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[摘 要]钻孔灌注桩是桥梁工程中应用最为广泛的桩基础形式,也是整桥受力,防沉降的重要结构物。主要控制要点为桩位准确,桩长及垂直度符合设计要求,沉渣厚度符合设计及规范要求,机身完好灌注密实强度达到设计要求。
[关键词]钻也灌注桩;桥梁施工;质量
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0101-01
由于桩基工程属于地下隐蔽工程,施工工序较多,工艺流程相互衔接紧密,环环相扣,不宜长时间中间停顿;主要工序的施工过程水下及地下进行,不便监视;同时影响施工正常进行和施工质量的因素很多,难以全部预见,则不可避免的会出现诸如桩身缩径、夹泥、断桩和沉渣过厚等各种形态的质量缺陷,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。
1 钻孔灌注桩桥梁施工的质量问题
桥梁钻孔灌注桩施工技术广泛应用于各种桥梁的施工过程,相比于其他的施工技术,钻孔灌注桩施工的施工步骤简单,难度相对较小,应用的环境较为广泛钻孔灌注桩以后单桩承载力高,不挤土、噪音低,其桩长可以根据持力土层的起伏面变化。并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,钢筋用量较少,经济性能良好。可在多种环境下展开作业。桥梁钻孔灌注桩工程,属于隐蔽工程,在整个施工过程中影响其质量的因素非常多,在施工的过程中要引起高度注意
灌注桩成桩质量通常存在两方面问题:一是属于桩身完整性,常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等;二是嵌岩桩,影响桩底支承条件的质量问题主要是灌注混凝土前清孔不彻底,孔底沉淀厚度超过规定极限,影响承载力。桩基础施工质量的检验,随着长、大桩径及高承载力桩基础迅速增加,传统的静压桩试验已很难实施[1]。
2 钻孔灌注桩桥梁施工问题的检测方法
目前,常用的钻孔灌注桩的质量检测方法如下:
2.1 钻芯检验法
由于大直径钻孔灌注桩的设计荷载一般较大,用静力试桩法有许多困难,所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样,通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量,而且设备庞大、费工费时、价格昂贵,不宜作为大面积检测方法,而只能用于抽样检查,一般抽检总桩量的3%-5%,或作为对无损检测结果的校核手段。
2.2 振动检验法
所谓振动检验法又称动测法。它是在桩顶用各种方法(例如锤击、敲击、电磁激振器、电水花等)施加一个激振力,使桩体乃至桩土体系产生振动,或在桩内产生应力波,通过对波动及振动参数的种种分析,以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一类方法。此方法主要有以下四种:①敲击法和锤击法;②稳态激振机械阻抗法;③瞬态激振机械阻抗法;④水电效应法。
2.3 超声脉冲检验法
该法是在检测混凝土缺陷技术的基础上发展起来的。其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若千根检测用管道,作为超声发射和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动,沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数,并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土的质量。
3 桥梁施工中灌注桩施工技术
3.1 严格执行工程的操作规程
安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min。二次清孔后要立即浇灌混凝土。使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。在浇灌混凝土过程中,应勤提勤拆导管;混凝土初凝时间一定要保证正常浇灌时间的2倍,夏季施工时应加缓凝剂,保证混凝土的连续供应、浇捣[2]。
3.2 防止钻孔桩出现接桩的措施
按规范要求钻孔桩应超浇0.5~lm的混凝土,目的是用来保证桩头混凝土质量,避免导管拔出时出现形成的泥浆芯在桩体内。而实际操作时依靠测深锤来测定桩顶高程,由于泥浆是一种胶体,遇见呈碱性的混凝土后开始凝结成块,故有时操作时易错将泥浆内的凝结面当作混凝土面,使得混凝土少浇,导致桩体要接长。施工时用一自制混凝土取样器在孔内取样,另一方面要将孔壁测试结果和搅拌站浇筑方量来校核最后的混凝土面是否正确,确保桩头质量[3]。
3.3 防止钻孔桩混凝土浇筑时出现堵管、断桩现象的措施
(1)堵管现象主要分为两种。一种是气堵,当混凝土满管下落时,导管内混凝土(或泥浆)面至导管口的空气被压缩,当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象。解决气堵现象的措施有[4]:首批混凝土浇筑时,在泥浆面以上的导管中间要开孔排气,当首批混凝土满管下落时,空气能从孔口排掉,就不会形成堵管。首批过后正常浇筑时,应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗,使混凝土小于满管下落,不至于形成气堵。另外一种堵管现象为物堵,混凝土施工性能不好,石子较多,或混凝土原材料内有杂物等,在混凝土垂直下落时,石子或杂物在导管内形成拱塞,导致堵管。物堵现象的控制为:由于孔深达110多米,混凝土自由落至孔底时速度较大,易形成拱塞,要求混凝土有较好的流动性、不离析性能和丰富的胶凝材料,同时加强现场物资管理,使混凝土原材料中不含有任何杂物,并在浇筑现场层层把关。确保混凝土浇筑顺利。(2)断桩主要是导管埋置深度不够,导管拔出了混凝土面(或导管拔断),形成了泥浆隔层。防止措施为:对导管埋深进行记录,同时用搅拌站浇筑方量校核测深锤测得混凝土面高程,始终保持导管埋深在4m以上,同时对导管要每根桩进行试压,并舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管,确保导管有一定的强度。
结论
在土木工程施工过程中不可避免的会出现一些质量问题。在实际施工过程中,只有熟练掌握各种常见质量问题的综合防治措施及处理方法,在具体施工过程中针对不同质量问题应采取及时、妥善的处理措施,才能确保桥梁混凝土灌注桩桩基具有较高施工质量水平,推进工程高效优质的建设发展。
参考文献
[1] 吕胜学.灌注桩技术在水利工程中的应用[J].科技创新与应用,2014,05:181.
[2] 何泽华,何会易.土木工程中的灌注桩施工技术[J].中华民居(下旬刊),2014,01:381-382.
[3] 白金.土木工程施工技术及创新[J].门窗,2014,02:373.
[4] 卓进华.关于建筑工程施工中灌注桩的施工[J].中华民居(下旬刊),2014,02:404.
[关键词]钻也灌注桩;桥梁施工;质量
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0101-01
由于桩基工程属于地下隐蔽工程,施工工序较多,工艺流程相互衔接紧密,环环相扣,不宜长时间中间停顿;主要工序的施工过程水下及地下进行,不便监视;同时影响施工正常进行和施工质量的因素很多,难以全部预见,则不可避免的会出现诸如桩身缩径、夹泥、断桩和沉渣过厚等各种形态的质量缺陷,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。
1 钻孔灌注桩桥梁施工的质量问题
桥梁钻孔灌注桩施工技术广泛应用于各种桥梁的施工过程,相比于其他的施工技术,钻孔灌注桩施工的施工步骤简单,难度相对较小,应用的环境较为广泛钻孔灌注桩以后单桩承载力高,不挤土、噪音低,其桩长可以根据持力土层的起伏面变化。并按使用期间可能出现的最不利内力组合配置钢筋,钢筋用量较少,经济性能良好。可在多种环境下展开作业。桥梁钻孔灌注桩工程,属于隐蔽工程,在整个施工过程中影响其质量的因素非常多,在施工的过程中要引起高度注意
灌注桩成桩质量通常存在两方面问题:一是属于桩身完整性,常见的缺陷有夹泥、断裂、缩径、扩径、混凝土离析及桩顶混凝密实性较差等;二是嵌岩桩,影响桩底支承条件的质量问题主要是灌注混凝土前清孔不彻底,孔底沉淀厚度超过规定极限,影响承载力。桩基础施工质量的检验,随着长、大桩径及高承载力桩基础迅速增加,传统的静压桩试验已很难实施[1]。
2 钻孔灌注桩桥梁施工问题的检测方法
目前,常用的钻孔灌注桩的质量检测方法如下:
2.1 钻芯检验法
由于大直径钻孔灌注桩的设计荷载一般较大,用静力试桩法有许多困难,所以常用地质钻机在桩身上沿长度方向钻取芯样,通过对芯样的观察和测试确定桩的质量。但这种方法只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量,而且设备庞大、费工费时、价格昂贵,不宜作为大面积检测方法,而只能用于抽样检查,一般抽检总桩量的3%-5%,或作为对无损检测结果的校核手段。
2.2 振动检验法
所谓振动检验法又称动测法。它是在桩顶用各种方法(例如锤击、敲击、电磁激振器、电水花等)施加一个激振力,使桩体乃至桩土体系产生振动,或在桩内产生应力波,通过对波动及振动参数的种种分析,以推定桩体混凝土质量及总体承载力的一类方法。此方法主要有以下四种:①敲击法和锤击法;②稳态激振机械阻抗法;③瞬态激振机械阻抗法;④水电效应法。
2.3 超声脉冲检验法
该法是在检测混凝土缺陷技术的基础上发展起来的。其方法是在桩的混凝土灌注前沿桩的长度方向平行预埋若千根检测用管道,作为超声发射和接收换能器的通道。检测时探头分别在两个管子中同步移动,沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过混凝土时的各项参数,并按超声测缺原理分析每个断面上混凝土的质量。
3 桥梁施工中灌注桩施工技术
3.1 严格执行工程的操作规程
安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆位置偏差不大于20cm。成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min。二次清孔后要立即浇灌混凝土。使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。在浇灌混凝土过程中,应勤提勤拆导管;混凝土初凝时间一定要保证正常浇灌时间的2倍,夏季施工时应加缓凝剂,保证混凝土的连续供应、浇捣[2]。
3.2 防止钻孔桩出现接桩的措施
按规范要求钻孔桩应超浇0.5~lm的混凝土,目的是用来保证桩头混凝土质量,避免导管拔出时出现形成的泥浆芯在桩体内。而实际操作时依靠测深锤来测定桩顶高程,由于泥浆是一种胶体,遇见呈碱性的混凝土后开始凝结成块,故有时操作时易错将泥浆内的凝结面当作混凝土面,使得混凝土少浇,导致桩体要接长。施工时用一自制混凝土取样器在孔内取样,另一方面要将孔壁测试结果和搅拌站浇筑方量来校核最后的混凝土面是否正确,确保桩头质量[3]。
3.3 防止钻孔桩混凝土浇筑时出现堵管、断桩现象的措施
(1)堵管现象主要分为两种。一种是气堵,当混凝土满管下落时,导管内混凝土(或泥浆)面至导管口的空气被压缩,当导管外泥浆压力和混凝土压力处于平衡状态时就出现气堵现象。解决气堵现象的措施有[4]:首批混凝土浇筑时,在泥浆面以上的导管中间要开孔排气,当首批混凝土满管下落时,空气能从孔口排掉,就不会形成堵管。首批过后正常浇筑时,应将丝扣连接的小料斗换成外径小于导管内径的插入式轻型小料斗,使混凝土小于满管下落,不至于形成气堵。另外一种堵管现象为物堵,混凝土施工性能不好,石子较多,或混凝土原材料内有杂物等,在混凝土垂直下落时,石子或杂物在导管内形成拱塞,导致堵管。物堵现象的控制为:由于孔深达110多米,混凝土自由落至孔底时速度较大,易形成拱塞,要求混凝土有较好的流动性、不离析性能和丰富的胶凝材料,同时加强现场物资管理,使混凝土原材料中不含有任何杂物,并在浇筑现场层层把关。确保混凝土浇筑顺利。(2)断桩主要是导管埋置深度不够,导管拔出了混凝土面(或导管拔断),形成了泥浆隔层。防止措施为:对导管埋深进行记录,同时用搅拌站浇筑方量校核测深锤测得混凝土面高程,始终保持导管埋深在4m以上,同时对导管要每根桩进行试压,并舍弃使用时间长或壁厚较薄的导管,确保导管有一定的强度。
结论
在土木工程施工过程中不可避免的会出现一些质量问题。在实际施工过程中,只有熟练掌握各种常见质量问题的综合防治措施及处理方法,在具体施工过程中针对不同质量问题应采取及时、妥善的处理措施,才能确保桥梁混凝土灌注桩桩基具有较高施工质量水平,推进工程高效优质的建设发展。
参考文献
[1] 吕胜学.灌注桩技术在水利工程中的应用[J].科技创新与应用,2014,05:181.
[2] 何泽华,何会易.土木工程中的灌注桩施工技术[J].中华民居(下旬刊),2014,01:381-382.
[3] 白金.土木工程施工技术及创新[J].门窗,2014,02:373.
[4] 卓进华.关于建筑工程施工中灌注桩的施工[J].中华民居(下旬刊),2014,02:404.