李玉华
(甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司,甘肃兰州730030)
【摘要】钻孔灌注桩是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于桥墩基础施工,具有施工相邻干扰小,承载力大等优点。同时桩基础作为公路工程强制控制内容之一,是公路工程质量控制重中之重。由于桩基工程的隐蔽性,给质量管理带来了一定的难度。
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关键词 钻孔灌注桩;施工质量;监理控制
0前言
临渭高速公路LWJL3合同段所监理的结构物较多,桥梁基础设计均为钻孔灌注桩,桩基共计1000多根;而钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程,钻孔灌注桩的施工技术含量高,影响因素多,在施工过程中容易出现钻孔偏斜、坍孔、扩径和缩径、孔底沉渣偏差多、钢筋笼上浮、断桩等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求。本文就灌注桩施工中易出现的质量问题的原因及监理过程中的监控要点和一般处理方法进行探讨。
1钻孔偏斜
现场钻成的桩孔垂直度不竖直,斜桩斜度不符合要求或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。钻孔偏斜会使钻孔灌注桩施工时钢筋笼难以吊入,以造成桩的承载力小于设计要求。
1.1形成原因
(1)桩机本身未竖直,平台未水平。(2)扩孔较大处钻头摆动偏向一方。(3)钻机产生不均匀沉降。(4)钻杆弯曲,接头不正。(5)在钻孔过程中遇大孤石或探头石。
1.2监理要点
(1)检查钻杆、钻架的垂直度,不符合要求,及时调整。(2)加大桩机支撑面积,使桩机稳固,并保证桩机水平台水平。(3)严格要求按规范要求配备钻杆。
1.3处理方法
在偏斜处钻头上下反复扫孔,使孔正直。
2坍孔
在钻孔过程中,如果出现钻孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣明显增加,而进尺慢或停止,就表示有坍孔。一旦坍孔,钻孔就无法进行,易造成掉钻,埋钻事故。
2.1引起坍孔的原因
(1)孔壁坍塌一般是因预先未料到的复杂的不良地质情况、护筒未按规定埋设、孔口周围排水不良或下设钢筋笼及升降机具时碰撞孔壁等因素造成的,易造成埋、卡钻事故,应高度重视并采取相应措施予以解决。
(2)成孔速度太快,泥浆护壁来不及形成泥膜,泥浆浓度和密度不足,起不到可靠的护壁作用。
2.2监理要点
(1)监理人员首先应认真审阅场地工程地质勘察报告,对地层情况做到心中有数。
(2)必须严格要求施工单位按规定埋设钢护筒,使护筒底端不漏浆,确保孔内水压力大于孔外增加孔壁侧压力,下设钢筋及升降机具要防止偏斜。
2.3处理方法
如果发生的孔口坍孔能用加大泥浆浓度来控制水位差,能使孔壁不再坍塌即可;如果不能停止时,当发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并立即回填钻孔,重新埋设深埋护筒,并将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。
3扩径和缩径
产生孔径小于设计孔值现象称为缩孔,相反称为扩孔。缩孔产生钢筋笼保护层过小及减少桩的竖向承载力的质量问题,而扩径会增加成本,必须采取有力措施预以控制。
3.1产生原因
(1)扩径、缩径都是由于成孔直径不规则出现扩孔或缩孔及其它不良地质现象引起的,扩孔一般是由钻头振动过大、偏位或孔壁坍塌造成的。
(2)缩径是由于钻头磨损过大钻机补焊不及时,严重磨损的钻锥钻出的桩径比设计桩径稍小。
3.2监理要点
(1)为避免扩径的出现,监理人员应检查钻机是否固定、平稳,要求减压钻机,防止钻头摆头或偏位,在成孔过程中还应要求徐徐钻进,以便形成良好的孔壁。
(2)要始终保持适当的泥浆比重和足够的孔内水位,确保孔内泥浆对孔壁有足够的压力,成孔尤其是清孔后应督促施工单位尽快灌注水下砼,尽可能减少孔壁在小比重泥浆中的浸泡时间。
3.3处理方法
如果产生缩径,采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径。
4孔底沉渣控制
孔底沉渣是影响桩承载力的重要因素,有关规范规定,水下砼灌注桩桩底沉渣厚度对支承桩必须达到设计要求,当设计未注明时支承桩不得超过50mm、摩檫桩为300mm,但在施工过程中,常有不少桩的桩底沉渣仍满足不了此要求,
4.1产生原因
究其原因,主要是泥浆性能不符合要求,影响钻孔灌注桩成桩质量的泥浆的性能指标主要是比重和黏度,若黏度过稀,则携渣能力不够,若黏度过稠,则孔壁会形成一层厚厚的泥皮,无形之中减少了桩径。
4.2监理要点
钻孔结束后,监理人员应要求施工单位再进行又一次清孔的同时必须不断地补充新鲜泥浆,将孔内含砂量大、性能差的泥浆置换出来;二次清孔时宜采用泵吸反循环清孔,若采用正循环清孔,要排出岩渣和泥团,须加大泥浆比重和黏度,且清孔的速度要慢。钻孔完毕后监理人员必须对终孔进行验收,根据钻杆和钻头或测绳的总长度和上部剩余长度检查终孔深度;要严格检测钻杆和钻头或测绳长度的准确性,杜绝以超深来抵消孔底淤泥。
4.3处理方法
根据地下水位高低和地层稳定情况等确定泥浆的比重、黏度进行再次清孔。
5钢筋笼上浮
在灌注桩基混凝土过程中,出现钢筋笼自由上升的现象称为钢筋笼上浮。钢筋笼上浮会造成桩基有效长度不够、承载力降低等质量问题。
5.1产生原因
(1)在灌注砼之前,钢筋自重与悬吊力形成平衡状态,在砼的灌注过程中,由于钢筋笼在孔口固定不牢固或提升导管过猛,将钢筋笼钩挂。
(2)砼面到达钢筋笼底面时,导管埋深过浅,混凝土灌注过快或砼面超过钢筋笼底一定高度时,导管埋深过大。
5.2监理要点
监理人员还应要求施工单位做好如下控制措施:
(1)在钢筋笼上加压重物,并在上端加焊4根较粗钢筋(20以上)固定在钢护筒顶部施工平台上。
(2)用细钢筋在钢筋笼加焊防浮倒刺。
5.3处理方法
(1)钢筋笼上浮程度较大不能满足设计要求时,能提钢筋笼的迅速提出钢筋笼,用冲击钻将已灌注的混凝土冲碎,重新灌注新混凝土。
(2)钢筋笼上浮程度较大不能满足设计要求时,不能提钢筋笼的在保证安全的情况下可先让专业人员在水下割断钢筋笼,将未埋入混凝土中的钢筋笼提出再用冲击钻将已灌注的混凝土及钢筋笼冲碎、清除,重新灌注新混凝土。
6断桩
断桩是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中,泥浆或砂砾进入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔开使混凝土变质或截面受损,从而使桩不能满足受力要求。
6.1形成原因
(1)首灌混凝土量不足,不能埋注导管底部,从而形成断桩。
(2)混凝土坍落度过小或石料粒径过大,导管直径过小堵管,当处理不好不得不提导管时形成断桩。
6.2监理要点
(1)一定要复核首灌混凝土的量是否准确。
(2)对拌制混凝土的粗集料要控制好,最大粒径不得超过40mm,不得大于导管内径的1/6~1/8,选择合理内径的导管。
(3)对混凝土灌注所用的导管,应督促承包人做密水承压和接头抗拉试验,以防导管漏气。
6.3处理方法
(1)断桩后能提钢筋笼的迅速提出钢筋笼,用冲击钻将已灌注的混凝土冲碎,重新灌注新混凝土。
(2)断桩在地表以下5m~10m之内的,可开挖再接桩。
(3)断桩在无条件进行现场处理或无法处理的,可报告设计单位,由设计单位提出补桩方案,在原桩两侧补桩。
7结束语
钻孔灌注桩是公路工程中较为成熟的技术。但是,由于各工程的情况不相同,施工人员的操作水平差异,工程条件优劣,设备完好不同等主客观条件不一样,灌注桩施工的质量往往有区别。影响灌注桩的质量事故也有发生。钻孔偏斜、坍孔、缩径和扩径、孔底沉渣偏差多、钢筋笼上浮、断桩的防治是控制钻孔灌注桩施工质量的关键,也是工程监理的重点。在今后的工作中,我们还需不断的提高和总结,为公路建设事业做出更大的贡献。
[责任编辑:张涛]