桥梁工程中钻孔桩施工技术及质量事故处理.pdf

第 3 6卷 第 2 o期 3 1 4 2 0 1 0年 7月 山 西 建 筑 shanxi arch i tecturi v0 1 3 6no 2 0 j u 1 2 0 1 0 文章编号 ： 1 0 0 9 6 8 2 5 ( 2 0 1 0 ) 2 0 0 3 1 4 0 2 桥梁工程 中钻孔桩施工技术及质量事故处理 陈 亚 飞 摘要i 结合工程案例分析 了钢筋混凝土 k -t t 灌注桩的整个施工工艺， 找出了施工中容易出现问题的工序， 提出了施工 控制方法和事故处理措施， 经实践证明， 利用这种方法可以极大地减少工程质量事故。 关键词i 钻孔桩， 施工技术， 质量事故， 处理 中图分类号 ： u4 4 5 5 5 文献标识码 ： a 1 工程概 况 桂林市市政工程总公司承建的鲁班路北段 a标心圩江桥梁 工程 ， 桥梁为 3 2 5 m 的预应力 先简支后 连续 ， 基础 采用钻孔 灌 注桩， 桩径为 1 5 m， 共 6 8根， 总长 4 8 6 m， 其中桩基础最长的全 长为 7 5 m。地基岩 土从上 到下依 次 为： 粉 土 、 细 圆砾土 、 粗 圆砾 土 、 卵石土。桥址处水量极为丰富 ， 水深 2 m3 m， 流量随季节变 化很大， 桥址区内地下水为第四系孔隙潜水， 水位埋深 0 3 m 1 4 m， 主要受大气降水和河水补给， 水位随季节变化很大， 水质 对钢筋混凝土无侵蚀性。根据该桥址处地质情况、 施工工期要求 紧、 施工场地环保等因素， 选用钻机成孔的施工方式。 2 钻孔灌注桩主要施工技术 2 1施 工 流 程 施工流程见图 1 。 现场检查 成孔检查 平整场地 壁 堕 壁 f 埋设护筒 h制作护筒 钻 孔 记 录 l室 塑塑 堑 垄 h 塑 堕 竺 灌注记录 h 灌注水下混凝土h 混凝土运输 h 混凝土拌制 钻机移位 l l 试块制作 堕 堕 茎 堕j j 苎 堡 垒 破桩头 i 桩检 图 1 钻孔灌注桩施工流 程图 2 2护 筒埋设 施工 根据桥墩处 的地质资料、 设计 图纸及桥梁施工规范有关要 求， 钢护筒需要穿过淤泥层和粉细砂层， 长度需 2 0 m左右。钢护 简在工厂分节制造， 运至工地电焊接长， 吊装就位后用振动锤振 动下沉 。在现场接长时要 特别 注意节 与节 的轴 线偏差 不仅要 在 允许范围内， 而且不能出现在同一方向上， 钢护筒轴线总倾斜不 能超标， 否则在钻孔施工中极易出现钻头与钢护筒打架现象， 一 旦发生 ， 轻者要水下切割钢护筒， 重者钢护筒卡住钻头， 严重影响 钻孑 l 施工 的正常进行 。 2 3钻 孔 施 工 由于桩径大、 桩身长、 地质状况差 ， 为保证质量 ， 加快进度， 钻 孔主要采用正反循环回转钻机为主， 冲击钻为辅的施工工艺。施 钻过程 中根 据地质变 化 ， 调 整钻孔方法 ： 在淤 泥层 、 黏土层 、 全风 化层时， 使用刮刀钻头。在进入较硬的岩层时， 使用牙轮钻头。 充分发挥两种钻头各自的优点来提高钻进速度， 同时也保证桩孔 的质量 和成孔安全 。由于在地面 5 0 m左 右以下就进入 了坚硬 的 弱风化砂岩， 钻进速度十分缓慢， 钻进时间较长， 机械处于疲劳状 态， 在这种情况下， 经常检查钻头和钻杆是十分重要的， 否则极易 掉钻头或断钻杆。 2 4清 孔 施 工 采用泵吸式反循环回转法钻孔时， 泥浆由储浆池流人桩孔， 到孔底同钻渣混合， 在真空泵与吸泥机配合或在空气吸泥机、 大 力喷射泵的抽吸力作用下， 混合物进入钻锥的进渣 口。由钻杆内 腔吸上 ， 再从出水控制阀经胶管排泄到沉淀池， 净化后流入储浆 池混换使用。在吊入钢筋骨架后， 灌注水下混凝土之前， 应再次 检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度， 如超过规定 ， 进行第二 次清孑 l ， 待符合要求后方可灌注水下混凝土。 2 5 钢 筋笼施 工 钢筋笼在钢筋加工棚内依照设计及规范要求分段加工成型。 下钢筋笼时， 为加快下放速度 ， 缩短吊装时间， 保证接头质量和桩 孔安全 ， 每节钢筋笼采用冷挤压套筒机械连接， 连接时将上下节 钢筋笼主筋的中心对直， 挤压机与钢筋轴线保持垂直， 挤压从套 筒 中央 开始 ， 并依次向两端挤压 即可 。 2 6混凝 土灌 注施 工 因桩的水下混凝土体积较大， 每根桩接近 6 0 mj 。为防止灌 注过程中出现意外事故， 尽量缩短灌注时间， 根据现场实际情况， 混凝土采用商品混凝土， 用汽车泵送车直接泵送到桩 口上方的大 料斗， 冲击灌注， 以保证混凝土的密实度。 2 7 l_z - 中质量控制 钻机选型要选扭矩大， 钻杆刚度大的反循环钻机和冲击钻； 控制好钻进速度， 否则极易扭断钻杆、 极易造成缩孔和斜孔； 终孔 后要用检孔器检查孔的直径， 用测斜仪或其他手段检查桩倾斜 度； 钢筋笼分节制造时要设好加劲箍的内支撑 ， 防止钢筋笼在运 输及起吊过程中变形。由于钢筋笼长近 4 0 m， 节数多， 其钢筋接 头不宜采用现场电焊连接 ， 改用钢套筒冷挤压连接， 将大大地减 少施工时间； 超声波检测管一定要有很好的水密性， 否则一旦渗 漏泥浆将会堵塞检测管， 造成超声波检测无法进行； 虽然采用摩 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 3 2 4 作者简介 ： 陈亚飞( 1 9 7 2 一) ， 男 ， 工程师 ， 广西桂林 市市政工程总公司 ， 广 西 桂林5 4 1 0 0 2 荤 背 陈 亚 飞 ： 桥 梁 工 程 中 钻 孔 桩 施 工 技 术 及 质 量 事 故 处 理 3 1 5 擦桩 ， 但清孔要求很高， 即使是第一次清孔做的再好 ， 下完近百米 的钢筋笼后孔内沉淀厚度也可能超标。因此必须采取反循环法 或气举法进行第 二次甚至第三次清孔 。 对水下 混凝土配合 比一定 要严格要 求 ， 不仅强度要 满足 设计 要求 ， 而且 其和易性 、 流动性 、 坍落 度 、 泌 水性均要 满足施 工要求 ， 依靠超声波逐断面检查桩身截面混凝土质量。对有疑问的桩 ， 还 需要进行混凝土抽芯补检 。即使 是超声 波检查 均合格 ， 也要 按规 范要求对 5 9 6的桩进行抽芯检查。本工程桩基经超声波 、 小应变 的抽芯检查 ， 结果均为优 良桩 ， 其中 i类桩 占 8 7 以上。 3 钻孔灌注桩施工质量事故处理措施探讨 1 ) 坍孑 l 现象 。在 松散 粉砂 土或 流砂 中钻进 时 ， 应 控制 进 尺 ， 选用较大比重、 粘度、 胶体率的优质泥浆( 或投入黏土掺片石、 卵 石， 低锤冲击使黏土膏、 片石、 卵石挤入孔壁) ； 汛期或潮汐地区水 位变化过大 时 ， 应采 取升高护筒 ， 增加水 头 ， 或 用虹吸管连接 等措 施； 如发生孔口坍塌， 可回填 ， 重新埋设护筒再钻； 如发生孔内坍 塌， 判明坍塌位置， 回填砂和黏土( 或砂砾和黄土) 混合物到坍孔 位置 以上 1 m-2 m， 如坍孔严重应 全部 回填 ， 待 回填物 沉积 密实 后再行钻进； 严格控制冲程高度和炸药用量。 2 ) 钻孔漏浆现象 。在透水性 强或有 地下水 流动 的地 层 中， 稀 泥浆会 向孔外漏失 ； 护 筒埋设 太 浅 ， 回填 土不 密实 或护简 接缝 不 严密， 会在护筒刃角或接缝处漏浆； 也可能由于水头过高使孔壁 渗浆。为防止漏浆， 可加稠泥浆或倒入黏土慢速转动， 或回填土 ， 掺片 、 卵石 反复 冲击增强 护壁 ； 在有护简 防护范 围内， 接缝处 可 由 潜水工用棉絮堵塞 ， 封闭接缝 ， 稳住 水头 。 3 ) 钻孔偏斜现象。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 主动钻 杆较长 ， 转 动 时上部摆 动过 大。必须 在 钻架上增添导向架， 使其沿导向架向下钻进； 钻杆接头应逐个检 查， 及时调正。主动钻杆弯曲， 要用千斤顶及时调直； 在有倾斜的 软、 硬地层钻进时， 应 吊住钻杆控制进尺， 低速钻进。或 回填片 石、 卵石冲平后再钻进 ； 一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔 ， 使钻孔 正直 。偏 斜严重 时 ， 应 回填 砂黏 土到偏 斜处 ， 待沉 积密 实 后再 钻。冲击 钻 进 时 ， 应 回填 砂砾 石 和 黄土 待 沉积 密 实后 再 钻 进 。 4 ) 导管进水现象。应立即将导管提出， 将散落在孔底的混凝 土拌合物用抓斗清出， 然后重新准备足够储量的首批混凝土重新 灌注 ； 视具体情况拔 换原 管重 下新 管 ， 灌注 前均 应将进 入 导管 内 的水和沉淀土用吸 泥和抽 水 的设备 去 吸出 。或 用原 导管插 入 最 后用潜水泵将管 内的水抽 出后 继续 灌 注混凝 土。为 防止抽 水 后 导管外的泥水穿透原 灌混 凝土 从导 管底 口翻入 ， 有足 够 的深度 ， 一 般宜大于 5 0 。 导管因脱落造成 的 自上 口进水 事故后可 先打捞起导 管 ， 用水 泵将 管内泥水抽干 ， 然后边注入清水清 洗导管 内壁边抽 至洗净抽 干。此 时管内混凝 土面上 口仍 会 留有少 量泥 水。接下 来将 导 管 上提， 导管埋深控制在0 5 1 1 1_ 左右 ， 测量管内混凝土深度， 计算并 注入适量新 的混凝 土( 以能充分排 出泥浆为宜 ) 继续 灌注 ， 当新 的 混凝土将泥水充分排出后再将导管向下插入 0 5 m左右， 继续灌 注至终结。第二次插入时导管底口以上的混凝土应视作浮浆， 以 后 的导管埋深要超过此 时导管埋深的 1 0 m 以上 ， 并且这 些浮浆 要 在灌注终结时预 留出来 ， 以便凿除 。 5 ) 卡管现象。可用长杆冲捣导管内混凝土 ， 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 。机械 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 ， 增 大 了管 内混 凝 土下落 的阻 力 ， 混凝 土堵 在 管 内。其 预 防方 法是 灌 注前 应仔 细 检修 灌 注机 械， 并准备备用机械， 发生故障立即掉换备用机械， 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 时处 理方 法 为将 导管 拔 出， 用吸泥机将孔内表层混凝土和泥浆、 渣土等吸出， 重下新导管 灌注。但灌注结束后， 这根桩宜作断桩再予以补强。 6 ) 灌注桩补强现象 。需补 强的桩 ， 除用地质钻 机 已钻 一个取 芯孑 l 外 ， 应再 钻一 个孔 。一 个作进 浆孔 ， 一个作 出浆 孑 l 。孔 深要 求 达到补强位置 以下最少 1 m， 柱桩 则应 到达基 岩。用高 压水泵 向一个孑 l 内压人清水 ， 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； 用压浆泵压浆 ， 第一次压入水灰比为 0 8的纯水泥稀浆， 进浆管应插入钻孔 1 m以上 ， 用麻絮填塞进浆 管周围， 防止水泥浆从进浆口冒出。待孔 内原有清水从出浆 口压 出来后 ， 再用水灰比 0 5的浓水泥浆压入 ； 为使浆液得到充分扩 散 ， 应压一阵 、 停一阵 ， 当浓浆从 出浆 口冒 出时 ， 停止压浆 ， 用碎 石 将 出浆 口封 填 ， 并用麻 袋堵 实 ； 最后 用水 灰 比为 0 4的水泥浆 压 入并增大灌浆压力且关且闭进浆闸， 稳压焖浆 2 0 mi n -3 0 mi n ， 压 浆工作即可结束； 压浆工作结束， 水泥浆硬化以后 ， 应再作一次钻 芯 ， 检查补强效果 。 4结语 钢筋混 凝土钻孑 l 灌 注桩 是普 通跨 径桥梁 工程 最常 用 的基 础 形式 之一 ， 它 具有适 应性 强 、 对 邻近构 筑物影 响较 小 、 抗 震性 强、 施工 噪声小 、 无 振动 、 所 需的设 备简单 、 操 作方便 、 施 工安全 等特 点 ， 而且钢筋混凝土钻孔灌注桩能将所有上部结构传来的动载和 静载均匀的传递到深层稳定的土层中去， 从而大大减少了基础沉 降和不均匀沉降， 所以钢筋混凝土钻孔灌注桩被广泛采用。 参考文献 ： 1 张健 桥 梁钻 孔灌 注桩质 量缺 陷的防 治与处 理 实践 j 交通世界 ( 建养 机械 ) ， 2 0 0 9 ( 1 ) ： 8 9 9 1 2 陈天真 ， 张君 桥 梁钻孔灌 注桩 质量缺 陷的防 治与处理 实 践 j 科技信息， 2 0 0 8 ( 2 8 ) ： 1 3 1 1 3 3 3 范麒麟 浅谈桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理 j 中国新技术新 产品 ， 2 0 0 8 ( 1 0 ) ： 1 8 2 2 4 张 良建 ， 陆德生 公路桥 梁钻孔 灌注桩施 工工艺及质 量控 制 j 山西建筑 ， 2 0 0 9 ， 3 5 ( 7 ) ： 3 3 5 3 3 7 o n b o r e d p i i e c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e i n b r i d g e p r o j e c t a n d t r e a t me n t i n q u a l i t y a c c i d e n t s chen ya - f e i ab s t r a c t ：b y c o mb i n i n g wi t h e n g i n e e r i n g c a s e s ，t h e p a p e r a n a l y z e s t h e wh o