有关桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制的探讨.doc

有关桥梁工程钻孔灌注桩施工质量控制的探讨 武建国 内蒙古联手路桥有限责任公司 内蒙古 015000【摘要】钻孔灌注桩作为一种基础形式，它具有施工简便、工期短、机械化程度高、及降低成本等特点。钻孔灌注桩属于隐蔽工程，钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的，其施工过程无法观察，成桩后也不能进行开挖验收。施工中任何一个环节出现问题，都将直接影响到整个工程的质量。【关键词】桥梁工程 钻孔灌注桩 施工质量【Abstract 】 Bored piles as a form of foundation, it has the construction is simple, short construction period and mechanization degree is high, and reduce the cost, etc. Bored piles belong to take cover engineering, construction of the cast-in-place pile in the most is underwater, the construction process not observed, pile should not take after the excavation acceptance. Construction of any link to appear problem, will directly affect the quality of the whole project. 【Key words 】Bridge engineering Bored pile Construction quality中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：随着我国公路桥梁建设的飞速发展，由于钻孔灌注桩基础具有施工成本相对较低、噪声污染相对较小和工期相对节等特点，近年来，在桥梁工程下部结构中被广泛运用。但是钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程，成桩的好坏直接影响到桥梁的承载力和桥梁的安全使用功能。因此，钻孔灌注桩的施工质量控制，是确保桥梁施工质量的重要环节。一、钻孔灌注桩施工要求（1）施工机器就位前，应认真进行检修，对于易损部件应有足够的备货。对施工道路、用水管路、电力线路应综合考虑布置，以免相互影响。（2）钻机就位，必须使其底座支垫平衡，支垫物不要压在护筒上。对于采用冲（抓）钻具的钻架必须用缆绳或斜撑予以加固。回旋转钻机就位必须用水准尺较准。保证钻机起重滑轮、转盘中心、护筒中心在一条垂直线上，偏差不得大于2cm。钻进过程中，必须每班次进行对中核对，防止移位。钻进作业必须连续，不得长时间停钻。（3）钻孔过程中，应随时根据地质情况控制钻进速度，经常观察孔内情况，保证护筒内有足够的水够高度。（4）钢筋骨架制作时要严格质量要求，尽量在每节端头加设加固十字撑。骨架入孔力求竖直快速，入孔完毕后，在孔口位置设置观察筋，用以观察钢筋是否上浮。（5）浇筑混凝土之前，应认真检查起吊设备，绳索、拌和、运输、衡器等设备的性能以及水电、道路状况，对混凝土配合比的各种原材料做到心中有数。（6）浇筑混凝土时，要设专人量井记数，在技术人员配合下每小时量一次浇筑深度。导管埋深尽量控制在34m，最大不超过6m，浇筑必须一气呵成，不能停顿。（7）浇筑临近终盘时，排水的泥浆可能会过稠，应进行剔除疏通。经认真计算量测浇筑高度，控制好桩头的预留高度。二、成孔质量控制1、合理选择护壁泥浆钻孔灌注桩钻孔时需要泥浆护壁。钻孔泥浆是由水、粘土(或膨润土)和添加剂组成的。由于泥浆比重大于水的比重，在成孔过程中主要是维护孔壁的稳定，维持钻孔地层间的力的平衡、携带和悬浮钻渣，同时还有润滑和冷却钻头的作用。而泥浆的最大特点是:循环过程中在压差作用下能在孔壁上形成泥皮而加固孔壁，在循环停止时，泥浆能很快转为溶胶状而悬浮岩屑，防止岩屑过多的沉淀而引起孔内事故。反之，若片面地追求用泥浆保护孔壁，加大泥浆比重，不但会使孔壁上的泥皮变厚，而且会给清孔和灌注混凝土造成困难。另外，泥浆比重的加大，意味着泥浆中固体颗粒含量加大，势必对管材、钻头、水泵缸套、叶轮等磨损大，降低了其使用寿命，而且，拖曳了钻头的进尺，使得粘土、岩屑颗粒重复破碎，导致机械钻速的下降。因此，要严格控制泥浆各项性能指标。在松散易坍塌地层(砂性土、砂卵石层等)钻进时，泥浆比重为1.21.6较适合，在一般地层钻进时，泥浆比重应控制在1.01.25之间，泥浆的含砂率越小越好，含砂率大时，会降低粘度，增加沉淀，容易磨损钻具，停钻时，易造成埋钻、卡钻事故。2、成孔质量检查及处理钻孔应一次成孔，不得中途停顿。如在钻进过程中出现钻孔事故，应立即采取相应的措施进行处理。在透水性强或有地下水流动的地层中，会出现钻孔漏浆，为防止漏浆，可加稠泥浆或倒入粘土慢速转动，或回填土掺片、卵石，反复冲击增强护壁。当钻进过程中遇到较大孤石、探头石、倾斜岩层和粒径悬殊的砂卵石层时，钻头所受阻力不均，会出现弯孔，影响钢筋笼的吊装和桩的质量，此时应回填粘土、砂卵石至弯孔以上1.0m，弯孔以上1.0m1.5m范围内回填片石，待沉积后，用低冲程纠偏，不宜用冲击钻头直接修孔，以免卡钻、坍孔。成孔时，孔位中心偏差不得大于10cm，倾斜度不得大于1%孔深。检孔器长为钻孔灌注桩设计孔径的5倍，外径为设计孔径。钻孔完成后，在H/2，3H/4，H等处进行检测，计算相应的倾斜度。3、严格控制清孔质量钻孔钻至标高后，孔内泥渣一部分沉淀，一部分悬浮水中，一部分附着孔壁。同时随着间歇时间的增加，沉渣还会继续沉淀。清孔是通过循环冲洗液，更换孔内夹含钻渣的泥浆或其他冲洗液，以减少孔内泥浆比重，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀土而降低桩的承载力。另外，泥浆比重的降低使得水下混凝土能够顺利灌注。所以，清孔后沉渣厚度和泥浆比重是主要控制指标。灌注水下混凝土前容许沉渣厚度为:柱桩不大于10 cm，摩擦桩不大于30 cm。清孔后的泥浆性能指标为:含砂率4%8%，比重1.11.25。清孔一般应分两次进行。第一次清孔在成孔完毕后立即进行，以防止沉淀过多并降低孔壁上泥渣的厚度。第二次清孔在下放钢筋笼和灌注混凝土导管安装完毕后进行。二次清孔后应在30 min内灌注第一斗混凝土。清孔方法应根据设计要求、钻孔方法、机具设备和土质情况决定。常用的有掏渣法，当终孔后，用掏渣筒清除浮渣，掏渣时要注意水位变化，及时补水。掏渣后，用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲稀，泥浆比重逐渐降低后向孔口溢出，达到所要求的清孔标准后，可停止注水清孔。沉淀土厚度测量方法可在清孔后用取样盒吊到孔底，待到灌注混凝土前取出，测量沉淀在盒内的渣土厚度。四、混凝土灌注质量控制1、切实保证混凝土的质量钻孔灌注桩混凝土是在水下灌注的，要求混凝土有良好的和易性，以便混凝土能在水中自行摊展。混凝土水灰比在0.450.55范围内为宜，坍落度宜在18 cm22 cm范围内，必要时，可以加入减水剂，以提高拌合物的流动性。细骨料(多为天然砂)一般选择细度模数为2.43.0的中、粗砂，粗骨料宜选择5 cm40 cm连续级配的碎石。首批灌注的混凝土，石子用量可按配合比减半，这样可使孔底沉渣及附近土体与混凝土固结，提高桩端阻力，同时保证混凝土顶层流动性。2、合理控制导管埋深在灌注水下混凝土前应认真测量孔深和导管长度，准确计算料斗、导管容量及首批混凝土量并严格控制导管悬空。首批混凝土的计算方法可参阅有关施工手册，但应注意不能忽略导管存料。导管悬空一般要控制在20 cm40 cm范围内，并根据孔径大小、孔深、导管粗细、料斗大小、沉淀多少和孔底采用相应值。首批混凝土量应埋住导管不小于1.0 m。在灌注混凝土的过程中，导管埋入混凝土的深度，一般宜控制在2 m4 m较好。在任何情况下，不得小于1 m或大于6 m。3、掌握混凝土初凝时间与灌注时间的关系水下混凝土灌注应一气呵成，连续灌注，不得中途停歇，尽量缩短灌注时间。公路桥涵施工技术规范第5.2.69条规定:首批灌注的混凝土初凝时间不得早于灌注桩全部混凝土灌注完成的时间。尽量在8 h内灌注完毕，以防止顶层混凝土失去流动性，提升导管困难，增加事故的可能性，要求每小时灌注高度不宜小于10 m，一经开灌，中途任何原因中断灌注皆不得超过30 min。四、发挥监理的作用1、施工准备阶段的监理（1）组织设计交底及图纸会审设计交底与图纸会审可同时进行，以设计交底为主，设计人员申明设计意图，重申质量标准，监理人员应提出必要的以求保证质量的一些工作要求。（2）做好现场开工前的准备场地准备，场地为旱地时，应平整场地，清除杂物，换除软土，夯打密实；为了避免产生不均匀沉陷，钻机底座不宜直接置于不坚实的填土上；场地为深水或淤泥层较厚时，可搭水上工作平台；场地为浅水时，宜采用筑岛方法；护筒的设置，护简埋设工，主要检查护筒中心是否与墩台桩中心线重合，平面允许误差为50mm，竖直线倾斜小于1%；护筒的埋置深度，宜为2113.4m，有冲刷影响的河床，其埋置深度应沉入局部冲刷线以下不小于1m1.5m；护筒平面位置与竖直度准确与否，护筒周围和护筒底脚是否紧密；不透水，对成孔、成桩的质量都有重大影响。测量定位，在具体操作中，要采取施工单位自检及监理人员复检、验收相结合的措施，严格控制其偏差在设计或规范允许的范围内。2、施工阶段的监理桥梁钻孔灌注桩的施工监理应以以下规范为依据:公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004)、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)。现场监理应做的工作包括测量定位、钻机就位、钻进成孔、一次清孔、钢筋笼制作、钢筋笼下放、二次清孔、混凝土灌注。3、成桩质量检查验收对各墩台有代表性的桩用低应变动力测法进行检测；重要工程或重要部位的桩宜逐根进行检测；对质量有怀疑的桩和因灌注故障处理过的桩作整体性检测。无破损检验所需预埋件，应按图纸所示或承包人自行设置。钻孔桩的实际桩位，受施工中各种因素的影响会偏离原设计桩位，因此要对全部桩进行复测，桩位测点选在新鲜桩头面的中心点，用全站仪直接测出实际坐标，与设计坐标对比，是否满足规范规定。总结在桥