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【摘 要】进年来公路和铁路大中型桥梁施工中,钻孔桩施工中的质量控制尤为重要。全面掌握钻孔桩施工中质量控制是桥梁基础施工和管理的关键所在。
【关键词】钻孔桩;质量控制
Magnificent bridge bored pile construction quality control
Wang Tao,Da Wei-zhang
(1. Liaoyang city engineering construction supervision Co., Ltd.Liaoyang Liaoning 111000;2. Survey and design institute liaoyang trial map center Liaoyang Liaoning 111000)
【Abstract】Into the years of medium and large road and rail bridge construction, bored pile construction quality control is particularly important. Complete control of bored pile construction quality control and management of the construction of bridge foundation is the key.
【Key words】Bored pile; Quality control
1. 工程概况
宏伟大街是辽阳市老城区的重要交通干道,位于辽阳市老城区的中心位置。宏伟大桥工程全长802.59m,全线无平曲线,由主桥、引桥、引道三部分组成。桥梁主跨为4跨大跨径变截面连续箱梁桥,长度为380m,跨径布置为70+120+120+70=380m,两侧引桥采用连续箱梁形式,西引桥长80m,跨径布置为2×40=80m,东引桥长120m,跨径布置为3×40=120m。西引道长175m,东引道长47.59m。
2. 施工情况及体会
宏伟大桥于2009年12月份开工,由于太子河冬季进入枯水期此时是钻孔桩施工的最佳时期,所以开始主要使进行钻孔桩施工。本人有幸负责号称“东北第一跨”的宏伟大桥监理工作。12月3日宏伟大桥6号墩5号桩准备开始开钻,此前监理工程师对桩位和护筒标高都进行了核对。6-5号桩于12月3日上午11点开钻,12月8日6-5号桩成孔,累计钻进深度20.8m,桩径1.5m,设计桩长18m。成孔后监理工程师对孔径和沉渣厚度都进行了检查,孔位孔径符合设计要求,沉渣130mm符合规范要求,同意灌注混凝土。下午14:00开始灌注混凝土,混凝土强度C25,坍落度190mm,出罐温度6℃,入模温度6℃。截止到16:40分灌注完毕,累计灌注36m3混凝土。
下面就结合本次钻孔桩施工情况浅谈一下钻孔桩施工中的质量控制的体会。
2.1 桩位控制。
如果桩位完全错误会造成废桩;如果桩位偏差较大,则可能成为缺陷桩。所以桩位控制是钻孔桩施工控制第一关。
(1)测量仪器必须经过检验鉴定合格方可使用,施工测量放样人员要有专业技术资格和实际测量经验。
(2)放样后必须认真复核,可以重新放样一次复核其正确性或更换另外一个测量工程师重新放样测量一次。也可以用刚尺测量同墩不同桩或不同墩同方向桩之间的距离,看是否与设计间距吻合。
(3)放样并复核正确后,必须在桩位中心四周设四个或多个保护桩,以防止施工机具等破坏、扰动而影响桩位的正确性,也便以准确开挖、埋设护筒。
(4)钻孔时随时检查复核桩孔的中心是否正确。
2.2 泥浆指标控制。
泥浆过浓时,钻(冲)机速度较慢、清孔时间也长,且使孔壁上的泥皮较厚。泥浆比重过小时,孔壁上的泥皮较薄,容易造成扩孔、坍孔,甚至埋钻头等事故。
对于直径大于2.5米的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高。在地质复杂、覆盖层较厚、护筒下沉不到岩层的情况下,宜使用PHP泥浆,此泥浆的特点是不分散、低固相、高黏度。
2.3 钻进过程控制(易发生问题及处理方法)。
孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等,可考虑出现坍孔现象。
2.3.1 原因分析。
(1)泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;
(2)由于出渣后未及时补充泥浆(或水)或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等造成水头高度不够;
(3)护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;
(4)在松软土层中钻进进尺太快;
(5)提出钻锤钻进,回转速度过快,空转时间太长;
(6)冲击(抓)锤或掏渣筒倾倒,撞击孔壁,或爆破处理孔内孤石、探头石,炸药量过大,造成过大振动;
(7)水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔;
(8)清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位;
(9)清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长;
(10)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
2.3.2 治理方法。
(1)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻;
(2)如发生孔内坍塌,判明位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔以上1~2㎝,如坍孔严重时,应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
(3)总的原则要快,一个桩的施工时间越短,质量也越不容易出现问题,当然,也不是要绝对的快,该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生孔斜,待钻头或导向部位全部进入地层后,方可加速钻进;在淤泥质土层也不能太快,需防止形成螺旋形孔。
(4)钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整,若进尺速度快而泵量小,泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多,影响成孔质量;在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大,会造成扩径甚至坍孔。
(5)在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。
(6)终孔时,需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测,符合要求才能终孔,否则需继续。
当以冲击锥钻进时,冲击锥在孔内提不起来,发生卡锥现象。
2.3.2.1 原因分析。
(1)钻孔形成梅花形,冲锤被狭窄部位卡住;
(2)未及时焊补冲锤,钻孔孔直径逐渐变小,而焊补后的冲锤变大,又用高程猛击,极易发生卡锥;
(3)伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶;
(4)孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锥;
(5)在黏土层冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住;
(6)大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。
2.3.2.2 治理方法。
(1)当为梅花孔卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出;
(2)卡钻不宜强提,以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下;
(3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥钩住后与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时候将冲锥提出;
(4)在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻;
(5)用其他工具,如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落;
(6)用压缩空气管或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一段时间,使卡点松动后强行提出;
(7)使用专用的工具将顶住孔壁的钻头拨正;
2.3.2.3 清孔控制。
(1)钻孔桩终孔后应对孔深、孔径、倾斜度进行检查,符合规范要求后方可清孔。这些工作应抓紧进行,以免时间过长,钻渣沉淀过厚,造成清孔困难或坍孔。
(2)清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,应督促承包人根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况选择恰当孔方法。
(3)不论采用何种方法清孔,在清孔排渣时必须保证孔内水头,以防坍孔。
(4)在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
2.3.2.4 钢筋质量控制。
钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋,材质与焊接要求应符合国家的相关强制标准。
钢筋笼制作的技术要求主要是:
(1)钢筋笼直径应符合设计尺寸;
(2)每节的长度不宜超过9米,也不宜短于5米,因为过长则吊起时易弯曲变形,过短则增加焊接时间,对成桩的质量不利;
(3)使用法兰接头导管时,最下面的一节钢筋笼底端应使主筋向外张开,以防导管挂钩导管造成钢筋笼上浮;
(4)制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地,堆高不得超过两层。
钢筋笼在下笼过程中应从速,一般桩孔应在2~4个小时内完成。
2.3.2.5 水下混凝土的灌注控制。
混凝土的强度等级必须满足设计要求,砂石料、水泥、水等应符合国家标准。此外,根据灌注桩的特点,水下混凝土还需控制:(1)初凝时间。这个指标对于灌注桩非常重要,一般要求所提供配比的初凝时间是实际浇灌时间的两倍,否则容易在浇灌过程中出现导管凝死等事故。(2)流动性。规范要求坍落度18~22cm之间,当坍落度小时,易堵塞导管,坍落度大时易发离析。
水下混凝土在灌注中应控制以下几个点:
(1)水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标,不符合要求则应再次清孔。
(2)当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时,说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力,此时应提升导管;若需提高0.5~1.0M以上才能灌入混凝土,则此时应拆除一些导管,减小导管在混凝土的埋深,使动力重新大于阻力。
(3)导管的埋深太大或太小都是不利的,埋深太大容易发生砼凝住导管的断桩事故,埋深太浅容易冲翻孔内砼顶面而将沉渣泥浆卷入,造成夹泥至断桩,也容易发生将导管拔出砼的事故。因此,应做到勤提勤拆,不能出现一次拆十几米的情况。
以上就是通过宏伟大桥钻孔桩施工过程总结的钻孔桩质量控制的几点体会。
[文章编号]1006-7619(2010)06-19-569
【关键词】钻孔桩;质量控制
Magnificent bridge bored pile construction quality control
Wang Tao,Da Wei-zhang
(1. Liaoyang city engineering construction supervision Co., Ltd.Liaoyang Liaoning 111000;2. Survey and design institute liaoyang trial map center Liaoyang Liaoning 111000)
【Abstract】Into the years of medium and large road and rail bridge construction, bored pile construction quality control is particularly important. Complete control of bored pile construction quality control and management of the construction of bridge foundation is the key.
【Key words】Bored pile; Quality control
1. 工程概况
宏伟大街是辽阳市老城区的重要交通干道,位于辽阳市老城区的中心位置。宏伟大桥工程全长802.59m,全线无平曲线,由主桥、引桥、引道三部分组成。桥梁主跨为4跨大跨径变截面连续箱梁桥,长度为380m,跨径布置为70+120+120+70=380m,两侧引桥采用连续箱梁形式,西引桥长80m,跨径布置为2×40=80m,东引桥长120m,跨径布置为3×40=120m。西引道长175m,东引道长47.59m。
2. 施工情况及体会
宏伟大桥于2009年12月份开工,由于太子河冬季进入枯水期此时是钻孔桩施工的最佳时期,所以开始主要使进行钻孔桩施工。本人有幸负责号称“东北第一跨”的宏伟大桥监理工作。12月3日宏伟大桥6号墩5号桩准备开始开钻,此前监理工程师对桩位和护筒标高都进行了核对。6-5号桩于12月3日上午11点开钻,12月8日6-5号桩成孔,累计钻进深度20.8m,桩径1.5m,设计桩长18m。成孔后监理工程师对孔径和沉渣厚度都进行了检查,孔位孔径符合设计要求,沉渣130mm符合规范要求,同意灌注混凝土。下午14:00开始灌注混凝土,混凝土强度C25,坍落度190mm,出罐温度6℃,入模温度6℃。截止到16:40分灌注完毕,累计灌注36m3混凝土。
下面就结合本次钻孔桩施工情况浅谈一下钻孔桩施工中的质量控制的体会。
2.1 桩位控制。
如果桩位完全错误会造成废桩;如果桩位偏差较大,则可能成为缺陷桩。所以桩位控制是钻孔桩施工控制第一关。
(1)测量仪器必须经过检验鉴定合格方可使用,施工测量放样人员要有专业技术资格和实际测量经验。
(2)放样后必须认真复核,可以重新放样一次复核其正确性或更换另外一个测量工程师重新放样测量一次。也可以用刚尺测量同墩不同桩或不同墩同方向桩之间的距离,看是否与设计间距吻合。
(3)放样并复核正确后,必须在桩位中心四周设四个或多个保护桩,以防止施工机具等破坏、扰动而影响桩位的正确性,也便以准确开挖、埋设护筒。
(4)钻孔时随时检查复核桩孔的中心是否正确。
2.2 泥浆指标控制。
泥浆过浓时,钻(冲)机速度较慢、清孔时间也长,且使孔壁上的泥皮较厚。泥浆比重过小时,孔壁上的泥皮较薄,容易造成扩孔、坍孔,甚至埋钻头等事故。
对于直径大于2.5米的大直径钻孔灌注桩对泥浆的要求较高。在地质复杂、覆盖层较厚、护筒下沉不到岩层的情况下,宜使用PHP泥浆,此泥浆的特点是不分散、低固相、高黏度。
2.3 钻进过程控制(易发生问题及处理方法)。
孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,出渣量显著增加而不见进尺,钻机负荷显著增加等,可考虑出现坍孔现象。
2.3.1 原因分析。
(1)泥浆相对密度不够及其他泥浆性能指标不符合要求,使孔壁未形成坚实泥皮;
(2)由于出渣后未及时补充泥浆(或水)或河水、潮水上涨,或孔内出现承压水,或钻孔通过砂砾等强透水层,孔内水流失等造成水头高度不够;
(3)护筒埋置太浅,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸湿泡软,或钻机直接接触在护筒上,由于振动使孔口坍塌,扩展成较大坍孔;
(4)在松软土层中钻进进尺太快;
(5)提出钻锤钻进,回转速度过快,空转时间太长;
(6)冲击(抓)锤或掏渣筒倾倒,撞击孔壁,或爆破处理孔内孤石、探头石,炸药量过大,造成过大振动;
(7)水头太高,使孔壁渗浆或护筒底形成反穿孔;
(8)清孔后泥浆相对密度、粘度等指标降低,用空气吸泥机清孔泥浆吸走后未及时补浆(或水),使孔内水位低于地下水位;
(9)清孔操作不当,供水管嘴直接冲刷孔壁、清孔时间过久或清孔后停顿时间过长;
(10)吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。
2.3.2 治理方法。
(1)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻;
(2)如发生孔内坍塌,判明位置,回填砂和粘质土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔以上1~2㎝,如坍孔严重时,应全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
(3)总的原则要快,一个桩的施工时间越短,质量也越不容易出现问题,当然,也不是要绝对的快,该慢的孔段要慢。如开孔时要轻压慢钻以防止发生孔斜,待钻头或导向部位全部进入地层后,方可加速钻进;在淤泥质土层也不能太快,需防止形成螺旋形孔。
(4)钻进过程中泥浆循环量应根据地层和钻进速度加以调整,若进尺速度快而泵量小,泥浆必定粘稠而且泥块沉渣多,影响成孔质量;在松软易坍地层中钻进时若泵量和压力太大,会造成扩径甚至坍孔。
(5)在钻孔排渣、提钻头除土或因故停钻时,应保持孔内具有规定水位和要求的泥浆比重和粘度。处理孔内事故或因故停钻,必须将钻头提出孔外。
(6)终孔时,需对桩孔的孔深、孔径、倾斜度进行检测,符合要求才能终孔,否则需继续。
当以冲击锥钻进时,冲击锥在孔内提不起来,发生卡锥现象。
2.3.2.1 原因分析。
(1)钻孔形成梅花形,冲锤被狭窄部位卡住;
(2)未及时焊补冲锤,钻孔孔直径逐渐变小,而焊补后的冲锤变大,又用高程猛击,极易发生卡锥;
(3)伸入孔内不大的探头石未被打碎,卡住锥脚或锥顶;
(4)孔口掉下石块或其他物件,卡住冲锥;
(5)在黏土层冲击的冲程太高,泥浆太稠,以致冲锥被吸住;
(6)大绳松放太多,冲锥倾倒,顶住孔壁。
2.3.2.2 治理方法。
(1)当为梅花孔卡钻时,若锥头向下有活动余地,可使钻头向下活动并转动至孔径较大方向提起钻头。也可松一下钢丝绳,使钻锥转动一个角度,有可能将钻锥提出;
(2)卡钻不宜强提,以防坍孔、埋钻。宜用由下向上顶撞的办法,轻打卡点的石头,有时使钻头上下活动,也能脱离卡点或使掉入的石块落下;
(3)用较粗的钢丝绳带打捞钩或打捞绳放进孔内,将冲锥钩住后与大绳同时提动,或交替提动,并多次上下、左右摆动试探,有时候将冲锥提出;
(4)在打捞过程中,要继续搅拌泥浆,防止沉淀埋钻;
(5)用其他工具,如小的冲锥、小掏渣筒等下到孔内冲击,将卡锥的石块挤进孔壁,或把冲锥碰活动脱离卡点后,再将冲锥提出。但要稳住大绳以免冲锥突然下落;
(6)用压缩空气管或高压水管下入孔内,对准卡锥一侧或吸锥处适当冲射一段时间,使卡点松动后强行提出;
(7)使用专用的工具将顶住孔壁的钻头拨正;
2.3.2.3 清孔控制。
(1)钻孔桩终孔后应对孔深、孔径、倾斜度进行检查,符合规范要求后方可清孔。这些工作应抓紧进行,以免时间过长,钻渣沉淀过厚,造成清孔困难或坍孔。
(2)清孔方法有换浆、抽浆、掏渣、空压机喷射、砂浆置换等,应督促承包人根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件和地层情况选择恰当孔方法。
(3)不论采用何种方法清孔,在清孔排渣时必须保证孔内水头,以防坍孔。
(4)在吊入钢筋骨架后,灌注水下混凝土前,应再次检查孔内泥浆性能指标和孔底沉淀厚度,如超过规定,应进行第二次清孔,符合要求后方可灌注水下混凝土。
2.3.2.4 钢筋质量控制。
钻孔灌注桩的钢筋笼制作一般使用热扎钢筋,材质与焊接要求应符合国家的相关强制标准。
钢筋笼制作的技术要求主要是:
(1)钢筋笼直径应符合设计尺寸;
(2)每节的长度不宜超过9米,也不宜短于5米,因为过长则吊起时易弯曲变形,过短则增加焊接时间,对成桩的质量不利;
(3)使用法兰接头导管时,最下面的一节钢筋笼底端应使主筋向外张开,以防导管挂钩导管造成钢筋笼上浮;
(4)制作好的钢筋笼应平卧堆放在平整干净的场地,堆高不得超过两层。
钢筋笼在下笼过程中应从速,一般桩孔应在2~4个小时内完成。
2.3.2.5 水下混凝土的灌注控制。
混凝土的强度等级必须满足设计要求,砂石料、水泥、水等应符合国家标准。此外,根据灌注桩的特点,水下混凝土还需控制:(1)初凝时间。这个指标对于灌注桩非常重要,一般要求所提供配比的初凝时间是实际浇灌时间的两倍,否则容易在浇灌过程中出现导管凝死等事故。(2)流动性。规范要求坍落度18~22cm之间,当坍落度小时,易堵塞导管,坍落度大时易发离析。
水下混凝土在灌注中应控制以下几个点:
(1)水下混凝土灌注前应检查桩底的沉淀层厚度与泥浆指标,不符合要求则应再次清孔。
(2)当混凝土灌到孔口不再返出泥浆时,说明混凝土压力已等于或小于其在桩内顶升的阻力,此时应提升导管;若需提高0.5~1.0M以上才能灌入混凝土,则此时应拆除一些导管,减小导管在混凝土的埋深,使动力重新大于阻力。
(3)导管的埋深太大或太小都是不利的,埋深太大容易发生砼凝住导管的断桩事故,埋深太浅容易冲翻孔内砼顶面而将沉渣泥浆卷入,造成夹泥至断桩,也容易发生将导管拔出砼的事故。因此,应做到勤提勤拆,不能出现一次拆十几米的情况。
以上就是通过宏伟大桥钻孔桩施工过程总结的钻孔桩质量控制的几点体会。
[文章编号]1006-7619(2010)06-19-569