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水下钻孔灌注桩施工问题与质量控制

水下钻孔灌注桩施工问题与质量控制

内容提要钻孔灌注桩是最常见的一种桥梁基础形式,本文通过松花江避暑城东环路(松江湿地旅游通道四环路至呼口大桥段)K+338大桥桥梁工程,介绍了一些钻孔灌注桩施工中的质量控制和常见问题的处理方法。

灌注桩  护筒  导管  混凝土

1.工程概况

本次工程道路全长8123.643m,南起樱花路(起点K2+596.366,中心南北路环岛(终点K10+720)。平面坐标采用哈尔滨城市独立坐标系。松花江避暑城东环路(松江湿地旅游通道四环路至呼口大桥段)规划红线宽度60m,采用双向6车道。

K4+338大桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁,K4+338大桥跨径组合为40m+65m+40m,桥墩采用直立型实体式墩。每个承台下设20根桩孔桩,桩直径120cm

2.工程地质

本工程地层从上之下由淤泥质土、中砂、粗砂、粉质粘土、中砂、粗砂、中砂、砾砂、

粗砂组成。水位变化大。

3.设备选择

根据桩型、钻孔深度、地层地质情况、泥浆排放及处理等条件综合选定成孔机具及其工艺对孔深大于30m的摩擦桩,宜采用反循环工艺成孔或清孔。

3.施工质量控制方法

3.1 护筒

    在埋筒时,护筒内径比桩径大20cm,护筒顶面高出施工地面2030cm。护筒埋置深度不

小于2m。坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.01.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。

3.2 泥浆池

选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。在钻孔灌注桩的施工中,无论对于成孔质量还是最终对桩的承载能力的发挥,泥浆质量都是重要因素。施工期间护筒内泥浆面应高出地下水位1.0m以上(在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上)。

3.3 钻孔及清孔

在钻进中发现钻孔内的水位突然下降又回升,孔口冒细密的水泡,钻进尺很慢或不进尺而出碴量明显,钻机的负荷却明显的增加,有异响现象发生时,既可能发生了井孔坍塌现象。坍孔的原因大多数是由于泥浆性能不符合要求、孔内水头未能保证、机具碰撞孔壁等原因造成的。发生坍孔后,应查明坍孔的位置再进行处理。坍孔位置较深且不是很严重时,采用粘土回填至坍孔位置以上2m3m,并采取加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施,继续慢慢钻进;坍孔严重时,应立即将钻孔全部用砂类土或砾石土回填,如果无砂类土和砾石土,可采用粘质土掺入5%8%的水泥进行回填,待孔内回填土稳定后重新开钻;坍孔位置不深时,可采用加深护筒的方法,将护筒内的填土夯实,重新开钻。

成孔后,钻头提高孔底1020cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,尽量不要用清水进行置换。成孔时应小心提杆不得碰撞孔壁,否则第1次清孔后在提钻具时碰撞孔避可能引起坍孔,这将可能造成第2次清孔也无法清除坍落的沉渣。在提出钻具后必须立即用测绳复核成孔深度,如测绳深比钻杆测深小,就要重新下钻复钻并清孔,不得强行下钢筋笼。

3.4 钢筋笼

钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固,并在上端加焊4根较粗钢筋(Φ20以上)固定在钢护筒顶部施工平台上,用细钢筋在钢筋笼上加焊防浮倒刺,当砼上升至钢筋笼底部附近时,小步提升导管以保持较小的埋管深度(15m),并稍稍减缓砼的灌注速度。

3.5 导管

导管使用前须做密封试验,灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度,并加砼埋深,使管内砼超出漏水处要经常探测砼面实际标高、计算砼面上升高度、导管下口与混凝土面相对位置,及时拆卸导管,保持导管合理埋深,严禁将导管拨出砼面,导管埋深一般应控制在26 m为宜,过大或过小都会在不同外界条件下出现不同形式的质量问题,直接影响桩的质量。当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使砼强行流出,但如果此时导管埋深很少,极易提漏。.因泥浆过稠,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏。灌注砼过程中,测定已灌砼表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的坍土层误为砼表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内砼表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面,必须及时处理。孔内砼面高度较小时,终止浇注,重新成孔。

3.6 混凝土

凝土浇灌时,导管应全部安装放孔,安装位置应居中,隔水塞采用铁丝悬挂于内。混凝土灌入前应先在灌斗内灌入0.10.2m311.5水泥砂浆,然后再灌入混凝土,等初灌混凝土足量后,导管埋入混凝土深度为不少于1m,导管内混凝土柱和管外泥浆桩压力平衡。砼的坍落度对成桩质量有直接影响,坍落度合理的砼应是拌和均匀、和易性好、内阻小、初凝时间长、润滑性好且有较好的触变性能,避免出现离析现象。坍落度合理的砼可有效地保证砼灌注性、连续性和密实性,一般应控制在1822cm范围内。混凝土接近钢筋笼时,控制导管埋深在1.52.0m;凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端23m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在24m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。

3.7 结束语

钻孔灌注桩质量问题的原因较多,各个环节都可能会出现重大质量事故。上述几点是钻孔灌注桩施工过程中,是容易发生的质量问题以及常用的预防处理措施。钻孔桩施工过程中有针对性地做到事先预防和控制、才能做到发生了其中的某种故障后能从容地进行处理,才能确保钻孔桩的工程质量!确保工程进度。

 

 

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