钻孔灌注桩施工中存在问题及解决措施.doc

钻孔灌注桩施工中存在问题及解决措施摘要：随着我国公路交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点已成为公路桥梁基础的主要形式。本文就公路桥梁钻孔灌注桩施工中存在的问题进行分析，并提出相应的解决措施，对于公路桥梁钻孔灌注桩施工有重要意义。关键词：钻孔灌注桩；质量控制；预防措施1 前言随着公路工程建设的快速发展， 钻孔灌注桩广泛应用于公路工程中，并取得了良好的效果。相对于其他形式的桩基础，钻孔桩具有基础承载力大， 埋置深等特点，但由于钻孔桩埋置很深， 最深可达100 多米，加上桥位水文、地质的复杂性及施工中很多不确定的因素，在桥梁钻孔灌注桩施工过程中，往往会发生塌孔、断桩等事故，不仅直接影响着工程质量和进度，还会造成较大的经济损失。本文通过钻孔灌注桩施工过程中存在的几点问题进行分析研究，提出了相应的解决措施。2 钻孔灌注桩施工中存在的问题2. 1 导管堵塞(1) 导管变形，影响隔水塞通过，隔水塞不符合要求，直径过大卡住导管；或直径过小，灌注混凝土离析，粗骨料进入隔水塞和导管内壁之间卡住。 (2)导管漏气，密封不严，使混凝土有渗出现象，并且在导管内无法形成一定的压力，不利于混凝土的流动。(3) 混凝土灌注过程中，灌注时因导管下端距孔底间隙太小，或导管埋深计算不准确，埋管过长，混凝土流动不畅造成堵管。(4) 混凝土水灰比过大，坍落度过低，混凝土离析严重，粗骨料集中在一起而堵管。(5) 灌注中遇到意外情况而中断，灌注时间过长，使混凝土在管内停留时间过长而失去流动性，甚至初凝，造成堵管。2. 2 钢筋笼上浮(1) 混凝土质量差。易离析的、初凝时间不够的、坍落度损失大的混凝土，都会使混凝土面上升至钢筋笼底端时钢筋笼难以插入混凝土而造成上浮，有时混凝土面已升至钢筋笼上一定高度时，表层混凝土开始发生初凝结硬，也会携带钢筋笼上浮。(2) 导管埋深过深。由于混凝土灌注时间过长，且导管埋深过深时，其上层混凝土因浇注时间较长，已接近初凝，混凝土与钢筋笼有一定的握裹力，如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上，混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升，同时也带动钢筋笼上升。 (3) 混凝土流动性小。钢筋笼初始位置过高，混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大，钢筋笼被混凝土拖顶上升。(4) 钢筋笼固定不牢，未用电焊进行固定。钢筋笼在孔口固定不牢固，提升导管时用力过猛，容易将钢筋笼钩挂上浮。2.3 塌孔在我们实际施工中，常见塌孔原因有：(1)在钻进过程中，泥浆容重过小，不能有效形成孔壁泥膜和足够的泥水压力，可能会出现孔壁坍塌现象。(2)由于掏渣后未及时补充水或泥浆，或河水、潮水上涨，或孔内出现承压水，或钻孔通过沙砾等强透水层，孔内水流失等而造成孔内水头高度不够从而造成塌孔。(3) 护筒埋置太浅，下端孔口漏水、塌孔或孔口附近地面受水浸湿泡软，或钻机装置在护筒上，由于振动使孔口坍塌，扩展成较大塌孔。(4) 在松软砂层中钻进，进尺太快。(5) 水头太大，使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔；清孔操作不当，供水嘴直接冲刷孔壁，清孔时间过久或清孔后停顿过久。(6) 施工过程中钻锥升降不平稳，来回摆动碰撞孔壁；冲击钻孔时冲程过高，钻锥强烈振动；清孔排渣时钻锥起落位置离孔口距离过近，对孔壁造成振动冲击；钢筋笼吊放时顶撞孔壁等操作不当引发塌孔。(7) 地基持力层中承压水位较高。地基持力层中有承压水层时，当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时，必须保持足够的泥水压力，防止承压水破坏孔壁泥膜，造成孔壁坍塌。2.4 桩身缩径缩颈是钻孔灌注桩最常出现的质量问题，主要是钻孔过程中，由于钻锥磨损过甚或补焊不及时，或地层中遇有遇水膨胀的软土、粘土、泥岩等不良地质，容易产生缩孔现象。3 解决措施3.1 堵管（1）灌注前对导管进行严格的检查，对于管壁有凹凸不平的导管及时更换，确保隔水塞顺利通过。导管内径应一致，其误差应小于2 mm，内壁光滑无阻，组拼后用球塞、检查锤做通过试验；同时要选择合适的隔水塞，直径应该略小于导管直径。（2）导管使用前应试拼装、试压、检验导管的密封性。（3）正确的量测出孔深以及导管长度，每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度；以确保可以正确的计算出导管距孔底深度，一般导管口具孔底应保持3050cm左右，同时每斗灌注结束后要准确的量出混凝土面距空口距离，掌握好导管的拆卸长度，保证导管的埋深在24m。（4）在混凝土灌注时，应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性，配合比应通过实验室确定，坍落度宜为18cm22cm，粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4，且应小于40mm。（5）灌注前应全面检修设备，在灌注过程中，应时刻监控机械设备，确保机械运转正常，避免机械事故的发生，现场并有备用设备；灌注前通知配电部门，保证灌注时供应用电，现场应有备用电源；要注意天气预报，合理安排灌注时间。对于由于混凝土质量、隔水塞等原因堵管，可用粗长钢筋或竹杆疏通管内混凝土，或用铁锤敲振导管处理。由于导管底部距孔底偏小，混凝土流动不畅发生堵管，可将导管慢慢提升(高度应控制在1m左右) 并进行抖动，待混凝土流动后，再将导管下降，继续灌注。对于上述方法均无效时及时拔出导管，重新下设并按处理断桩的办法处理。3.2 钢筋笼上浮(1)由实验室岁混凝土质量进行严格控制，混凝土的和易性、坍落度都应符合规范及设计要求，中途运输时间尽量缩短，并且根据实际情况随时对混凝土配合比进行调整。(2) 导管埋深过深。当此类现象发生时，应立即停止灌注混凝土，并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高，提升导管后再进行浇注，上浮现象即可消失。(3) 混凝土流动性小。钢筋笼初始位置应定位准确，并与孔口固定牢固。灌注时加快混凝土灌注速度，缩短灌注时间，或掺外加剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小，坍落度应控制在18cm22cm之间，混凝土接近钢筋笼底部时，导管埋深控制在1.5m2.0m之间。(4) 浇筑混凝土前应使钢筋笼牢固固定在钢护筒顶部的施工平台上，在混凝土浇筑上升至钢筋笼底部附近时，提升导管，以保持较小的埋置深度，并稍微减缓混凝土的灌注速度。预防钢筋笼上浮，关键是要严格细致地下好钢筋笼，并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。下放导管时，应使导管顺桩孔中心位置而下灌注要连续进行，并尽量缩短灌注时间。3.3坍孔常见预防和处理措施： (1) 泥浆的容重和粘度应根据地下水位的高低和地层稳定情况等进行确定，如地下水位较高容易坍塌，泥浆的容重和粘度可大些，但不宜过大，容重以1. 11. 2g/ cm3 ，粘度以1825s为宜。在松软砂层中钻进，控制进尺，选用较大比重、胶体率、粘度的泥浆。或投入粘土掺片、卵石，低锤冲击，使粘土膏、片、卵石挤入孔壁起护壁作用； (2) 汛期或潮汐地区水位变化过大时，采取升高护筒，增加水头，或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定； (3) 护筒埋设不规范，护筒埋设低，内水头压力不够，引起孔壁坍塌在埋设钢护筒时，应按规范要求进行埋设，护筒要垂直并高出地面0.3m 以上，四周应选用含水量适中的粘土分层填实，在护筒的适当高度开孔，使护筒内保持1.01.5m 的水头高度，保证孔口排水良好。(4) 在松软砂层中钻进，成孔速度应根据地质情况并参照相应规范选取，特别对于砂、砂砾等土层若成孔速度过快，会产生桩的径向摆动，可能发生孔壁坍塌现象。成孔速度在软粘土钻进时最快，约为0.2m/min ，对细粉砂层钻进速度控制在0.015m/min 左右。当穿过较厚的砂层、砾石层时，成孔速度应控制在0.03m/min 以内。(5) 清孔时要保证孔内必要的水头高度。供水管最好不直接插入钻孔中，应通过水槽或水池使水减速后流入钻孔中，可免冲刷孔壁。(6)为避免因钻孔触动孔壁周围的土壤在施工中，施工人员要严格按施工规范进行施工，经常校正钻机的中心位置和垂直度，确保钻机垂直钻进，避免在造孔时触动孔周围的土壤。同时，在钢筋笼制作时，外侧的钢筋可用空心穿孔的混凝土预制圆柱体，固定在箍筋上，在沉放过程中，钢筋笼随圆柱体滚动下落，可以减少对孔壁的局部压力。钢筋笼沉放应优先选用吊机起吊，垂直沉放，避免钢筋笼沉放时碰撞孔壁。(7) 要求在施工前一定要认真阅读地质勘测报告，明确地下水的压力、出水量、水流方向等要素，对地质做到心中有数，施工时采取相应的防范措施。3.4 桩身缩颈针对桩身缩径现象，钻孔时应采用优质泥浆，钻孔过程中，应徐徐钻进，以便形成良好的孔壁，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。清孔时，应加快清孔速度，在清孔一段时间内，孔壁形成的泥膜阻止了孔壁渗水，不会引起膨胀。清孔后应尽快灌注水下混凝土，防止缩孔。或钻孔过程中在锥头外侧焊一定数量的合金钢，在钻进或起钻时起到扫孔作用，以扩大孔径。4 结语公路桥梁钻孔灌注桩成孔及混凝土灌注过程都属于隐蔽工程，而且施工过程的工序繁多复杂，随时都可能出现各种质量问题，为避免质量问题的出现，施工前一定要充分做好施工准备工作，施工中加强对每一环节的控制，质量控制人员在施工准备阶段及施工过程中采取积极有效的控制措施，防患于未然，对于出现问题的，及时分析堵管、钢筋笼上浮、塌孔、桩身缩径等问题的原因，根据现场实际情况进行果断的处理，制定安全可靠而又经济的处理方案进行处理，确保灌注桩的成桩质量。作者简介：参考文献： 1 刘松良. 钻孔灌