浅谈桥梁钻孔灌注桩断桩处理及预防措施

发表时间:2020/8/13   来源:《城镇建设》2020年4月12期   作者:王明哲
[导读] 最近这些年,我国交通行业发展十分迅猛,有效带动了国民经济增长

         摘要:最近这些年,我国交通行业发展十分迅猛,有效带动了国民经济增长。在桥梁工程施工过程中,钻孔灌注桩以其施工简单、实用性强、成本适中等特点被广泛地应用于桥梁及其他工程领域。但由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程,施工时受原材料及混凝土、施工工艺和地质条件等多种因素影响,施工过程中稍有不慎或措施控制不当,钻孔灌注桩就会产生质量问题或事故,小到塌孔、扩孔、缩颈,大到断桩。尤其是断桩事故,不仅严重影响工期,对整个工程质量也将产生不利影响。在灌注桩施工中,应对每一环节严格要求,并采取一定的防范措施,避免发生断桩。断桩后应尽可能及时设法补救,不宜轻易废弃,避免造成更大的损失。因此,如何有效控制钻孔灌注桩技术在工程中的使用方式,尽可能避免断桩问题的出现,制定出妥善合理的解决方案,成为了各工程以及国家相关研究部门所要完成的工作。基于此,本文首先研究了桥梁钻孔灌注桩断桩原因,其次阐述了相关处理及预防措施。
         关键词:桥梁钻孔灌注桩;断桩;处理及预防措施
         引言
         钻孔灌注桩技术的出现,不仅为国内众多建设工程队伍的发展起到推动作用,还对城市化建设的可持续发展产生不容小觑的作用。在现阶段发展过程中,这项技术已经逐渐被人们认知,并受到了很多相关建设工程研究人员的关注。另外,国家相关研究部门还不断在原有技术的基础上,尝试新型技术的探索与研究,以此来提升钻孔灌注桩技术的使用价值。但是这项技术并不是完美无缺的,很多工程团队在实际运用时,都会出现很多问题,尤其是后期工程质量检测的过程中,一些灌注桩断桩的出现就会给工程质量带来严重的影响。
         1桥梁钻孔灌注桩断桩原因
(1)导管未进行水密、承压和接头抗拉试验。
         (2)灌注桩采用的混凝土配合比控制不严格,混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,或骨料的最大粒径未受到限制,造成混凝土上部结块、导管抱管、卡管现象,从而中断施工,导致断桩。
         (3)灌注混凝土过程中,由于人为因素,没有及时地跟踪量测混凝土的上升情况,盲目地拔拆导管,出现拔脱提漏现象,造成夹层,导致断桩。
         (4)在灌注过程中,导管埋深没有按照规范要求,以及首灌混凝土不连续,导致孔内混凝土压力过大致使已灌混凝土的流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,导致接头螺旋丝扣或法兰盘螺栓松脱或导管破裂而产生断桩。
         (5)导管进水、堵管、埋管,拔出导管后,未能将已灌注的混凝土彻底清除干净,形成断桩。
         (6)因计算或检测错误,导管安装长度不足,使导管底口与孔底距离过大,首批灌注的混凝土不能埋住导管底部,从而形成断桩。
         (7)混凝土灌注过程中,孔壁塌孔,形成灌注中断或混凝土夹有泥层。
         (8)机械、电力故障,人为因素,不可抵抗的自然灾害,也可形成断桩。
         2桥梁钻孔灌注桩断桩处理措施
         (1)针对检测出现断桩质量事故,现场也不具备补桩的情况,只能采取原位复桩,采用冲击钻将事故桩身彻底清理后,在原位新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。
         (2)若发生堵管导致断桩,在混凝土未初凝时,提出导管后用测绳量出已灌注混凝土面的高度,并准确计算出漏斗和导管的容积,将导管下沉到混凝土灌注面以上约10cm处,加球胆。继续灌注时观察漏斗内混凝土顶面的位置,当漏斗内混凝土下落填满导管的瞬间,将导管压入已灌注混凝土以下,连续灌注,直至完成桩体施工。
         (3)断桩位置位于距地表10m以下处,且混凝土已经终凝,用合适的冲击钻在原桩位进行冲击,拆除桩体混凝土和钢筋笼后再进行二次扩孔至设计直径,清孔后重新验收,合格后灌注混凝土。
         (4)若断桩位置较浅,位于5m以内,且地质条件良好时,可采用直接开挖,漏出桩体,清除泥浆或夹渣,立模浇筑混凝土对桩体进行加固。
         3桥梁钻孔灌注桩断桩预防措施
         某桥为城市环城公路桥,设有一联主桥和两联副桥,桥梁总宽40.00m,总长42.50m,孔数3孔,跨度10.00m,其中主桥总宽18.00m,副桥总宽8.00m,隔离带3.00m。桥梁上部结构形式均为预制钢筋混凝土空心板,下部结构主桥为四柱排架灌注桩,副桥为双柱排架灌注桩,混凝土强度C25,桩径1.20m,共计32根,其中边桩16根,桩长21.00m,中桩16根,桩长26.00m。荷载标准主桥为城市—A级;副桥为城市—B级。地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期0.45s。
         3.1检测结果分析
         灌注桩施工完成后,业主委托具有检测资质的单位对灌注桩进行检测。检测单位采用声波透射法对全部32根灌注桩进行了检测,声波透射法是一种在预埋声测管之间发射并接收声波,通过实测声波在混凝土介质中传播的声时、频率和波幅衰减等声学参数的相对变化,对桩身完整性进行检测的方法。适用于已预埋声测管的混凝土灌注桩桩身完整性检测,判定桩身缺陷的程度并确定其位置。其优点是准确性高,可定量分析出桩身缺陷的大小和确切部位。
         检测单位提供检测结果显示,32根灌注桩中Ⅰ类桩(完整桩)、Ⅱ类桩(基本完整桩)31根;Ⅲ类桩(缺陷桩)0根;Ⅳ类桩(严重缺陷桩)1根。检测资料显示,灌注桩桩顶标高以下18~21m,实测曲线出现异常,根据相关参数确定,在此位置灌注桩桩身断裂,无法满足原设计要求。
         3.2断桩加固措施
         通过对检测资料分析,原桩基已不能满足设计要求,需进行加固。加固设计过程如下:一是地层岩性分析,确定桩端承载力和桩侧摩阻力;二是通过分析计算,确定加固措施。
         3.2.1地层岩性分析
         根据工程地质勘察报告,工程区地层自上而下分为七层,第一层为素填土层;第二层为粉质粘土层,桩侧摩阻力标准值50.00kPa;第三层为粉质粘土层,桩侧摩阻力标准值55.00kPa;第四层为粉土层,桩侧摩阻力标准值60.00kPa;第五层为细砂层,桩侧摩阻力标准值65.00kPa,桩端承载力容许值350.00kPa;第六层为粉质粘土层,桩侧摩阻力标准值55.00kPa;第七层为粉质粘土与粉土互层,未揭穿,桩侧摩阻力标准值70.00kPa,桩端承载力容许值275.00kPa,该地层为灌注桩桩端持力层。
         3.2.2加固措施确定
         依据地层承载力及断桩位置,通过内力分析计算,最终确定加固措施为:在垂直河道方向上,于断桩两侧重新布设钻孔灌注桩。主要设计参数如下:将原有灌注桩桩顶混凝土凿除,凿除深度1.40m;新打灌注桩桩径1.00m,桩长12.00m,轴线距原设计桩基轴线3.00m;桩顶设置承台,承台厚度1.50m,宽度2.20m,长度8.00m;混凝土强度,灌注桩C25,承台C30。加固详图见图1、图2、图3。
        
         图1加固立面图
        
          图2加固侧面图                  图3加固平面图
         结语
         钻孔灌注桩断桩原因一般较复杂,处理之前首先要探明孔内情况,分析断桩原因,以便有针对性地采取处理措施。处理灌注桩断桩的措施很多,施工中应根据资源配置、安全便捷及地层情况等进行综合考虑,合理选择,不能随意套取。施工过程中应对每一环节严格要求,对各种影响因素都必须详细考虑,高度重视,有效且严格控制钻孔灌注桩的施工质量,做到“事前预防到位、事中控制有效、事后处理规范”,避免发生断桩事故的发生,以利于工程的顺利进展。
         参考文献
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         [5]王作圣.浅谈灌注桩基事故的处理与建议[J].科技信息(学术研究),2012,(22).
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