港口工程钻孔灌注桩施工质量控制要点与通病防治措施

1、港口工程钻孔灌注桩施工质量控制要点与通病防治措施摘要:笔者通过研究港口工程钻孔灌注桩施工关键工序,包括钻孔、制笼、灌注混凝土作业全过程质量控制中存在的通病,提出针对性的防治措施,这对钻孔灌注桩施工质量控制具有现实指导意义。关键词:港口工程;钻孔作业;钻孔灌注桩;质量控制;通病防治一、钻孔作业的质量控制要点与通病防治措施1. 钻孔前港口工程灌注桩钻孔之前,应按港口工程灌注桩设计与施工规程JTJ248-2001(以下简称规程要求进行施工设计。其质量控制关键点体现为两个方面:一是水上施工平台施工。需综合考虑所在水域的地质、水文(如潮位、波浪与施工期水位、通航条件、钻孔工艺、桩基施工需要用后期承台、墩

2、柱、盖梁施工等因素;满足钻孔设备的布置、操作、移动和混凝土浇筑的要求;具有足够的稳定性,能承受施工设备、材料和人员的荷载,并能承受水流力、波浪力、风力和施工船舶系靠力等荷载。另外,还应注意施工安全生产设施,设立航行警示标志,避免撞船等意外事故发生。二是埋设护筒施工。在准确放样的前提下埋设护筒,水上钻孔时,护筒埋设采用比较快捷稳妥的锤击打入法,但要注意在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。水域护筒可采用振动下沉或静压下沉等方法埋设,并应设立定位和导向设施,保证下沉精度。2. 钻孔中钻孔过程主要包括6 个方面:第一,根据孔位地质情况,选用钻机型号与钻锥。第二,钻机安装时确保底座平稳,避免钻进过程

3、中发生位移或沉陷。第三,冲击钻机成孔开孔时,应低锤密击,待钻孔到达一定深度后,方可正常冲击。成孔过程中,应根据土质的软硬程度调整冲程,最大冲程不宜超过4 6 米,并应防止空锤。当冲击表面为倾斜岩面或有漂石时,应投入粘土夹小片石,将表面垫平后再冲击成孔。第四,钻进成孔过程中,孔内液面应高于孔外水位1.5 2 米,当孔内外水头变化较大时,应对孔内水位采取稳定措施。第五,钻孔应连续进行,当遇到特殊情况需停钻时,应提起钻头,并采取措施保持孔壁稳定。第六,群桩同时钻孔时,相邻钻孔应保持一定间隔。当已浇注混凝土桩的强度未达到5兆帕时,不应在相邻孔位进行钻孔。钻孔过程中,常见质量通病包括钻孔位置和垂直度偏差

4、过大、孔壁塌陷、缩颈等。3. 钻孔后钻孔后应立即进行清孔。清孔目的是抽、换原钻孔内泥浆,降低泥浆的相对密度、粘度、含砂率等指标,尽量减少孔底沉渣厚度,防止桩底存留过厚沉淀而降低桩的承载力。二、制笼作业的质量控制要点与通病防治措施1. 加劲箍筋若加劲箍筋放在钢筋笼主筋内侧,这对于直径较小的桩采用导管法水下灌注砼时很容易发生挂笼事故,使笼上串,特别是对于法兰式导管尤应注意,如不小心,法兰边缘就会挂住加劲箍筋,若砼埋笼较深,导管埋深较大,砼流动性差,挂笼后导管上下活动受限或干脆无法活动,如处理不好将会导致严重卡管,造成断桩。因此,在施工前要认真查阅图纸,如果桩径较小,加劲箍筋设计在钢筋笼主筋内侧,就

5、应向甲方、设计方建议进行设计变更,把加劲箍筋放在钢筋笼主筋外侧,消除施工事故隐患,保证施工质量。2. 分段制作钢筋笼的连接对于分段制作的钢筋笼,连接时相邻的主筋接头应互相错开,错开距离大于500 毫米,保证同一截面内接头数不大于主筋根数的50%,吊放入孔时,两段笼垂直连接,焊接时要用吊锤测量垂直度,避免因连接不垂直导致下入孔内时碰挂孔壁。若强行入孔后,会造成孔壁坍塌,或造成成桩后钢筋外露。另外,使用法兰式导管时,应注意使主筋接头沿笼的圆周排列,避免每段笼的下接头向笼内突出台阶,灌注砼起拔导管时挂卡法兰盘,一旦挂住,若处理不好或挂起钢筋笼或起拔不动导管,将会酿成事故。3. 保护层设置水下灌注砼主

6、筋的砼保护层厚度一般为50 毫米,保护层允许偏差为20 毫米,有的设计要求把钢筋弯制成“耳朵”形焊在主筋外侧来保证主筋保护层的厚度。由于“耳朵”形钢筋很容易挤入孔壁,造成保护层厚度偏小甚至露筋锈蚀。若“耳朵”形钢筋外侧加焊条形铁片或用铁条弯制成“耳朵”形焊在主筋外侧来保证主筋保护层的厚度,虽然效果不错,但费工费料。所以,可用水泥和砂子制成轮形保护块,中间穿上钢筋焊在两根主筋外侧,数量视笼径、笼长以及分段情况而定,这等于给钢筋笼安上了轮子,使钢筋笼吊放入孔时比较顺利且不易挤入孔壁,使用效果不错还可避免材料浪费。三、灌注混凝土作业的质量控制要点与通病防治措施1. 导管底部至孔底距离导管底部至孔底距

7、离,规范JGJ9494 规定宜为300500 毫米,桩直径小于600 毫米时可适当加大导管底部至孔底距离,但是加大至多大并无规定。有个别施工者施工时以是否埋管为标准,对于小直径桩片面加大导管底部至孔底距离。但需注意导管底端至孔底距离不能过远,否则混凝土将被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充,很容易造成埋浆或桩身底部砼质量低劣而断桩。2. 清孔换浆在水下灌注砼前,要进行二次清孔换浆。清孔时,需从各个方位充分活动导管,把孔底中心及四周都清除干净。并对泥浆性能指标进行检查,若泥浆不合要求,即使沉碴达标也要继续清孔换浆。若在泥浆不合要求,相对密度、

8、粘度过大的情况下灌注砼,造成漏斗及导管内砼不易下落,不得不提动导管,使得导管底部距离孔底过大。若砼下落不畅,离开导管底部一段距离后,稠泥浆就会托住砼使其落不到孔底反而向上走,造成埋浆,桩长变短,或者即使砼能落到孔底,砼质量也不会太好。如果在提动导管前已落下一部分砼后不再下落,不得不提动导管,这时很容易形成一层夹泥而造成断桩。3. 灌注混凝土水下灌注混凝土对材质的准备有较高要求,首先是用砂方面,需做好包括黄砂的过筛、去除各种杂质、石子的冲洗等准备工作。其次是用水量,因水下灌注混凝土对坍落度要求控制较严,一般在180 220 毫米之间,搅拌时需严格控制用水量。用水量少,坍落度达不到,流动性差,不易

9、灌注。用水量偏大,将改变水灰质量比,降低砼标号,桩身强度达不到要求,在灌注过程中则容易发生砼土离析,若正在导管中就会卡管而灌不下去,严重情况下就不得不拔管,造成断桩事故。各项操作机械应进行检查,包括搅拌机的试运转,如果是翻斗车运输则还应检查翻斗车的性能。4. 导管的提拉在灌注过程中当砼下落不畅时要上下活动提拉导管,当起拔导管时要提拉导管,此时应注意:如果导管的提拉速度过快、幅度过大,有时会埋进空气,造成桩身局部砼疏松,出现蜂窝、空洞等;特别是灌注至桩顶部时,灌注时间过长、砼搅拌质量不好等都会造成砼流动性变差,上下活动提拉导管,管外砼面上升,管内砼面高差到一定程度,管外砼面不再上升;若放下导管速度过快、幅度过大,管内砼流动性又差,有时会形成管外砼面高于管内砼面,提拉拔出导管后,管外流动性差的砼坍落相对慢,水泥砂浆、泥浆、沉碴混杂迅速进入拔出导管后形成的空间,与砼、空气混合,造成桩身中部粗骨料少、杂质多,埋进的空气不易逸出,砼疏松、强度低,特别严重即形成所谓“空心桩”。钻孔灌注桩施工是一项相对而言较为敏感的工艺,每一道工序的施工都必须认真严格地按工艺要求进行,任何一个疏忽都有可能给桩基带来施工事故或质量事故。对混凝土钻孔灌注桩施工过