桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践

1 桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践 简简 介介 结合工程实际提出了桥梁钻孔灌注桩施工过程中断桩的处治措施 详细介绍了钻孔灌注桩断桩处理过程中的取芯 清淤 压浆 验证等具体做法 关键字关键字 钻孔灌注桩 质量缺陷 防治与处理 随着我国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 施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领 域 但灌注桩属于隐蔽工程 大部分是在水下进行的 影响灌注桩施工质量的 因素很多 质量检查也比较困难 因此对其施工过程每一环节都必须严格要求 稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷 断桩就是经常发生且难以处 理的病害之一 本文结合工程实例 详细介绍了钻孔灌注桩断桩的处治方法 对类似工程将有一定的借鉴作用 1 工程概述 某高速公路主线桥桥台基础采用钻孔灌注桩设计 设计桩长 21m 直径 1 2m 桩基地质层 桩基剖面图 底部 8m 深为中砂砾层 钻孔灌注桩完成后 在进行桩基小应变检测时发现 0 台的 4 桩在桩长 17 5 18 0m 处无桩长反应 根据小应变波形图判断 确定该桩为 短 桩或断桩 经对该桩钻孔钻杆的长度以及孔深的检测和灌注砼时埋设导管长度的原始 记录进行分析后发现 该桩实际施工长度已达到 21m 不可能为短桩 应是断 桩 至于断层以下桩长无检测应变波的反映 只能是断层比较严重 根据该桩 所断位置接近桩底 已经超过零弯矩点以下的特点 决定使用压浆补强法进行 处理 2 补强处理过程 2 1 施工准备 首先明确现场处理时的各道工序负责制 并委派专业工程师对处理过程进 2 行全过程不间断的控制 保证处理质量 其次准备好所需钻孔 压浆等机具 由于施工现场极不平整 加上灌注桩 的桩头外露钢筋挡视 须在该桩头上部搭设一个悬空工作平台 以保证钻孔 压浆作业 2 2 钻孔取芯近一步检查验证 由于断层较深近桩底 因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进 行垂直度校正 防止钻孔到不了 17 5 18 0m 处就斜到桩壁以外 无法安排下 道工序 同时 在钻机 可选用砼取芯机 G 210 型 钻孔取芯过程中 要对每 节混凝土芯样进行认真分析总结 密切关注芯样的变化情况 现场情况表明 该桩取芯到 18m 以上都完好无损 且无夹泥 混凝土的强 度也较好 而在 18m 后无完整的混凝土 芯样中除蜂窝状夹带个别石料且很不 成型的砂浆外 几乎就是中粗砂 这说明了两点 其一是小应变检测和实际是 相吻合的 基本反映了工程的实际情况 其二证实了该桩钻孔深度达到了设计 深度 21m 只是在灌注第一盘砼时没有封住导管 加上沉淀过快 导管在砼开 盘前已经被中粗砂砾淤埋 之后在操作导管时可能过提 没有被及时发现或重 视 导致该底桩在 3 米范围内混凝土没有成型 发生断桩 2 3 孔底清淤 根据上述钻孔取芯结果 表明桩底淤积了中粗砂 决定采取清空桩底淤积 中粗砂后灌注高标号水泥浆进行置换处理 但是采用 7cm 的钻杆要将桩底约 3 5m3 的中粗砂清空是有很大难度的 尤 其在中粗砂地质中钻进很容易发生埋钻事故 因此 要加大清孔频度 为了防止埋钻事故的发生 根据清孔经验 先将钻头下到 18 5m 处不停地 清孔 约半小时后有大量的中粗砂沿钻杆和孔壁陆续泛出 同时结合施工规范 根据清孔工作量准备足量纯碱 Na2CO3 和聚乙烯 纯碱的作用可使 PH 值加大 使土颗粒分散 使粘粒表面负电荷增加 为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了 条件 增加水化膜厚度 提高泥浆的胶体率和稳定性 降低失水量 聚乙烯的 3 作用是提高泥浆的使用性能 用纯碱 聚乙烯加少量黄土配制成的泥浆用手抓 粘而有滴的感觉 即可开始清孔 在清孔过程中要安排专人对泛砂不停地进行排除清理 根据清出的中粗砂 的总量统计 在清孔 6 小时后基本排尽了孔底 3 5m3 的中粗砂 之后孔口周壁 泛砂已很少 且从孔口涌出大量呈白色的 和清孔时配制的泥浆几乎一样的泥 浆 这就可以判定孔底基本排尽中粗砂 为了防止孔底周壁中粗砂的涌入 在 压浆前不能停止清孔 2 4 压浆处理 为了保证压浆能一次性成功 应先计算压浆所需的 525 水泥用量 在配 制水泥浆时 尽可能按高标号配制 但水泥浆过稠会导致压注困难 通过多次 配制压注实验 最后确定水泥浆配制比例为 1 1 刚开始压注时 将钻头埋设 到桩底 20 5m 处 在压注过程中 特别要注意对孔口壁的封闭 不能让水泥浆 外溢 只能有少许泥浆甚至清水流淌出来 直到无法压注为止 随后打开封闭 的孔口壁 这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆 与注入的配制水泥浆基本 一致 补注水泥浆即可停止 为防止在 17 5m 处有新的断层或蜂窝现象产生 应将钻头定位于 17 5 18m 处进行二次补浆 直到压注不动为止 然后慢慢提 钻并不断压浆到桩顶 经过 2 小时压注 压力达到 2MPa 共用去约 2 1m3 的水 泥浆 配制水泥浆时留下试件取样 28 天试件强度达到 32 5MPa 超过桩体原设 计强度 注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量 为了减少因水泥浆收 缩而产生孔隙 可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂 按 1 10000 比例 2 5 二次取芯验证 压注水泥浆属地下隐蔽工程 具体效果如何 只能通过再次取芯检测 为 了减少二次取芯的难度和费用 待水泥浆终凝后 12 小时即在原孔位取芯验证 二次取芯验证的孔位确定要根据具体情况而定 二次取芯同样要注意钻杆的垂 4 直度及 17 5 18m 处的芯样质量 经过观测 从桩顶到桩底 21m 处的芯样都完 好密实 待该桩底压浆强度成型后 再次安排对该桩进行小应变检测 检测表明桩长 21 0m 且被判为质量较好的 A 类桩 3 小结 从上述处理过程可以看出 1 钻孔灌注桩在施工过程中 发生断桩 短桩或其他质量缺陷也是正常 的 但处理一定要认真 尽量将事故消灭在萌芽状态 若发生了这类事故 要 对桩底的断层位置 地质 钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分析 处理 后必须要再进行验证 建议对桩体采用三点压浆法 三点成等边三角形 若桩 径 1 2m 边长可取 60cm 布设 处理 以保证断层处通过取芯压浆后能够充分 密实 达到桩体完好的程度 按此方案处理断桩至少有三个优点 一是质量可 靠 二是保证工期 正常 10 15 天即可处理完毕 三是成本大大降低 如果报 废一根桩 需要费用至少 15 万元以上 按此处理仅需 1 5 万元左右即可 但 是如断层发生在桩体中部 则方案确定则应慎之又慎 2 为防止发生断桩 夹泥 堵管等现象 在施工过程中 要控制好灌注 工艺和操作 抽动导管使混凝土面上升的力度要适中 保证