均会导致桩身强度的降低,需要作补强处理。事前, 应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位,共同研究, 提出切实可行的处理办法,一般采用压入水泥浆补强的方法, 其施工要点如下。
1、对需补强的桩, 除用地质钻机钻一个取芯孔外 (用无破损深测法探测的桩要钻 2个 ), 应再钻一个孔。一个用做进浆孔,另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1 m,柱桩则应达到基岩。
2、用高压水泵向一个孔内压入清水, 压力不宜小于0 . 5~ 0 . 7M Pa ,将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来,直到排出清水为止。
3、用压浆泵压浆, 第一次压入水灰比平台分别加载。主桁架在顶面利用预埋挂篮锚固精轧螺纹钢筋和张拉设备进行加载试验,分别模拟最重梁段施工工况和走行状态最不利工况,以检验主桁架的强度、 刚度、 工作状态后锚和前支座的安全性、 走行状态抗倾覆能力。底模平台在地面加载, 以检验底模平台的强度、 刚度及前后吊杆的承载能力。
参考文献：
[1] 刘义莹. 论公路桥梁钻孔灌注桩施工监理的要点[J]. 价值工程, 2010,(24) .
[2] 李德勇. 钻孔灌注桩施工的质量通病及处理措施[J]. 山西建筑, 2010,(32) .
[3] 舒欣. 浅谈软弱土层钻孔灌注桩质量控制[J]. 山西建筑, 2011,(06) .