桥梁钻孔灌注桩施工控制方法.doc

桥梁钻孔灌注桩施工控制方法关键词：桥梁孔桩；施工控制前言： 保证桥梁钻孔灌注桩质量的主要关键是施工工艺的控制。在桩身混凝土施工过程常易出现事故，必须及时采取措施补救。本文结合在桥梁钻孔灌注桩施工方面的总结，提出桩身施工过程中的一些常见问题以及处理方法。 1首批混凝土灌注量 在灌注钻孔桩混凝土时，首次灌注量非常重要，在这一次灌注后，导管埋入混凝土中的深度不小于1.0m(规范要求)，为保证继续灌注混凝土打好基础。 首次灌注量的计算公式如(1)式。 V=/4(H1d2+H0D2)K（1） 而 H1=(HH0) /0（2） 式中V第一次灌注量，m3； H1导管内混凝土高度，m； d导管直径，m，一般取d=0.25m； Ho第一次灌注高度(H0=h1+h0)，m； h1导管口埋深，m，取h1=10m； ho导管口离桩底高度，m，取ho=04m； D桩径，m； H桩深，m； o 混凝土容重，kNm3，取o=24kNm3； 清孔后孔内泥浆容重，kNm3；反循环清孔后，泥浆容重小，为10.811.2；正循环清孔后，泥浆容重大，为12012.5；为计算方便起见取=115; k扩孔系数，一般土质为1.10，软土为1.151.20，取k=1.10 。为了工作方便，按导管埋深1 m计算后第一次灌注量如表1。 表1桩径/mm800100012001500桩深/mm204060204060204060204060混凝土灌注量/m31.281.822.361.712.252.792.242.783.323.323.764.30(1)如表所述，施工时按桩径和桩深来制作或选择储料斗，一般来说，储料斗容积2m3左右适用于800mm、1000mm的桩径，对于1200mm、1500mm的桩径，容积需更大一些。(2)在相同桩径及导管埋深时，桩深不同，混凝土容积也不同。如：桩径1000mm，导管口埋深1.0m，而对于桩深20m、40m、60m，则容积相应为1.71 m3、2.25 m3、2.79 m3，究其原因是桩身越深，第一次灌注后，在导管内的混凝土用于平衡导管外孔内泥柱压力的高度就越高。按式(2)计算，对于上面这个例子，导管内混凝土柱高度分别为9.3m、19.3m、29.3m。如果用正循环清孔，泥浆比重大，则这个高度还会更大。2防止钢筋笼上浮的简易方法发生钢筋笼上浮事故的原因有两种： (1)对于非全桩式(一般指摩擦桩)的钢筋笼，在灌注过程中，下部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱； (2)导管不正，在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼，把钢筋笼朝上提。 对于前者，可在钢筋笼就位前，算准深度，在钢筋笼下面用8号铁丝吊35块较大的片石块或同等标号混凝土块，当钢筋笼到位时，石块或棍凝土块被混凝土压住起牵制作用。 对于后者，就是在提升导管时，尽量保持导管在孔中心处，避免法兰盘挂住钢筋笼，把钢筋笼朝上提。 - 3防止灌注时发生“气塞”的方法 在灌注混凝土过程中，特别是用吊车提升大斗灌注时，犹如一个密不透风的活塞朝导管内压下，管内的空气被压缩到一定程度，成为气包，顶住了混凝土灌注不下，形成了所谓的“气塞”现象。为了预防此类事故的发生，方法有两种： (1)吊车的混凝土料斗在放料时，不要太对正导管中心，可以朝储料斗一旁靠，这样使棍凝土进入导管可以有个前后错开的过程；(2)在导管内挂一根长约35m有筛眼的钢管，弯成钩形，吊在储料斗上，防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下入，又起透气作用。4导管进水的预防和处理方法4.1 主要原因 (1)首批混凝土储量不足，或虽然混凝土储量已够，但导管底口的间距过大，混凝土下落后不能埋没导管底口，以致泥水从底口进入。 (2)导管接头不严，接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开，或焊缝破裂，水从接头或焊缝中流入。 (3)导管提升过猛，或测深出错，导管底口超出原混凝土面，底口涌入泥水。42预防和处理方法 (1)对上述(1)原因引起的，应立即将导管提出，散落在孔底的混凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出，或者用空气吸泥机、水力吸泥机以及抓斗清出，不得巳时需要将钢筋笼提出采取复钻清除。然后重新下放骨架、导管并投入足够储量的首批混凝土，重新灌注。 (2)对上述(2)、(3)原因引起的，应视具体情况，拔换原管重下新管；或用原导管插入续灌，但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管，必须用潜水泵将管内的水抽干，才可继续灌注混凝土。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，导管插入混凝土内应有足够深度，一般宜大于200cm。由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干，续灌的混凝土配合比应增加水泥量，提高稠度后灌入导管内，灌入前将导管进行小幅度抖动或挂振捣器振动片刻，使原混凝土损失的流动性得以弥补。以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比。(3)若混凝土面在水面以下不很深，未初凝时，可于导管底部设置用混凝土特制的防水塞，将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力，以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管，利用新混凝土自重将底塞压出，然后继续灌注。若如混凝土面已初凝，导管不能重新插入混凝土时，可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒，用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度，然后将护筒内的水(泥浆)抽除，并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净，再在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶。5坍孔 在灌注过程中如发现井孔护筒内水(泥浆)位忽然上升溢出护筒，随即骤降并冒出汽泡，应怀疑是坍孔征象，可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提，或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度，相差很多，均可证实发生坍孔。 坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水，孔内水位降低，或在潮汐河流中涨潮时，孔内水位差减小，不能保持原有静水压力，以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等，均有可能引起坍孔。 发生坍孔后，应查明原因，采取相应措施，如保持或加大水头、移开重物、排除振动等，防止继续坍孔。然后用吸泥机吸出坍入孔中的泥土；如不继续坍孔，可恢复正常灌注。 如坍孔仍不停止，坍塌部位较深，宜将导管拔出，将混凝土钻开抓出，同时将钢筋抓出，只求保存孔位，再以粘土掺砂砾回填，待回填土沉实时机成熟后，重新钻孔成桩。6卡管 在灌注过程中，混凝土在导管中下不去，称为卡管。卡管有以下两种情况： (1)初灌时隔水栓卡管；或由于混凝土本身的原因，如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀，以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、雨天运送混凝土未加遮盖等，使混凝土中的水泥浆被冲走，粗集料集中而造成导管堵塞。 处理办法可用长杆冲捣管内混凝土，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。如仍不能下落时，则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔，进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔)，然后重新吊装导管，重新灌注。一旦有混凝土拌合物落入井孔，须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻，要采取可靠措施防止翻倒伤人。 (2)机械发生故障或其它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，堵在管内。预防方法应在灌注前仔细检修灌注机械，并准备备用机械，发生故障时立即调换备用机械；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。 当灌注时间巳久，孔内首批混凝土巳初凝，导管内又堵塞有混凝土，此时应将导管拔出，重新安装设钻机，利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖后吸出，用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔，待沉实后重新钻孔成桩。 7埋管 导管无法拔出称为埋管。其原因是：导管埋入混凝土过深，或导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大，或因提管过猛将导管拉断。 预防办法：应严格控制埋管深度，一般宜控制在26m；在导管上端安装附着式振捣器，拔管前或停灌时间较长时，均应适当振捣，使导管周围的混凝土不致过早初凝；首批混凝土掺入缓凝剂，加速灌注速度，导管接头螺栓事先应检查是否稳妥；提升导管时不可猛拔。 处理埋管事故，初时可用链滑车、千斤顶试拔。如仍拔不出，凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况，可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中，用吸泥机吸出混凝土表面泥渣；派潜水工下至混凝土表面，在水下将导管齐混凝土面切断；拔出小护筒，重新下导管灌注。此桩灌注完成后，上下断层间，应按灌注桩补强方法予以补强。8灌注桩补强方法 灌注桩的各种质量事故，其后果均会导致桩身强度的降低，需要作补强处理。事前，应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位，共同研究，提出切实可行的处理办法，一般采用压入水泥浆补强的方法，其施工要点如下。 (1)对需补强的桩，除用地质钻机钻一个取芯孔外(用无破损深测法探测的桩要钻两个)，应再钻一个孔。一个用做进浆孔，另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下1 m，柱桩则应达到基岩。(2)用高压水泵向一个孔内压入清水，压力不宜小于0.50.7 MPa，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。(3)用压浆泵压浆，第一次压入水灰比为0.8 的纯水泥稀浆(宜用32.5级水泥)，进浆管应插入钻孔1.0m以上，用麻絮填塞进浆管周围，防止水泥浆从出浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后，再用水灰比0.5的浓水泥压入。 (4)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后，停止压浆，用碎石将出浆口封填，并用麻袋堵实。 (5)最后用水灰比为0.4的水泥浆压入，并增大灌浆压力至0.70.8 MPa关闭进浆闸，稳压闷浆卸2025min，压浆工作即可结束。 压浆工作结束后，水泥浆硬化以后，应再作一次钻芯，检查补强效果：如断桩夹泥情况巳排除，认为合格后，可交付使用；否则，应重钻补桩或会同有关单位研究其它补救措施。9预防断桩事故的措施 断桩事故是钻孔灌注桩施工中最大的事故，造成断桩事故有人为因素与自然因素，而人为因素是主要的。人为因素中一是责任心与管理体制问题；二是技术水平问题。因此，只有采取综合措施才能防止断桩事故的发生。 (1)灌注混凝土时，专人负责，一桩到底； (2)制作储料斗时，宁大勿小，对于第一次灌注，如用吊车上料，可多备一大斗混凝土，在灌注开始后迅速补进储料斗，宁多勿少； (3)下导管时，对每一节导管进行认真检查，密封性不好不能下入孔内； (4)隔水栓应能顺利通过导管，隔水栓下可多垫几层水泥纸袋，以增强隔水效果； (5)对于技术人员来说，灌进多少混凝土，桩内混凝土柱有多高，应心中有数，并要实测检验，以便确定提升导管的时刻； (6)每一次提升导管时，一定要测定孔内导管外侧混凝土柱的高度，导管提升后，导管口埋深至少1 m； (7)必须配有备用电源和拌和设备； (8)混凝土配料与取样严格按设计要求办理； (9)工作中密切配合，一环扣一环，一气呵成，做到准确、快速地灌注每一根桩。10灌注混凝土注意要点 (1)灌注混凝土过程中，认真观察孔口泥浆上翻情况，发现混凝土灌注后孔中泥浆不翻出，应及时活动导管或提导管，使泥浆能翻出孔口，正常后继续灌注混凝土，严防发生堵管事