浅谈桥梁桩基施工缺陷及处理措施

来源:期刊VIP网所属分类:路桥建设发布时间:2012-05-30浏览:

  桥梁桩基础是一种能适应多种地质条件的基础形式,施工工艺已较为成熟。桥梁桩基础多为直接在所设计的桩位上开孔,井孔内注满压力水,然后在孔内加放钢筋笼后,通过导管灌注混凝土。

  1 桥梁桩钻孔过程中常见施工质量问题及其防治

  1.1 钢筋笼上浮问题

  1.1.1 原因分析

  1导管在混凝土中埋入过深或钢筋笼放置初始位置过高,深埋的导管下口流出混凝土,推动导管外上部混凝土整体上升。此时下半节钢筋笼的主筋、箍筋与混凝土已半粘着,并由于坍落度的损失而粘着力较大,由于上升产生的顶托力之和大于钢筋笼的自重,因此推动钢筋笼与混凝土一起上浮;②如在混凝土灌至钢筋笼下时提升导管,灌注混凝土自导管流出后的较大冲击力,推动了钢筋笼的上浮;③如混凝土灌注到钢筋笼底板附近,混凝土的灌注却因断水断电机、械故障等原因中断,30分钟或者更长时间后才能重新灌注,此时桩孔内顶部混凝土产生坍落度的损失或局部初凝,致使混凝土流动性变差,当重新灌注时,混凝土托动钢筋笼整体上移,严重时可能断桩;④钢筋笼在制作、运输、堆放、起吊等过程中不符合规范要求,存在钢筋骨架内径与导管外壁间距过小,主筋搭接焊接头未焊平,粗骨料粒径太大等问题,在提升导管过程中法兰盘容易挂带了筋笼形成上浮。

  1.1.2 防范及处理办法

  1准确定位钢筋笼的初始位置并与孔口固定。导管下放时应确保导管在孔位的中心上;②保持和改善混凝土的流动性是灌注混凝土施工的基本原则,同时改进灌注工艺及把握好初凝时间也是施工控制的重要环节;③做好混凝土灌注前的各项施工准备,检查及保证水电供给,检查机具、工器具能正常使用且准备齐全,并安排轮流值班,做好好各种应急预案;④防范因钢筋笼不符合施工要求,要在灌注桩的上部分增加钢筋件并设固定装置防止钢筋笼上浮,或者制作钢筋笼时有意让底部向外倾斜10~15mm,把一根箍筋焊接在钢筋笼最下面的主筋的端头上。在加工钢筋笼骨架时要严格控制质量,在运输时要做好保护尽可能防止变形。导管埋入时要控制好导管外壁与钢筋笼内筋之间的空隙,不大于骨料最大粒径的2倍;⑤浇灌过程中,如果出现钢筋笼随导管拔出而上浮的情况时,立即控制混凝土浇灌速度及浇灌量,单向旋转或反复上下摇动导管,及时处理好导管与钢筋笼的挂带问题;⑥如因导管埋入过深导致钢筋笼上浮的情况时,立即停止灌注。如检查出埋深超过9m,立即拆除多出部份导管把导管的埋深控制在3.0~8.0m以内;⑦如无法控制钢筋笼上浮,立即停止浇灌混凝土,在拔出导管后回填粘土入孔内,问题桩作废桩处理,通知监理和设计后确定重新补桩。

  1.2 断桩问题

  1.2.1 原因分析

  1坍落度不符合要求,当坍落度过大,会出现离析现象,粗骨料相互挤压则会阻塞导管;当坍落度过小或灌注时间过长时,混凝土下落阻力则会加大而阻塞导管。两者均可导致卡管,最终造成断桩;②浇注混凝土时,没有采用“回顶法”从导管内灌入,而是从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,诱发混凝土离析而造成凝固后不密实坚硬,少数孔段出现蜂窝、疏松、孔洞,甚至断桩;③如果灌注时间过长,混凝土与导管壁的摩擦力势必增大,同时导管提升和起拔过多,若仍采用提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时极易造成连接螺栓拉断或导管破裂,产生断桩;④在清孔过程中对孔内泥浆含砂率控制不严,监管不力,则会在灌注混凝土过程中造成混凝土沉渣过厚,该部份沉渣难以被导管内混凝土压力推动,迫使混凝土浇注中断,易形成断桩。

  1.2.2 防范及处理办法

  1注时要严格地控制混凝土配合比、坍落度和粗骨料粒径。如果更换水泥标号、品种或生产厂家,务必事先做好配合比试验,按科学配合比控制混凝土质量;②必须从导管内灌注混凝土,灌注过程必须连续、快速、有节奏,灌注混凝土要足量,且绑扎水泥隔水塞的铁丝要根据首次混凝土的灌入量而定,严格防止断裂;③选用导管必须要有足够的抗拉强度,能承受其自重加上盛满混凝土的重量,同时内径在30cm以上的要保持一致,误差应小于±2mm,内壁无阻光滑;④清孔过程中要及时对孔内泥浆的相对密度进行调整,以保证清孔后泥浆的相对密度达到设计要求。清孔后要分别从孔的口部、中部、底部提取泥浆,以检测泥浆的各项指标是否达标;⑤成孔后必须使用冲洗液认真清孔,清孔时间应根据孔内沉渣情况而定,只有当孔底沉渣值小于规范要求时,方可进行混凝土灌注。

  1.3 孔壁坍陷问题

  1.3.1 原因分析

  1工工艺控制不当,对地质条件关注度不够,未能根据土质实际情况采用合适的泥浆和成孔工艺,导致泥浆护壁质量差;②护筒埋设过浅,护筒的接缝和回填土不够密实,造成孔内出现承压水或孔内液面高度不够,孔壁静水压力降低;③对清孔的冲洗液和孔底沉渣控制不严,导致泥浆粘度和密度降低,孔壁静水压力衰减,孔壁牢固度有所降低;④在松散砂土中钻进过快,或在某一处空转时间过长,或用给水管直接冲刷孔壁;⑤待灌时间过长没有及时灌注混凝土,或灌注时间过长;⑥吊装钢筋笼时,碰撞和损伤孔壁。

  1.3.2 防范及处理办法

  ① 真分析地层结构,选择合适的方法和机具成孔,如土质为松散砂黏土或流沙,应提高泥浆的比重和粘度,选用密度、胶体率、黏度相对较大质量高的泥浆;②选择足够强度和尺寸的护筒,遇松散易坍塌的土层应适当埋深护筒,并用粘土密实填封护筒四周;③成孔后必须使用冲洗液认真清孔,清孔时间应根据孔内沉渣情况而定;④加强钻孔的现场管理,钻进速度和空转时间要控制适宜,采用适当的方法保持水头的稳定;⑤成孔后待灌时间一般控制在3小时以内,并派熟练地技术人员控制好混凝土的灌注时间;⑥搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间;⑦发生孔壁坍陷,应暂停施工判明坍陷部位并认真分析原因。⑧当钢筋笼吊装或清孔造成塌孔时,立即停止施工并将钢筋笼吊出,添加泥浆护壁将坍陷物清理干净,不再继续坍陷后重新安装钢筋笼和清孔。

  1.4 钻孔桩身偏斜问题

  1.4.1 原因分析

  1技术性失误,钻孔机械定位不准确,或施工人员放样出现偏差;②钻孔时在土层遇到孤石或障碍物,或在岩石倾斜处和软硬土层交界处,钻头因受阻不均导致桩孔倾斜;③钻杆连接不当或弯曲,导致钻头钻杆两点中线处于不同轴线;④钻架就位后未进行调平或场地本身不平整,导致钻机、底座、钻盘不平而产生偏斜;⑤开挖基坑时一次性挖土深度过大,由此产生土侧压力导致桩位错动,桩位偏差超出规范允许范围。

  1.4.2 防范及处理办法

  ① 强化技术管理,减少人为的技术性失误,放样和机械定位须根据技术参数反复校核;②钻入斜状岩层、土质不均匀地层、孤石或碰到明显阻碍地层时,须调慢钻速,不能快进。在地质不均匀地层中钻孔时,宜使用钻杆刚度大、自重大的钻机;③钻孔前须平整场地,并夯实硬化,枕木应均匀着地尽量找平。④在松散易坍塌地层钻孔时,应尽可能加固地层,钻速不宜过快,注意观察钻杆角度和桩位偏差;⑤对一般的偏斜情况,可用钻头上下反复扫钻数次削去硬土,如效果不佳,回填粘土至高出偏孔处0.5m以上重新钻入;⑥如果偏差较大,应通知监理及设计人员鉴定核实,桩箱及桩筏基础必要时在基础底板内增设暗梁,单桩基础通常重新补桩。

  2 结束语

  经总结国内桥梁桩基础的部分施工质量事故案例得出,人为因素是导致事故发生的根本原因,因此重点抓好施工管理,加强现场监督,强化施工人员质量意识教育,规范施工工序流程,做好事前、事中、事后质量控制,就能避免极大部分的工程质量事故发生。

  【参考文献】

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  [2]《桩基工程手册》编写委员会. 桩基工程手册[S]北京:中国建筑工业出版社,1997

  [3] 易金明. 钻孔灌注桩基处理实例[J]公路交通技术2002,(2)76~77

  [4] 胡春霖,李向东,吴朝晖. 后压浆钻孔灌注桩单桩竖向承载力特性研究[J]岩石力学与工程学报2001,20(4):546~550

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