桥梁钻孔桩施工质量控制措施探讨

　　摘要：本文阐述了桥梁钻孔桩的施工工序及质量控制，确保水上钻孔桩施工的质量,供大家参考。
　　关键词：桥梁钻孔桩，施工工艺，质量控制
　　1前言
　　钻孔灌注桩是公路桥梁较常见的一种基础形式。因其工量小、省工、省料、施工比较方便。但是，在施工过程中，会由于地质条件、施工设备、操作失误等会出现一些缺陷和质量问题，往往会导致一些不良后果或隐患，影响工程质量和耐久性，增加工作量，影响工程进度，同时还会造成材料浪费，增加工程造价等。那么，在进行钻孔桩施工时，应注意哪些问题呢?根据笔者多年实践和不断探索，归纳出如下施工步骤，以供同行参考。
　　2水上钻孔桩
　　水上基钻孔桩工程是一项施工难度大、质量要求非常高的工程项目，国家对这类项目特别重视，相关规范也很健全，保证施工质量必须提上施工程。需要一定的水上施工设施和技术力量，在一些沿海沿江地区，水系发育大，河网密集，池塘、沼泽地、排洪道等随处可见，在这些地区承建港口桥梁、坝堤、高架桥、高速公路等，涉及到水上基桩施工问题。根据水上基桩施工特点及地层情况，国内已有不少单位摸索出一些经验。据相关资料表明．目前水上基桩施工方法主要有如下方法：①活动式钢结构钻井平台；②振动沉管法；③人工围筑岛；④浮箱式浮船拼装，沉入木桩，⑤沉箱。比较而言，第①、④虽然是水上基桩施工的有效方法，但它们均需要大型驳船、拖轮、浮吊及振动锤等大型设备：第②种办法虽然简易可行，但常因施工阻碍航道，排洪道或因不适合于深水水域施工而无法采用；第⑤种方法也其适应于近岸浅水水域，由木桩搭没的平台稳固性较差，施工深水基桩时尤为不安全。
　　施工中采用活动式钢结构钻井平台，不仅利于工程的顺利进行，而且保证施工的水准和质量，水上活动式平台不但适应于近岸基桩施工、有潮水上基桩施工，而且也适合于河中水上基桩施工，其主要特点是：安拆性，互换性好，调高调平方便迅速，整体结构稳定，承载能力大，承载后沉降量和变形量微乎其微，作业空间大，可根据具体施工条件进行多种形式的组合。
　　由于护筒钢板较薄，受力易变形，当护筒下人或提动时，弹性变形大，无法保证护筒一次性下到预定位置，当孔深达4.35m时，孔内沉渣和流砂愈未愈多，很快沉积变硬，多次发生埋钻事故，严重时护筒内沉渣与河床地表相齐，以致无法进一步加换钻杆和继续跟管下放钢护筒，最后只好用通水钻杆扫孔。因此，施工前首先注意：护筒璧厚不得小于6mm以保证足够的刚度；护筒的焊缝质量绝对保证，不能祸水；③护筒必须能全段封隔流砂、河水和淤泥；必须保证泥浆的正常循环，切忌用清水，⑤在有潮水上进行施工，要特别注意保证护筒内水位高于河水水位，即二者存在一稳定的水位差，不随涨落潮的变化而变化。
　　3水上钻孔桩施工
　　灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩子L，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔桩是一种非挤压桩，它是利用钻机对是工地进行钻孔，灌注混凝土，保证其硬度和支撑载力，其施工工艺包括以下几步：①清成空孔，钻机成孔前的准备工作是先对钻机各种性能和泥浆泵等进行全面检查，并对将使用的钢丝绳、冲锤外径以及锤牙进行检查，确保钻孔设备能正常运作，钻机技术员；隹备好钻孔用的各种资料，根据地质报告和施工图纸绘制钻孔桩位地质剖面图；终孔，当桩长和桩端持力层符合设计和规范要求后才可终孔，终孔深度必须用钢尺对测绳进行校核确定；清孔，终孔后应及时快速进行换浆清孔：钢筋笼制作与安装，钢筋笼制作与安装技术应按《公路桥涵施工技术规范》办理，钢筋笼下端宜焊加劲环，笼的主筋不应伸出，避免被导管钩住；⑧混凝土浇筑，除混凝土配合比应满足水下浇筑要求，砂、石、水泥材料检测、混凝土搅拌按GB502004～2002进行控制。
　　针对水上钻孔桩的施工要求，必须对施工项目进行严格的审查，对相关单位进行审核，主要措施是首先对参加施工的船舶进行全面检查，严禁不适的船舶、不适应船员参与生产作业，强化船员的安全培训教育；其次是督促业主和施工单位落实相应的安全措施，要求按规定程序取得水上水下施工作业许可后，方可进场施工；再次是督促施工单位做好通航安全维护工作，建立交通管制，配备相应的安全设施，设置相应的内河交通安全标志；最后是督促施工单位制定桥梁工程施工期间水上安全的应急预案，落实专门的安全管理负责人和日常安全管理联络员，明确职责和任务，并加强互通信息，加强与施工单位协调配合。
　　钻孔桩水下施工混凝土灌注是分批进行的，首批混凝土灌注，混凝土灌注量与泥浆至砼面高度、混凝土面至孔底高度、泥浆的密度、导管内径及桩孔直径有关，导管与孔底预留高度不应大于0.5m，其混凝土的数量应满足导管首次埋置深度不小于1.0m。水下孔径越大，首批灌注的混凝土量越多，由于混凝土量大，搅拌时间长，因此可能出现离析现象，首批混凝土在下落过程中，由于和易性变差，受的阻力变大，常出现导管中堵满混凝土，甚至漏斗内还有部分混凝土，此时应加大设备的起重能力，以便迅速向漏斗加混凝土，然后再稍拉导管，这样能使混凝土顺利下滑至孔底，下灌后，继续向漏斗加入混凝土，进行后续灌注；后续混凝土灌注，当出现非连续性灌注时，漏斗中的混凝土下落后，应当牵动输送导管，并观察孔口返浆情况，直至孔口不再返浆，再向漏斗中加入混凝土。
　　4钻孔桩易发生的事故及预防
　　4．1塌孔
　　(1)没有及时加水，井内水压降低。
　　(2)护筒底(井口)没有造壁，振动后，井口塌陷。故在冲抓施工前，先在护筒内加稠泥浆及砾石，用冲击锥造壁3cm以上，即可预防事故发生。
　　(3)泥浆浓度不够，护壁不可靠。
　　(4)护筒周围回填黄土，未经分层夯实，经地表水的浸泡，使护筒底产生空隙。
　　(5)钻机施工，遇粉砂土等松散地层时，进尺太快没有好好护壁，也可导致坍。故在特殊地质，要控制好进尺速度。
　　(6)管理上的原因。由于成孔后，不能及时组织下道工序施工，拔了钻而停置时问过长，且孔内水位下降致使坍孔。所以在施工时，每一步都要细心安排。埋设护简时，最好在护筒外壁的底脚处，加设井字框木，以利护筒和土壤的稳定，保证泥浆浓度，保持护简内的水位高度。
　　4．2掉钻
　　(1)冲抓锥的钢丝绳因长时间磨损断裂。
　　(2)由于钻机操作人员不慎而使钻机反转。
　　所以施工前对施工准备工作的检查和严格掌握操作规程是很重要的。发生这样的事故，可特制打捞钩放入孔内，反复起落，使打捞钩住钻头，在提上时钢丝绳吃劲即表示已钩住，可上拉，如果拉不上来，可用泥浆泵在锥头周围冲击起沉淀的淤泥，使之顺利提上。
　　4．3钻孔偏移或倾斜
　　该类事故发生的主要原因是地层软硬悬殊较大，或钻机(钻架)支垫不平衡，或“缆风”绳松紧程序不一所致。发生该类事故，会使钢筋骨架、导管不能正常安放，影响下道工序施工和工程质量。除了做好以上工作外，如果是由于地质的原因，可采用钻机上下的反复扩，使钻逐渐正位。
　　4．4缩颈
　　缩颈可能是由于地层中夹有塑性土壤(橡皮土)，遇水后膨胀，造成缩颈。该种情况出现的频率较小。如果出现这种情况，唯一的办法是扩到合乎标准为止。
　　但在施工中经常出现的是测量井径都符合要求，但钢筋或导管不能安放下，这时可能出现的就是第3点原因，即发生倾斜，钻台偏移，也可能是测后井下部坍塌。这种情况下，不能把钢筋骨架或导管强行安放下去，最好是重新对中上钻。因为从以往的施工情况看，强行进行该工序的，大多在灌注水下混凝土过程中出现事故，既浪费了人力及时间，又浪费了材料。
　　4．5长管
　　4．5．1混凝土配合比不符合要求
　　坍落度小，和易性差，石料粒径大(超过导管直径的l／4)；在混凝土运输过程中使浆产生离析，而离析后的浆因粗骨料堆在一起进入导管，会加大混凝土浆与管壁的磨擦力，发生卡管。
　　4．5．2管理上的原因
　　拌和机出现故障，使灌浆的连续性受到影响，拖长了灌注时间；导管埋置深度太大，长时间不卸导管。这两种情况，都会使最初灌下的混凝土浆之扰动状态减弱，形成硬盖(初凝)，使翻浆不顺利，造成卡管。再就是突然停电，没有准备发电机也会出现这种情形。
　　为了防止卡管，除了加强管理外，应严格控制施工配合比，试验人员应经常在工地现场检查坍落度。在下雨天浇筑水下混凝土时，要控制好用水量，在井口浆进入导管前，须用人工再拌和一次，避免离析。发生卡管后，一般都是让一名操作熟练的技工操纵卷场机，将导管提高20～30m突然放下，使管振动，大多数卡管都是这样排除的。切忌用长竹杆或钢筋捅捣。
　　4．6钢筋上浮
　　发生钢筋上浮的主要原因是导管牵挂钢筋骨架，或是长时间停顿以及长时间不卸导管，使混凝土浆表层结壳，同钢筋固结。这种现象多发生在初浇阶段。防止办法，除了按施工要点要求执行外，管理上要加强组织，再就是导管底下的3～4m导管应焊接一段长导管，不要法兰盘，避免挂筋。
　　4．7导管破裂
　　防止该事故的唯一办法，就是在施工前做好检查工作，不把没有把握的导管装上。浇筑时，在导管上口设排气口，以减轻气压对导管的冲击力。导管破裂后，一般浇灌的水下混凝土都是经过“洗澡”的混凝土，离析很大，故须及时用冲抓锥将其清出，重新灌注。
　　4．8脱管
　　发生脱管完全是人为事故，和自然因素无关导致脱管主要由于测探错误，即混凝土表面深度测量不准确，有时只量到浮浆表面；记录错误，即已拆除的导管未作记录，造成提拔导管过高；再就是操作人员漫不经心，致使导管抽出，造成断桩。
　　4．9桩头上钢筋外露
　　(1)浇灌混凝土过程中，导管埋置过浅，管内压力高度不够，提管频繁，翻浆不利，混凝土运动形式不合乎翻浆规律，而是随着导管提升，将表面层浮动的浆砂混合物压向孔壁占去混凝土位置，形成露筋。这种情况多发生在终盘时井口的位置。
　　(2)下钢筋骨架接长焊接不端正，或未加保护措施，致使钢筋靠向孔壁。
　　(3)灌注混凝土时形成局部塌孔。
　　(4)由于泥浆及含砂率的原因，在终盘时，孔内所排泥浆，几乎全是流砂，这样，也会出现桩头钢筋外露。成为接近(1)的情况。
　　查明原因后，在以后的施工中，钻机成孔后严把换浆这道关，加长换浆时间，直至泥浆浓度、含砂率合乎规定要求才拔钻。
　　5结论
　　桥梁钻孔灌注桩是一项隐蔽性很强的工程，受其地质、水文情况影响较大，施工过程中不容易控制其质量。因此，施工前技术人员、施工人员要认真研究施工图纸，详细调查补勘现场实际地质情况，并将实际地质情况和设计地质资料进行对比，科学制定施工方案，合理地组织安排施工人员与施工机械，严格按照设汁和规范要求组织施工，确保桩基施工质量。

《桥梁钻孔桩施工质量控制措施探讨》

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