桥梁钻孔灌注桩质量缺陷处理措施.doc

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷处理措施 一、概述钻孔桩基础施工方法简便，操作容易掌握，设备投入一般也不是很大，因而无论在铁路、公路、水利、电力等大型工程建设，还是在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛应用。钻孔桩是指在泥浆护壁条件下，利用机械钻进形成桩孔，再采用导管法灌注水下混凝土的施工方法。钻孔、灌注混凝土都在水下进行，工程质量只能通过科学的过程控制和完工后的仪器检测来确认，所以对作业人员的操作熟练程度、工艺水平都有较高的要求。如何在灌注水下混凝土过程中有效地避免断桩等现象的发生，杜绝混凝土夹碴、不均匀等质量弊病，且在一旦发生施工质量问题后又能恰如其分地处理，这一直是我们高度关注并要思索探讨的问题。统计资料表明，在被检测的灌注桩中大约有510是有缺陷的，不良地质中灌注桩缺陷率更是高达14.7。郑西铁路客运专线的有关统计资料表明，在2006年6月至12月初期间，桩基断桩率达0.16。为此我们必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量，尽量避免因发生事故而造成的损失，以保证工程的顺利进展。本文仅对在建的郑西铁路客运专线钻孔灌注桩施工控制及缺陷桩处理措施作一番探讨。二、基桩质量缺陷形式郑西铁路客运专线途中的渭南渭河特大桥全长79.6km，为目前世界上已建及在建中最长的桥梁，号称“世界第一桥”。我们上海天佑临潼监理分站负责该桥某段（DIK422920.25DIK441509.9）长达16.22km的施工监理任务。该桥基础采用桩基承台，桩基为钻孔灌注桩，桩径分125cm、150cm两类，桩长48m76m不等，计有4288根。该工程地处渭河冲积平原，为黄土状亚砂土软塑或流塑地貌，细中砂以松散为主，局部中密，属较差地质段落。其中本管段地层中分布有15m20m深度的饱和粉、细中砂、粉土等可液化的土层。据日后检测，该段工程只出现4根缺陷桩，可见质量控制是比较成功的。经分析我们认为，缺陷桩出现的主要原因如下：1、基桩灌注混凝土过程中，已灌混凝土表面标高测定出现谬误，导致导管埋深过小而出现拔脱提漏现象，形成夹层断桩。特别是在钻孔灌注桩成型后期，超压力不大或探测仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误视为混凝土表面。因此，必须严格按照规程要求，用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，以保证提升导管时不出现失误。2、基桩灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工质量指标。导管埋深过大或灌注时间过长，会导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，况且采用的是已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接导管，故而在提升时极易出现连接螺栓拉断或导管破裂的情况而产生断桩。3、卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。原本人工配料（或有时机械配料未及时校核）就随意性大，如果作业人员责任心又较差，就必然会造成混凝土配合比在操作过程中误差增大，并直接导致坍落度波动，拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长时又会使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝土下落阻力而阻塞导管，这都会导致卡管事故，形成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免断桩出现的重要措施。4、坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时又不够重视，有的甚至还层层分包或转包，所以为数不少的施工人员根本谈不上有什么经验，导致在灌注过程中不时发生因为井壁严重坍塌或出现流砂、软塑状土质等而造成类泥沙性断桩的情况。在本工程的断桩中，由此原因所造成的占有相当大的比例，问题较为突出。而位置深、难处理，这也是导致工期延长及经济上浪费的重要因素之一。5、另外，导管漏水、机械故障、停电造成施工不能连续进行，或井中水位突然下降等因素，都有可能造成断桩。因此必须认真做好灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量是至关重要的。三、桩基缺陷的处理方法1、原位复桩。钻孔进入岩层分界面时，因为相邻岩层强度差别较大，操作中又未能根据地质情况及时调整钻头的行程，这是导致“卡钻”的主要因素。针对“卡钻”发生的原因，可采取相应的在原位重新冲孔、灌注新桩的方法处理。此种方法效果好，处理较为彻底，但是难度大、周期长、费用高。所以应该根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。如在DIK427918.99处43墩8桩及DIK428547.90处62墩7桩处，则分别采用了往孔内回填片石，经沉淀后用冲击钻二次成孔，或直接用冲击钻对已浇成的坏桩进行冲击二次成孔、重新浇注的办法。2、接桩。如DIK434225.14处17墩1桩，在桩身完整性检测时发现为不合要求的三类桩。从监理现场记录得知，该桩在砼灌注前检测情况正常，在砼灌注桩底以上51.5m范围内施工顺利，但在距离桩顶4.5m处开始出现堵管现象。据分析，在处理堵管过程中，由于施工单位现场控制不力，机械操作人员失误，故出现因导管埋深不足，导致该部分砼同孔内沉渣混杂而造成距桩顶2.4m4.4m范围内的缺陷产生。经研究，该缺陷的处理方法是：在距桩顶4.4m范围内将缺陷砼全部清除，并在此基础上再加深1m做接桩处理。3、缩颈。在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，或地层中遇到膨胀的软土、粘土、泥岩等，容易产生缩孔现象。如DIK438272.55处41墩3桩，设计桩长55m，直径1.25m。经检测在16m18m处有缩孔，即出现饱和粉土液化层，成孔后钢筋笼放不下去，拔出钢筋笼用钻锥上下冲扩后仍未奏效。后来在锥头上加焊了5cm的钢板，扩大孔径，成孔后再重新浇筑，增加了混凝土10余方。4、灌注水下混凝土时发生坍孔现象，并且孔内水位迅速下降。在DIK437+985.93处32墩7桩施工时（已钻到设计位置），清孔过程中发现孔内水位迅速下降到原地面下6米左右，且在孔壁出现空洞，空洞大致呈圆形，直径约为3米左右。当时参建四方经商议后决定，现场采取加长钢护筒灌注砼的方法予以解决。四、钻孔灌注桩的质量控制措施钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全，对钻孔灌注桩的质量控制，应强调以下几点：1、质量控制应以预防为主，即在施工前做好充分准备，制定相应的防范措施，并责任落实到人。2、严把队伍进场关。由于“一流队伍投标、二流队伍进场、三流队伍干活”的现象在建筑市场上仍然存在，所以必须从严把关，确保一流的人才、先进的工艺、过硬的设备进场，这样才能为优良工程的建设奠定坚实的基础。3、严把检测关。桥梁钻孔灌注桩无破损检测是判断施工质量优劣的一个重要技术手段。我们的做法是：对承担本工程桩基无破损检测任务的单位和个人予以资格审查；对桩体逐根作超声波检测；对处理后的缺陷桩做二次声测，若声测仍有缺陷，则该桩再辅以承载试验（大应变），以确保成桩质量及工程的安全性。五、结束语引起钻孔灌注桩质量事故的原因较多，任何一个环节稍有疏忽都可能会导致重大质量事故的发生。因此，在桩基工程开工前应做好各项准备工作，认真审核地质勘探资料