湖南省有色地质勘查局工程地质总队 中南建设集团有限公司 湖南长沙 410015
摘要:桥梁桩基是支撑桥梁最主要的荷载构件,桩基的质量对整座桥梁工程的质量有着很大的影响。因此,应制定合理、科学的桩基础形式并进行施工,加强对桩基施工质量的管控。本文以深圳市东部过境高速第六合同段桩基工程为例,分析了桥梁桩基施工中常见的质量问题,提出了具体的处理措施,以供参考。
关键词:桥梁桩基;质量问题;处理措施
一、项目基本情况
1.1工程概况
深圳市东部过境高速公路是广东省和深圳市重大建设项目,与香港东部通道相衔接,是深圳市干线路网规划“七横十三纵”中高速公路网的重要组成部分。中南建设集团有限公司承建的第六合同段,总合同额19.8亿元,土建工程包含互通立交5座,特大桥1座,大中桥20座,桥梁钻孔灌注桩根据直径划分为四类:1.2m桩,1.5m桩,1.8m桩,2.0m桩。本标段桩基种类繁多,混凝土浇筑工艺复杂,施工组织管理难度较大。
1.2桩基施工工艺
本项目桩基采取冲击钻钻孔灌注,工艺流程为:
(1)安装钻机 安装钻机前,底架垫平,保持稳定,不得产生位移和沉陷。立好钻架并调整和安设好起吊系统,将钻头吊起,徐徐放进护筒内。钻机中心应对准桩中心,并与钻架上的起吊滑轮在同一铅垂线上。钻机定位后,底座必须平整和稳固,以确保在钻进中不发生倾斜和位移。
(2)钻进 钻进进尺应适当控制,在护筒的刃脚处,应短冲程钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。待钻进深度超过钻头全高加正常冲程后,可按土质以正常速度钻进。在砂类土或软土层钻进时易坍孔,宜选用平底钻锥、控制进尺、低冲程、稠泥浆钻进。
(3)泥浆补充与净化 钻进开始前应调制足够数量的泥浆,钻进过程中,如泥浆有损耗、漏失,应予补充。并应按泥浆检查规定,按时检查泥浆指标,遇土层变化应增加检查次数,并适当调整泥浆指标。每钻进2m或地层变化处,应在泥浆槽中捞取钻渣样品,查明土类并记录,及时排除钻渣并置换泥浆,使钻锥经常钻进新鲜地层。同时注意土层的变化,在岩、土层变化处均应捞取渣样,判明土层并记入记录表中与地质剖面图核对。当钻孔深度达到设计要求时,对孔深、孔径、孔位和孔形等进行检查,确认满足设计要求,并经监理工程师认可后,方可进行孔底清理和灌注水下混凝土。
(4)成孔及检查 终孔后,应进行孔位、孔深检验。孔径、孔型和倾斜度宜采用专用仪器测定,当缺乏专用仪器时可采用外径为桩基钢筋笼直径加100mm,长度为4-6倍外径的钢筋检孔器吊入孔内检测。
(5)清孔 钻孔达到要求深度、各项指标符合要求后立即进行清孔。清孔标准应符合设计及规范要求,即:孔内排出或抽出的泥浆手摸无2~3mm颗粒,泥浆比重不大于1.1,含砂率小于2%,粘度17~20s;严禁采用加深钻孔深度方法代替清孔。在清孔排渣时注意保持孔内水头,防止坍孔、缩颈。
二、桥梁桩基工程常见的质量问题
2.1缩颈及孔斜问题
在桥梁桩基的施工过程中,需要运用钢筋笼来增强桩基底部的稳定性。在实际施工过程中,由于对钢筋笼的直径大小与孔径的差距缺乏科学的计算,易造成钢筋笼不能准确地放入到孔洞中,如果能够及时发现不合理之处,可以采取有效的处理措施。但是,一旦这种误差没有被及时发现,就可能会造成缩孔或者孔斜的问题,极易发生事故。另外,受施工场地的限制,有的施工现场将石料或机械设备堆放在洞口处,会增大洞口位置的压力,将洞口表面的土体挤压至孔内,导致缩颈现象的发生。
2.2塌孔问题
塌孔问题是桩基施工中较为常见的问题。在桩基施工时,需要将护筒埋入地下一部分,受到不同施工地质情况的影响,无法掌握钻孔的深度和硬度,因此可能会导致孔内受力不均,在表面位置发生塌孔。另外,在钻进的过程中需要泥浆的配合进行护壁,如果泥浆的稠度和体积不能与钻进的比例保持一致,不仅无法起到保护作用,还可能会引起塌孔。
2.3卡管与堵管
在桩基施工过程中,需要进行剪球。剪球时,很容易导致卡管问题。一旦发生卡管,需要对其原因进行分析,查看是否因剪球而引起。除了剪球,混凝土的配合比也是容易导致卡管的一个重要因素,如果配合比不符合设计要求,则可能会造成离析,引起堵塞问题。
三、桥梁桩基施工常见问题的处理措施
3.1缩颈和孔斜的处治措施
施工人员需要掌握施工要点,明确处治程序的顺序。首先要及时清除孔处周围的杂物,减少孔处土层的承载力。其次需要根据工程要求,选择适当规格的正孔器,利用钻杆和钻头的制约作用,将其连成一个保护架,通过增加钻头的重量进而减少其他重力的影响,达到预防事故的目的。在孔斜防治过程中,首先需要利用钻机的辅助作用,将其放在平坦的地基上进行工作,地基要坚固密实,保证卡孔和护筒处于同一个直线上,减少操作失误。其次,在软弱的地基上可以采取在钻机底部放置方木,增加钻机的稳定性。再次需要施工人员熟悉地层结构,不可盲目的加压钻进,使钻架受力过大,产生大幅的摇摆,导致孔斜。
3.2塌孔处治措施
受工程体系的影响,塌孔的大小不一,需要根据实际情况采取合理的措施进行处理。在塌陷处根据塌孔深度需要重新设置护筒,设置完毕后,将周围的土夯实。其次利用钻孔机械对保护壁进行测试,确定保护壁的厚度及自身承受力。如果坍塌出现在孔内,需要根据坍塌程度对其进行相应的处理,当轻微坍塌时需要将粘土混合物填充至塌孔处,然后进行钻进。如果塌陷情况比较严重,要对混合物进行严密的检查,确定沉积密实后再进行下一步操作。
3.3卡管与埋管处治措施
卡管问题的出现多与混凝土的质量有关,混凝土到达现场后检查其和易、坍落度,满足要求后方可浇筑。要加强原材料的检查,粗集料粒径满足要求,针片状颗粒满足规范要求。如卡管较短,可采用钢筋进行通塞,让混凝土顺势脱落。或者上下抖动导管,产生震动,使堵塞处畅通。在浇筑过程中经常检测导管的埋置深度,保证埋管深度在2-6米,太深容易出现卡管现象,太浅如操作不慎极有可能造成断桩。如果在实践中发现有断桩情况,需要采用注浆法进行处理,在处理过程中需要采用10MPa的强度的混凝土。在注浆过程中要避免出现离析、泥土滑落的情况,进而保证混凝土的强度。
3.4钢筋笼偏位(上浮)处治措施
钢筋笼偏位是影响桥梁桩基的重要因素,需要根据偏位的实际情况对其进行适当的调整。首先要保证孔壁的质量,加强对钻孔过程的控制,根据钻孔进度确定措施类型。其次要保证护筒的埋置位置准确,在钻孔过程中保证其稳固。再次,钢筋笼安放完成后,必须通过护桩校正其中心位置,并将钢筋笼固定牢固,必要时可与钻机底部点焊在一起。最后要注意浇筑速度,尤其是当混凝土面接近钢筋笼底部时,放慢浇筑速度,防止由于浇筑速度过快对钢筋笼产生过大的冲击力,使钢筋笼变位或上浮。
结语
综上所述,随着我国基建的快速发展,对桥梁的建设需求不断增加。桩基作为桥梁基础,其自身质量对桥梁的整体承载力起着决定性作用。因此,在实际施工过程中,施工人员应按照实际情况来选择施工方法,并且应加强施工技术管理,避免出现质量问题,确保桥梁工程的施工质量,保障交通安全。
参考文献:
[1] 黄竟锋.人工挖孔桩技术在桥梁桩基施工中的应用研究[J].江西建材,2017(20):158,160.
[2]胡惠晰.论述公路桥梁施工中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].中国房地产业,2017(18).