桥梁钻孔灌注桩是公路桥梁中常见的基础形式,桩基的质量是整座桥的核心问题,在桩基施工中,经常会出现孔深、孔径的偏差、钻孔倾斜、塌孔、缩径、断桩等质量问题,现就桩基施工中常见的几种质量问题的原因及预防措施进行探讨。
■一、孔深、孔径的偏差
孔深的偏差主要由于孔口高程的测量误差及丈量方法。有些工程在场地回填平整前就进行工程地质勘探,地面高程较低,当工程地质勘探采用相对高程时,施工应把高程换算一致,避免出现钻孔深度的误差。另外,孔深测量应采用丈量钻杆的方法,取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面,不宜采用测绳测定孔深。对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入桩力层深度为准,不宜以固定孔深的方式终孔。因此,钻孔到达桩端持力层后应及时取样鉴定,确定钻孔是否进入桩端持力层。
孔径的偏差往往是由于作业人员疏忽大意,错用其他规格的钻头,或因钻头陈旧,磨损后直径偏小所致。在每根桩孔开孔时,技术人员应验证钻头规格,实行签证手续。
■二、钻孔倾斜
钻孔倾斜一般是由于场地的不规范及钻杆弯曲、钻头受力不均造成钻头偏离方向。控制预防钻孔垂直度的主要技术措施如下:
1.压实、平整施工场地。
2.安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差立即调整。
3.定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换。
4.在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速低钻压钻进。发行钻孔偏斜,应及时回填黏土,冲平后再低速低钻压钻进
5.在复杂地层钻进,必要时钻村上加设扶整器。
■三、钻孔塌孔与缩径
钻孔灌注桩的塌孔与缩径产生的原因基本相同,主要是地层复杂,钻进进尺过快、护壁泥浆性能差,成孔后放置时间过长没有灌注等原因所造成。
预防措施:在钻孔灌注桩穿过比较厚的砂层、砾石层时,也孔速度应控制在2m/h以内,泥浆性能主要控制其密度为1.3~1.4g/cm3、黏度为20~30s、含砂率小于6%,若孔内自然造浆不能满足以上要求时,可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法,改善泥浆的性能,通过对泥浆的除砂处理,可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因,钢筋骨架安装后应立即灌注混凝土。
■四、钢筋骨架上浮
引起灌注混凝土过程钢筋骨架上浮的主要原因有:
1.混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋骨架底时,混凝土结块托起钢筋骨架。
2.清孔时也内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成较实心实意的砂层,并随孔内混凝土逐渐升高,当砂层上升至钢筋骨架底部时便托起钢筋骨架。
3.混凝土灌注至钢筋骨架底部时,灌注速度太快,造成钢筋骨架上浮。
防止灌注混凝土过程钢筋骨架上浮,除保证混凝土的质量,认真清孔外,当灌注的混凝土顶面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低骨架底部2m以上,然后恢复正常灌注速度。
■五、桩身混凝土夹渣或断桩
引起桩身混凝土夹泥或断桩的原因主要有以下四个方面:
1.混凝土量不够,造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土。
2.混凝土灌注过程拨管长度控制不准,导管拔出混凝土面。
3.混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣。
4.清孔时也内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土港湾过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂粒及浮渣被包入混凝土内,严重时可能造成堵管事故,导致混凝土灌注中断。
预防夹渣及断桩的办法是:确保导管的埋置尝试在2~6m之间,混凝土灌注过程中拨管应有专人负责指挥,并分别采用理论灌入量也内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两都的低值来控制拨管长度,确保导管的埋管深度不小于2m,单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5部混凝土初凝时间内。
■六、混凝土灌注过程因故中断
混凝土灌注过程中断的原因较多,在采取抢救措施后仍无法恢复正常灌注的情况下,可采用如下方法进行处理:
1.开灌不久,孔内混凝土较少,可拔起导管和吊起钢筋骨架,重新钻孔至原孔底,安装钢筋骨架和清孔后再开始灌注混凝土。
2.迅速拨出导管,清理导管内积存混凝土和检查导管后,重新安装导管和隔水栓,然后按初灌的方法灌注混凝土,等隔水栓安全排出导管后,立即将导管插入原混凝土内,此后便按正常的港湾方法继续灌注混凝土。此法的处理过程必须在混凝土的初凝时间内完成。
3.混凝土灌注过程因故中断后拔除钢筋骨架,等已灌注混凝土强度达到C15后,先用同级钻头重新钻孔,并钻除原灌混凝土的浮浆,再用Φ500钻头在桩中心钻进300~500mm深,这样就完成了接口的处理工作,然后便可按新桩的灌注程序灌注混凝土。
总之,在钻孔灌注桩的施工过程中,一旦遇到问题,要沉着应对,分析原因,制订确实可实的方案措施,确保桩基础的质量。
(责任编辑:罗佳)