桥梁灌注桩质量缺陷的防治与处理实践

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:carefreebeet
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  摘 要: 随着我国交通基础设施建设的快速发展,灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。笔者就如何防治灌注桩质量缺陷及处理实践进行了探讨
  
  1引言
  钻孔灌注桩由于具有对各种地质条件的适应性,施工简单,易操作,且设备投人较小,从而在公路桥梁中得到广泛应用。钻孔灌注桩的施工大部分在水下进行,其施工过程无法观察控制,成桩后属隐蔽工程,不能像地表工程那样直观验收。在灌注桩的施工中,任何一个环节出现问题,都会直接影响整个工程的质量与进度,甚至给投资任何一个环节出现問题,都会直接影响整个工程的质量与进度,甚至给投资者造成经济损失。因此,必须及时防治灌注桩经常出现的施工质量问题,保质保量地完成桩基施工任务。
  
  2 测量差错引起的质量问题
  2.1 可能发生的测量问题
  在陆地上施工钻孔桩或人工挖孔桩,一般是不会发生桩位偏差。 但是, 如果不严格按测量制度进行测量和复核,也会造成测量错误和桩位偏差超过设计和施工规范规定, 可能发生的测量问题有: 一是测量错误,二是测量过程中发生偏差, 三是施工中引起桩身偏差。
  2. 2 预防及处理措施
  2.2.1 测量定位
  采用全站仪建立控制网点,以此网点为依据再用极坐标法放样定位, 并进行闭合检查, 桩中心测量误差 小于5 m m 。
  2.2.2 建立三级复核制度
  当施工单位对桩位测定完成并复核后,应及时上报测量监理工程师,监理工程师对施工单位测量资料 复核并确认无误,再用全站仪对每个桩点进行现场复 核, 复核成果在允许误差范围内时, 将测量资料呈报项 目办测量工程师,经项 目办测量工程师复核无误并签 字后, 方可进行下一道工序施工。
  2.2.3 埋设护筒
  护筒采用4mm钢板卷制,护筒应埋入良性土体200cm 以上, 周围用粘土回填密实, 防止护筒掉入孔内或钻具碰撞造成倾斜。护筒四周回填后,应检查护筒是否垂直 并复核护筒中心是否位于桩中心,偏差不得大于是20mm。采用人工挖孔施工时,以桩中心点为园心, 以设计1/2 桩身直径加混凝土护壁为半径画园,人工下挖至于1.0 m 再用与桩基混凝土等级相同的混凝土进行护壁,第一节混凝土护壁完成后,由测量班用全站仪恢复 桩基中心点,根据中心点用红油漆在混凝土护壁顶部 点画出桩心十字线,并在红油漆点画处钉上混凝土钉,防止十字线因施工造成点线不清而造成桩位偏差。
  2.2.4 钻机就位
  钻机就位时,应保证钻具垂直,钻机水平,钻头位于 护壁中心。同时,严禁钻头及其它机具设备碰撞护筒。
  
  3 混凝土材料质量问题
  3.1 可能出现的材料质量问题
  桩基混凝土是由水泥、水、砂、石子、高效缓凝减水剂组成,以上材料质量只要有一种不符合规范要求, 就会直接影响到混凝土质量。一般在对混凝土灌注桩的材料选择是很严格的,水泥必须选择有合格保证的名牌产品,水采用饮用水,细骨料选用中砂,粗骨料采用符合规范要求的石子,缓凝高效减水剂也必须选择与水泥亲和性好的优质产品。但是,在施工过程中, 可能会出现以下材料质量问题:一是水泥供应商在水泥供不应求的情况下,很可能把那些未达到安定期的水泥提供给施工单位;二是粗细骨料由于收料人员把关不严,致使含泥量偏高, 砂子偏细,石子级配不符合要求; 三是水泥与缓凝高效减水剂亲和性不好,使混凝土没有很好的和易性和流动性,甚至起不到缓凝作用。
  3.2 预防及处理措施
  3.2.1 水泥
  水泥应优先采用和易性及保水性好干缩小的普通硅酸盐水泥,并认真注意它的生产日期;袋装水泥,必须存放在库房三天后方可使用;散装水泥,当水泥罐车把散装水泥送到拌合站,在把水泥泵入水泥储存罐前,收料员一定要看清材料单上的生产日期,水泥自出炉起七天后才能使用,达不到七天以上的水泥应拒收。
  3.2.2 粗细骨料
  混凝土灌注桩为水下混凝土,细骨料一般选择细度模数2 .3 —2 .8 以内;粗骨料采用5 —40mm 连续级配的碎石,为了确保粗细骨料质量的稳定,试验人员应不定期地取样试验, 拌合站人员根据目测, 随时把粗细骨料变化情况向项目总工汇报 ,以便及时采取相应措施。
  3.2.3 外加剂
  水下混凝土应选用缓凝高效减水剂,一是能够减少混凝土拌制水的用量;二是提高混凝土强度;三是起 着缓凝的作用;在使用缓凝高效减水剂之前,必须与水泥做对比试验,看哪种水泥与该种减水剂亲和性好就选用那种水泥。
  
  4 施工过程质量问题的预防。
  4.1 可能出现的质量问题
  钻孔灌注桩施工中成孔的超径、缩孔、孔壁坍塌、底部沉渣超厚;混凝土灌注过程中的断桩、导管拔不出来、底部混凝土离析; 桩头出现烂桩头、 桩头夹泥、 桩头混凝土松散; 钢筋笼定位的浮笼、露筋、笼下不去、有时卡笼、笼掉入孔内;检测管的绑焊不牢固、管身漏水、歪斜、上下口封堵不严密等。
  4.2 预 防措 施
  4.2.1 成孔质量问题的预防与处理
  人工挖孔桩的成孔质量比较好控制,混凝土护壁高度以1.0m 为宜,当遇到砂层时,护壁高度可减少至 0.5m。在每次开始挖下一层土时,用线锤根据孔口所定的十字线,把桩中心依次引向桩底即可, 标高可用钢尺从孔口直接量至桩底。在检查桩底渣土厚度时, 采用强烈灯光照明孔底,再用望远镜观察桩底沉渣厚度,必要时,检查人员直接下到孔底检查并清除浮渣。而钻孔桩 的成孔质量控制比挖孔桩要难得多,钻孔灌注桩中通常采用泥浆护壁,故泥浆在钻孔灌注桩占有重要地位,泥浆的质量将直接影响桩基的质量,泥浆比重低时, 钻进速度快,在孔壁中形成的泥皮薄且强度大,可以使桩身与桩基周围土体紧密结合,从而提高桩基周围的摩擦力,在浇灌混凝土时,应控制泥浆的性能指标,以减小混凝土浇灌的阻力,保证首灌混凝土的冲击力,挤开孔底沉积的淤泥土并有利于克服夹泥、断桩等质量问题。在特殊情况下,如遇流砂层、卵石层及刚开孔的杂填土层组成的地基时,一是采用人工造浆, 即加入优质膨润土,提高泥浆携砂护壁能力;二是增加除砂过滤装置;三是增加泥浆比重, 使其控制在1.30 左右,粘度≥ 22S,防止孔壁坍塌,只要孔壁稳定且不坍塌,就不会发生超径和缩孔。钻孔孔灌注桩最大的缺点之一是泥浆和底部沉渣不易被清除干净,以至于底部承载力不能发挥作用,并造成较大沉降,故在施工过程中应严格控制沉渣厚度, 沉渣少, 嵌岩密实,有利于减少桩在长期荷载作用下的最终沉降,以减少整个构造物的不均匀沉降。 为克服沉渣问题,除按规范确定合理的钻头各项技术参数外,还要在距钻头1 m 的钻杆上焊一些短钢筋,用于二次破碎泥块,清孔时采用泵吸清孔将渣排出,保证孔内沉渣少,清孔时间短,孔底干净。
  4.2.2 混凝土灌注过程中质量问题的预防与处理
  一是在导管上预防质量问题的发生。导管埋深的合适与否对混凝土浇灌质量有较大的影响,埋深过少会使导管外混凝土面上的泥浆和泥渣卷入混凝土中形成夹泥,造成断桩。埋深过大则混凝土不易翻浆,易堵管,导管甚至被混凝土吸住,使导管拔不出来。导管丝扣的损坏是导致导管被埋的主要原因,所以,在下导管之前,应仔细检查导管丝扣是否损坏,如发现 已损坏的 导管必须及时更换。混凝土应连续灌注,防止混凝土灌注间歇时间过长,造成混凝土初凝而使导管被埋。导管接头处必须加密封圈,并拧紧丝扣, 确保导管无漏水、渗水。在混凝土灌注过程中,起拔导管时,要勤测混凝土面高度,确保混凝土埋置导管深度控制在4 —1 0m ,拔管后导管最小埋深一般应≥2 m ,以防止断桩。导管在下管时,下端应距桩基底部60c m为宜,保证首灌混凝土具有较好的冲击力,使淤泥在混凝土冲击力的作用下逐 渐冒出水面排出。二是在封口上预防质量问题的发生。在灌注水下混凝土之前,首先应清除导管上部料斗内的残渣,封口应采用橡胶球或锥形铁锥封堵严密,不能有间隙,保证首次灌注混凝土在灌注之前的水泥浆和混凝土不会流入导管内,确保桩基底部不会发生混凝 土离析。灌注混凝土之前,应主动与当地气象部门取得联系,详细了解未来三天的天气情况,严禁在雨天灌注桩基混凝土,防止混凝土运输车打滑无法行走时,造成 混凝土不能连续灌注而断桩。
  4.2.3 桩头质量问题的预防与处理
  要严格控制混凝土的坍落度,坍落度太大,石子容易下沉,造成烂桩头或桩头夹泥: 坍落度太小,容易堵管;所以,坍落度应控制在1 8 —2 2 c m 为佳。当混凝土灌注快要终了时,一是用测绳仔细测量混凝土面高度,确保混凝土超灌1 —2 m ;二是人工用振捣棒下到孔内振捣;三是采用快下慢提上下抽动几次导管,从而有效控制桩头质量。
  4.2.4 钢筋笼质量问题的预防与处理
  在加工钢筋笼时,必须严格按照设计和施工规范施工,确保钢筋笼整体顺直,焊接质量 良好。钻孔时应严格控制泥浆比重, 防止孔内有大的泥块, 只要孔内有大团泥块存在,当灌注混凝土时就会导致钢筋笼上浮。钢筋笼入孔前,应在钢筋笼上每隔4 m 放一组定位环, 每组三个,尤其是在钢筋上部第一道加强筋位置必须放置,避免露筋。钢筋笼入孔时应对准孔位徐徐轻放,避免碰撞孔辟。用于吊放钢筋笼的吊筋一般采用20mm以上的 钢筋,确保吊装受力后不至被拉断。吊筋一端固定在钢 筋笼上,一端用钢管固定于孔口。有时桩孔里有障碍物 导致钢筋笼下不去,这时不可强行下笼,以防钢筋笼变形。施工中采取以下措施:一是下笼时用人工轻轻转动钢筋笼,通过变换位置使其避开障碍物;二是将障碍物取出;三是用钻机重新扫除障碍物。下完鋼筋笼后,当钢筋笼顶面标高距地面不深时,为了防止钢筋笼上浮,用两根钢管焊接制成钢筋笼压架,钢筋笼下好并定位完成后,将压架放置在钢筋笼顶部, 利用地面重物控制压架。向上提升导管时,若发现导管挂住钢筋笼,不可强行提管,用人工配合机械轻轻转动导管,使导管复位到钢筋笼中心时,再向上轻提导管。
  4.2.5 检测管质量问题的预防与处理
  目前国内对桩基的检测大多采用声波检测方法, 检测管安装质量的好坏将直接影响到桩基的检测结果和经济效益,如果安装不好就会发生堵管、 斜管的现象。 根据有关规定,只要检测管发生堵管和歪斜就要取心检测,而取心检测的费用是很昂贵的。所以,声测管的安装一定要引起施工单位的高度重视。安装检测管时,根据设计要求在钢筋笼内侧均布固定声测管;在钢筋 笼入孔焊接时,管口对应焊接必须严密和顺直,不得漏水漏气,检测管的上下端头用钢板焊死,防止水泥浆和其它杂物进入管内造成堵管。钢管底部必须与钢筋笼 端头平直,防止检测时桩长不够。上下活动导管时,导管必须位于钢筋笼中心,导管及料斗在任何情况下都 不得碰撞检测管,以确保检测管不歪、不偏、不扁。
  
  5 结束语
  在混凝土灌注桩工程施工中, 我们始终坚持质量问题必须以“ 预防为主” 的原则, 也就是说,施工前对可能发生的质量问题要有超前意识,把问题考虑周到些,才能做到防防患于未然。其次是在确保工程质量的基础上,还要考虑到经济效益的问题,工程质量与经济效益是相辅相承密不可分的,经济效益是以工程质量为前提,只有最优的工程质量才有最好的经济效益。
  萍乡市公路勘察设计院1 萍乡市公路桥梁工程处2
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