橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制與常見問題分析

1、橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制與常見問題分析    橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制與常見問題分析2011-04-25 11:20 來源：未知 瀏覽次數(shù)： 關(guān)鍵字： 控制,常見問題,分析,質(zhì)量,施工,鉆孔,灌注樁,橋梁,橋梁鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制與常見問題分析李航運(yùn)摘 要：鉆孔灌注樁已是目前橋梁樁基施工中較為成熟的一種施工工藝，但由于地質(zhì)復(fù)雜、項目管理和人為因素等原因，鉆孔灌注樁施工仍然出現(xiàn)一定的缺陷，本文結(jié)合百色市東合大橋鉆孔灌注樁成功施工實踐，分析橋梁鉆孔灌注樁施工在各個節(jié)點中的控制措施，并提出鉆孔灌注樁施工在各個節(jié)點中容易導(dǎo)致樁基施工出現(xiàn)缺陷的原因及處理措施

2、，為類似橋梁樁基施工提供參考。 關(guān)鍵字：橋梁 鉆孔灌注樁 施工控制 技術(shù)問題 探討 1工程概況百色市東合大橋總長473.5米，本項目為獨立大橋，全橋共7個墩臺，鵝城岸引橋0#到3#墩，橋孔布置為：3×33m，跨越江濱路；龍景岸與環(huán)島路平交，無引橋。引橋橋面按分離兩幅布置，總寬30m，引橋橋墩為獨柱墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)；鵝城岸主橋為預(yù)應(yīng)力砼獨塔雙索面斜拉橋，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。主橋長367米（3#到6#墩），主跨190米，采用不對稱布置，即（50+127）+190=367米，索塔為花瓶式塔，塔高125m。根據(jù)地質(zhì)鉆探報告揭示，樁基施工場地在勘探深度范圍內(nèi)的地層有填土層、粘土層、粉土層、卵石層

3、、粉砂層、粉砂質(zhì)泥巖層及粉砂巖層。2.施工準(zhǔn)備工作2.1技術(shù)準(zhǔn)備開工前組織技術(shù)部門審查施工圖紙，了解設(shè)計文件，編制鉆孔灌注樁施工方案，制定鉆孔灌注樁施工工藝流程、施工注意事項，施工保障措施。2.2測量準(zhǔn)備開工前組織測量技術(shù)骨干，根據(jù)設(shè)計提供的測量控制點進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核無誤后，根據(jù)現(xiàn)場地形和今后施工需要，加密測量控制點。2.3機(jī)械、材料準(zhǔn)備開工前由物資部門根據(jù)計劃要求負(fù)責(zé)落實鉆孔設(shè)備和材料的采購、進(jìn)場，進(jìn)場后的設(shè)備在開工前要進(jìn)行調(diào)制運(yùn)行。試驗部門負(fù)責(zé)對進(jìn)場材料的抽樣檢測，試驗合格后及時制作樁基水下砼配合比。2.4場地準(zhǔn)備根據(jù)東合大橋的實際情況，擬對主塔樁基施工搭建水上施工平臺，其他樁基通過筑島和平

4、整現(xiàn)場場地即可。3.鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制要點3.1樁基測量放樣鉆孔灌注樁的樁位測量放樣很重要，關(guān)系到整個樁基的承載力，樁基施工出現(xiàn)質(zhì)量缺陷就有樁位偏差過大而影響樁基的單樁承載力。因此，我認(rèn)為應(yīng)該認(rèn)真核對圖紙?zhí)峁┑钠矫孀鴺?biāo)，確定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤后，再做好樁位測量放樣工作。3.2護(hù)筒的制作與埋設(shè)為保證護(hù)筒的剛度和結(jié)構(gòu)安全，東合大橋鉆孔灌注樁采用1cm厚鋼板現(xiàn)場卷制而成。樁基施工場地平整好后，根據(jù)測量放樣中心樁及護(hù)筒尺寸定出護(hù)筒基坑埋設(shè)范圍。護(hù)筒的埋設(shè)根據(jù)現(xiàn)場情況分為兩種，一種是在岸上人工開挖至既定標(biāo)高，埋入護(hù)筒，周圍用粘土或低標(biāo)號砼填筑夯實；一種是在水中利用振樁錘振動直接埋設(shè)護(hù)筒。兩者皆要根據(jù)地質(zhì)勘

5、探報告，了解鋼護(hù)筒埋置深度是否符合要求。護(hù)筒埋置好后應(yīng)在護(hù)筒外圍設(shè)置24個點，以校正及檢查護(hù)筒埋設(shè)的位置。護(hù)筒埋設(shè)要高出地面30或水面12m，當(dāng)鉆孔內(nèi)有承壓水時，應(yīng)高于穩(wěn)定后的承壓水位2 m以上，根據(jù)現(xiàn)場情況，東合大橋5號墩樁基護(hù)筒埋設(shè)高出水面4m以上，也是出于孔內(nèi)承壓方面的考慮。3.3泥漿池和泥漿的制備根據(jù)東合大橋現(xiàn)場地形情況，岸上樁基開挖泥漿池、沉淀池，水中樁基利用相鄰鋼護(hù)筒作為泥漿池和沉淀池。泥漿比重可根據(jù)鉆進(jìn)不同地層及時進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)東合大橋地質(zhì)情況，樁基覆蓋層為粘土，持力層為泥巖，可以利用表層粘土或持力層泥巖自動成漿，不需另外制備。3.4鉆機(jī)就位安裝鉆機(jī)時要求底部墊平，保持穩(wěn)定，鉆進(jìn)

6、過程中不得產(chǎn)生位移或沉陷。鉆機(jī)頂部起吊天輪中心、轉(zhuǎn)盤中心、樁孔中心就在同一垂線上。鉆機(jī)的擺設(shè)應(yīng)考慮不影響附近樁基樁位測量、鋼筋籠吊籠、砼澆筑等施工，避免相互干擾而窩工，同時應(yīng)避免相鄰兩孔同時施鉆，防止地層不均造成塌孔或穿孔。為了防止產(chǎn)生嚴(yán)重的擴(kuò)孔，東合大橋選用直徑比設(shè)計樁徑小2cm左右的鉆錘，一般不得小于設(shè)計樁徑的95%。3.5鉆孔施工準(zhǔn)備工作充分完善后，開始鉆孔。成孔過程要及時做好鉆孔記錄，并注意土層的變化，在巖、土層變化處均應(yīng)撈取渣樣，拍照留底，判明土層并記入記錄表中以便與地質(zhì)柱狀圖核對。鉆進(jìn)過程中要經(jīng)常注意對孔位、孔徑、孔傾斜度及泥漿各項指標(biāo)的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。鉆孔施工中可能出現(xiàn)的

7、質(zhì)量問題一般有塌孔，孔斜，擴(kuò)孔，縮孔，掉鉆，漏漿等，為防止此類事故的發(fā)生，保證成孔質(zhì)量，在鉆孔施工中要求我們熟知各種事故發(fā)生的原因，并事先采取預(yù)防措施，從而避免事故的發(fā)生。東合大橋鉆孔灌注樁在鉆孔過程中我們就采取了岸上樁基采用粘土和小片石以小沖程反復(fù)沖擊，來加強(qiáng)護(hù)壁強(qiáng)度，水中樁基采用孔內(nèi)水位高出地下水位1.52.0m，利用水的壓力增強(qiáng)護(hù)壁穩(wěn)定性，還根據(jù)土層情況分別控制沖程和鉆進(jìn)速度，避免了樁基塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。3.6清孔東合大橋樁基采用泥漿泵配合排渣清孔，這也是目前清孔施工中較為常見的一種方法。在鉆孔達(dá)到設(shè)計要求深度后，我們馬上對孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查，在終孔檢查完全符合設(shè)計要求后，立

8、即進(jìn)行清孔，避免隔時過長以致泥漿沉淀，引起鉆孔坍塌。在清孔排渣過程中，必須注意孔內(nèi)原有水頭，防止塌孔。在吊入鋼筋骨架后，灌注水下砼之前，再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度，如超出規(guī)定，則應(yīng)進(jìn)行第二次清孔，符合要求后方可灌注水下砼。不得用加深鉆孔深度的方式代替清孔。3.7鋼筋籠的制作與安裝鋼筋籠的制作是在考慮吊裝入孔和現(xiàn)場施工方便的前提下，選擇在硬化場地或平整后的場地上直接鋪設(shè)枕木，并在枕木上進(jìn)行制作?？紤]鋼筋籠吊籠時變形和吊裝施工方便，東合大橋鋼筋籠制作每節(jié)長度都在12m之內(nèi)。下放鋼筋籠時要緩慢均勻，根據(jù)下籠深度，隨時調(diào)整鋼筋籠的入孔垂直度，盡量避免鋼筋籠傾斜及擺動，以防塌孔。鋼筋接頭連接

9、時先將下節(jié)段鋼筋籠用橫擔(dān)掛置在孔口，再吊第二節(jié)段于孔頂進(jìn)行焊接，逐節(jié)段焊接，逐節(jié)段下放，直至整個鋼筋籠吊置完畢。就位鋼筋籠須校正加固、對中。如泥漿面淹沒鋼筋籠頂部鋼筋時，加工鋼筋籠時應(yīng)預(yù)留幾根主筋伸出泥漿面焊于鋼護(hù)筒壁上以防止鋼筋籠在砼澆筑過程中扭轉(zhuǎn)、變形、上浮。3.8水下砼的灌注3.8.1導(dǎo)管的選擇根據(jù)東合大橋樁基施工具體情況，本橋采用250mm卡口導(dǎo)管做為水下樁的灌注，為確保水下樁砼施工質(zhì)量，同時備有兩個容積為3.1m3、7.0 m3的漏斗。導(dǎo)管安裝前進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗，進(jìn)行水密試驗的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)小于管壁和焊縫可能承受灌注砼時最大內(nèi)壓力P的1.3倍。具

10、體計算如下：P =chc wHw式中：P導(dǎo)管可能受到的最大內(nèi)壓力(kPa)； c 砼拌和物的重度(取24kNm3)；hc 導(dǎo)管內(nèi)砼柱最大高度(m)，以導(dǎo)管全長或預(yù)計的最大高度計,； w 井孔內(nèi)水或泥漿的重度(kNm3)；Hw 井孔內(nèi)水或泥漿的深度(m)。3.8.2 導(dǎo)管安裝導(dǎo)管經(jīng)過試驗檢驗合格后，導(dǎo)管邊安裝邊下放，直到孔底，在導(dǎo)管上口安裝滿足首批砼數(shù)量的漏斗，連接好后做好標(biāo)記，提升漏斗，使導(dǎo)管下口距離孔底0.4cm。3.8.3 水下砼的配制水下砼配合比是水下灌注樁質(zhì)量控制的關(guān)鍵，砼拌和物要有良好的和易性，在運(yùn)輸和灌注過程中應(yīng)無顯著離析、泌水現(xiàn)象。為保證砼在灌注時保持足夠的流動性，東合大橋C30

11、水下砼設(shè)計坍落度為180-220mm，砼拌和物摻用了外加劑、粉煤灰等材料，其技術(shù)條件及摻用量都符合公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范JTJ 041-2000要求。3.8.4 灌注水下砼灌注水下砼之前，再次檢查孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度，因為安裝鋼筋籠及導(dǎo)管過程中不可避免會出現(xiàn)鋼筋籠刮到孔壁現(xiàn)象，導(dǎo)致孔底沉渣厚度超標(biāo)，因此澆筑水下砼前必須進(jìn)行二次清孔，孔內(nèi)泥漿性能指標(biāo)和孔底沉淀厚度符合要求后開始灌注水下砼。為保證水下砼施工質(zhì)量，首批砼數(shù)量必須經(jīng)過認(rèn)真計算，首批砼數(shù)量計算（鉆孔樁所需首批砼數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管初次埋置深度1.0m的需要）可按下式計算（如圖所示）：  圖2.10.2.3、首批砼

12、數(shù)量計算示意圖V（d2/4）h1+（D2/4）HcHch2+h3式中：V首批砼所需數(shù)量，m3； d導(dǎo)管內(nèi)徑，d =0.26m；D井孔直徑，D=1.5m或2.0m；Hc首批砼在孔內(nèi)的高度，Hc =1.4m； h2導(dǎo)管初次埋置深度，m；取h2=1.0m；h3導(dǎo)管底端至鉆孔孔底距離，取h3=0.4m；h1井孔砼面高度達(dá)到Hc時，導(dǎo)管內(nèi)砼柱的高度，m，而h1wHw/c其中：Hw孔內(nèi)砼面以上水或泥漿深度，取孔深加上0.3m（岸上）或1m（水中）減去Hc=1.4m。w孔內(nèi)水或泥漿容重，設(shè)澆筑時泥漿比重1.1，w = 11KN/ m3；c砼的容重，取24KN/ m3；設(shè)孔深為61.7m計算。 h111

13、15;（61.7+1-1.4）/24=28.096mV（d2/4）h1+（D2/4）Hc=（3.14×0.252/4）×28.096+（3.14×22/4）×1.4=5.774 m3 由此得此樁基灌注首批砼數(shù)量為5.774m3。各樁孔的孔深、澆筑時泥漿比重等都不盡一樣，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實測計算。首批砼灌注對于水下灌注樁來說至關(guān)重要，因而漏斗的大小必須充分考慮首批砼數(shù)量后制作。首批砼灌注時，漏斗下端口須設(shè)球栓，以鉆機(jī)吊住，砼裝滿漏斗后，鉆機(jī)提起球栓，砼立即沉入孔底，排開泥漿及沉渣，迅速埋住導(dǎo)管下口，完成首批砼灌注。灌注水下砼時要緊湊、連續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)管提升過程中，下

14、管口在砼內(nèi)的埋深控制在26m。水下砼灌注過程中由專人經(jīng)常測量孔內(nèi)砼高度，及時調(diào)整導(dǎo)管埋深，并填寫水下砼灌注記錄?？變?nèi)砼灌注至孔頂標(biāo)高后（要求比設(shè)計樁頂標(biāo)高高出1m），必須確認(rèn)砼表面泥漿已經(jīng)完全排出后方可終止灌注。4.鉆孔灌注樁常見問題及處理方法鉆孔灌注樁施工過程中容易出現(xiàn)問題主要體現(xiàn)在導(dǎo)管進(jìn)水、塞管、埋管、短樁、樁身夾泥斷樁等，其原因有：4.1導(dǎo)管進(jìn)水導(dǎo)管進(jìn)水分初灌導(dǎo)管進(jìn)水和中期導(dǎo)管進(jìn)水：初灌導(dǎo)管進(jìn)水是由于首批砼儲量不足或?qū)Ч芟驴诰嗫椎拙嚯x過大，砼下落不能埋置導(dǎo)管，造成泥水從導(dǎo)管底口進(jìn)入。處理方法是：立即將導(dǎo)管提出，并將散落在孔底的砼拌和物用泥石泵吸出，不得已時需將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清孔，然后

15、重新下放鋼筋籠、導(dǎo)管并投入足夠儲量的首批砼或改正操作工藝，重新灌注。中期導(dǎo)管進(jìn)水是由于導(dǎo)管接頭不嚴(yán)，接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣擠開，或焊縫開裂，水從接頭或焊縫中流入，或?qū)Ч芴嵘^猛，或測深出錯，導(dǎo)管底口超出原砼面，發(fā)生中期導(dǎo)管進(jìn)水。處理方法：拔換原管重新下新管。在操作時必須用潛水泵將新管內(nèi)的泥水抽干，才可繼續(xù)灌注砼。同時為防止抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原灌砼從導(dǎo)管底翻入，導(dǎo)管插入砼應(yīng)有足夠的深度，一般宜大于2m。由于潛水泵不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水全部抽干，續(xù)灌的砼配合比應(yīng)增加水泥量，提高稠度后灌入新導(dǎo)管內(nèi)，灌入前將導(dǎo)管進(jìn)行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻，使原砼損失的流動性得以彌補(bǔ)，后面灌注的砼可恢復(fù)正常

16、的配合比。4.2塞管塞管分初灌導(dǎo)管堵塞和中期導(dǎo)管堵塞：初期塞管多因隔水栓卡管，有時也可能由于砼本身原因，如坍落度過小、流動性差、夾有大粒徑石塊、拌和不均勻而造成堵管。處理辦法：可采用長桿沖搗管內(nèi)砼，或提升迅速下落振沖，或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器。如仍不能下落時，則需將導(dǎo)管連同其內(nèi)的砼提出鉆孔，進(jìn)行清理修整（注意切勿使導(dǎo)管內(nèi)的砼落入井孔），然后重新吊裝導(dǎo)管，重新灌注。中期塞管是由于灌注時間已久，孔內(nèi)砼已經(jīng)初凝，導(dǎo)管內(nèi)又堵塞了砼。處理方法：將導(dǎo)管拔出，重新安設(shè)鉆機(jī)，用較小鉆頭將鋼筋籠以內(nèi)的砼鉆挖吸出，用鉆架將鋼筋骨架拔出，然后回填重新鉆孔成樁4.3埋管灌注過程中導(dǎo)管提升不動，或灌注后導(dǎo)管拔不出，統(tǒng)

17、稱埋管。造成此類現(xiàn)象的原因是：導(dǎo)管埋入砼過深，或?qū)Ч軆?nèi)外砼已初凝使導(dǎo)管與砼間摩擦力過大，或因提管過猛將導(dǎo)管拉斷。處理方法：若埋管事故已發(fā)生，初時可用鏈滑車、千斤頂試拔，如果仍拔不出，可插入一直徑稍小的護(hù)筒至已灌砼中，用吸泥機(jī)吸出砼表面泥渣，派潛水工下至砼表面，在水下將導(dǎo)管齊砼面切斷，重新下導(dǎo)管灌注。4.4短樁灌注將近結(jié)束時，漿渣過稠，用測深錘探測難于判斷漿渣或砼面，或由于測深錘太輕，沉不到砼表面，發(fā)生誤測，以致?lián)艹鰧?dǎo)管終止灌注而造成短頭樁事故。還有些是灌注砼時，發(fā)生孔壁坍塌，未被發(fā)現(xiàn)，測深錘或測深儀探頭達(dá)不到砼表面，這樣情況最危險，有時會灌短數(shù)米。處理方法：用高壓水將泥渣和松軟層沖松，再用吸泥機(jī)將砼表面的泥漿沉渣吸除干凈，重新下導(dǎo)管灌注水下砼；或按接樁處理。4.5樁身夾泥斷樁由于拔管速度太快導(dǎo)致導(dǎo)管埋深不夠，或塌孔造成，或因機(jī)械原因停灌時間太長，砼初凝后無法再灌注。處理方法：根據(jù)具體情況而定，一般采用壓漿法，鉆心取樣至夾層位置，采用高壓旋噴注漿、壓密注漿的補(bǔ)強(qiáng)處理。或者采用鑿除法，鑿除至砼密實層后澆