浅析桥梁钻孔灌注桩常见病害成因与对策

浅析桥梁钻孔灌注桩常见病害成因与对策论文关键词：钻孔灌注桩；病害成因；对策论文摘要：文章在完善施工工艺、进步操作技能的根底上，认真分析成孔、成桩过程常见病害的产生原因，总结研究其预防治理措施，以期将施工质量病害的影响减至最低限度，高标准、高质量地完成桩基施工任务。钻孔灌注桩包括成孔和成桩两大过程，是一项工序环节较多，工艺比较复杂，技术要求较高，工作量较大，并需在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。施工过程控制受人为因素影响较大，稍有忽略，就难免出现质量病害，造成病桩或断桩等重大质量事故，危及桩基工程的质量。为此，必须以系统工程的观点，推行全面质量管理，明确工序质量标准，建立严格的施工管理和工序质量检查制度，以工序过程控制，来保证成桩质量。1成孔过程护筒冒水：护筒外壁冒水，严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移，造成成孔偏斜，甚至无法施工。病因分析：埋设护筒时周围填土不密实；或护筒内水位相差太大；或钻头起落时碰撞。防治措施：埋护筒时，坑底与四周选用最正确含水量的粘土层分层夯实；在护筒适当高度开孔，使护筒内保持有11.5的水头高度；起落钻头时，防止碰撞护筒。桩孔孔壁坍塌：成孔中或成孔后，孔壁不同程度塌落。成孔中，排出的泥浆不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下降，均为塌孔的兆头。病因分析：主要是由于土质松散，加之泥浆护壁不好；护筒埋设不好；筒内水位不高；提住钻头钻进，钻头钻速过快，或空钻时间太长，都易引起钻孔下部坍塌；或成孔后待灌时间和灌注时间过长。施工对策：在松散易坍土层中适当深埋护筒，密实回填土；使用优质泥浆，进步泥浆比重和粘度；升高护筒，终孔后补给泥浆，保持要求的水头高度；保证钢筋笼制作质量，防止变形；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓缓下沉，防止碰撞孔壁；成孔后，待灌时间一般不应超过3h，并应尽快灌注速度，缩短灌注时间；在钢筋笼未下入孔内情况下，将砂、粘土混合物回填到坍孔深以上12，或全孔回填并密实后，再用原径钻头和优质泥浆扫孔；在钢筋笼碰孔壁而引起细微坍塌的情况下，用直径小于钢筋笼内径的钻头以优质泥浆扫孔或用导管清孔。桩孔局部缩径：指局部孔径小于设计孔径。病因分析：泥浆性能欠佳，失水量大，引起塑性土层吸水膨胀，或形成疏松、蜂窝状厚层泥皮；邻桩施工间距和时间间隔不当，土层中应力尚未消散，新孔孔壁软土流变；钻头直径磨损过大。施工对策：采用优质泥浆，控制泥浆比重和粘度，降低失水量；当设计桩距4D时，应跳隔12根桩施工；或新桩孔尽可能在邻桩成桩36h后开钻。桩孔偏移倾斜：成孔后桩孔出现较大垂直偏向或弯曲。病因分析：钻机安装不平，或钻台下有虚土产生下均匀沉陷：桩架不稳，钻杆导架不垂直，钻机磨损，部件松动，护筒埋设偏斜，钻杆弯曲，主动钻杆倾斜，遇旧根底或大弧石等地下障碍物，土层软硬不均或基岩倾斜。施工对策：钻机安装周正、程度、稳固，护筒不偏斜，钻杆不弯曲，主动钻杆保持垂直；增添导向架，控制提引水龙头，尽可能采用钻铤加压，去除地下障碍物；除软硬互层采用轻压慢转技术参数外，从软塑粘土层，尤其流塑粘上层和砂层进入硬塑粘土层或从软土层进入基岩时，笼状钻头下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头，或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进；用砂、粘土混合物回填至偏斜处以上12，待密实后用平底合金钻头轻压慢转纠斜，在基岩面发生倾斜时，可投入2040粒径碎石，略高于偏斜处，冲击密实后用平底合金钻头。2成桩过程2.1导管堵塞：灌注过程中，混凝土在导管中不能下落，影响灌注工作顺利进展。病因分析：初灌时隔水塞堵管；粗骨料粒径过大：混凝土坍落度不合要求和易性、流动性差；拌合不均匀，产生离析；导管连接部位和焊缝不密封，发生漏水，管内形成水塞，当管内内混凝上不满而含有空气时，混凝土整斗倾入导管，导致管内形成高压气塞，或气塞挤破管节间密封垫继而导致导管漏水。施工对策：先灌储0.20.33水泥砂浆，后灌储混凝土，防止骨料卡阻水塞；选用粒径小于25的粗骨料，其最大粒径不大于导管内径和钢筋笼主筋最小净距的1/4；严格混凝土配合比，坍落度控制在1822，坍落度降低至l5的时间，一般下宜小于1h；混凝土拌合均匀搅拌机拌合时间大于90s，确保导管连接部位焊缝的密封性，导管应在大于0.50.77pa下试压时间大于15in而下泄漏，以免在导管内形成水塞：在浇灌过程中，混凝土宜徐徐倒入漏和导管，防止在导管内形成高压气塞；确保机械运转正常，必须有备用搅拌机，必要时，可在混凝土中掺加缓凝剂；当隔水塞堵塞导管时，可将提管时散落在孔底的混凝土拌合物去除，重新下隔水塞浇灌；当孔内混凝土尚未初凝时，尽决清理导管，重新下至混凝土面，开泵冲洗浮浆后，重新下隔水塞浇灌。隔水塞冲出后，尽可能将导管向下插入原先浇灌的混凝土内，原位上下串插导管，使混凝土混合密实，再继续浇灌。2.2钢筋笼上浮或下沉：系指钢筋笼的位置高于或低于设汁位置的现象。上浮较大时，降低了桩体抗程度剪切才能；下沉过多，给土建施工带来费事和损失。病因分析：钢筋笼放置初始位置过高或过低；混凝土流动性过小，导管在混凝土中埋置深度过大(6以上)钢筋笼被混凝土顶托上浮；导管掩埋过长，提升时易摇摆，难以对准笼的中心，易发生挂笼现象；导管提升过猛，混凝土下沉太快，瞬时反冲力使钢筋笼上浮；钢筋笼制作质量不佳，或吊装下当而变形；或桩孔倾斜，钢筋笼随之而变形，增加了混凝土上升阻力。施工对策：钢筋笼放置初始位置准确无误，并与孔口固定结实；为防止铁丝拉长下沉或顶住上升力，可采用吊筋加套管等方法顶住钢筋笼上口；加快浇灌速度，缩短浇灌时间，或添加缓凝剂，防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小；混凝上陷近笼底时，控制导管埋深1.52，尽量减少串插导管，改用转动导管密实混凝土；每浇灌一斗混凝土，检查一次埋深，直到钢筋笼埋牢后，恢复正常埋置深度；钢筋笼制作平直下变形，主筋底端可适当向外弯折，井增加封底箍筋：导管对中桩孔，导管接头处套装锥形活动护罩或加密焊接防护斜筋；导管正常埋置深度一般控制在24，最大不超过而6，便于转动移位；钢筋笼上升时，停顿浇灌混凝土检查埋管深度，撤除局部导管，保持埋管l.52，导管钩挂钢筋笼时，要下降导管，转动移位脱钩后上提。2.3串桩：指灌注的混凝土跑到另一桩孔内的现象。串桩不仅增加待灌桩孔内沉渣厚度，且不易消除，增加成孔难度，还大量增加混凝上用量，造成浪费影响施工进度，孔斜过大不仅降低了桩的承载力，在受力后桩身还可能被剪断。病因分析：开挖旧根底钢筋混凝土土梁或石板时，造成桩位在浅部连通；遇抽水渗井时，由于渗井被大量淤泥质杂物充填，井周土质松散，致使一定范围桩位连通，孔距过小，土层软弱、松散，在混凝土冲力作用下，通过侧向挤压使混凝土侵入到相邻桩孔中；孔斜过大或塌孔严重未及时处理，使深部桩位相连。施工对策：假设桩体上部连通，当灌注至连通部位，先排开返出的泥水，同时在连通部位加保护圈，以防泥水及混凝土进入另一桩孔内，而引起塌孔或增加孔内沉渣量，向渗井中下水泥套管，边钻进边下套管，以确保施工进度和成桩质量。结语钻孔桩事故处理的方法很多，难度也较大，无论采取什么先进的方法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可无视的影响。因此，在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照标准操作，水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序，对可能出现的问题制定实在有效的防范措施，尽最大努力杜绝事故的发生。