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经济论文

铁路桥梁建设中钻孔灌注桩质量控制方法探讨

时间:2014-09-25 20:44 所属分类:经济论文

[摘要]:钻孔灌注桩的浇筑要从成桩的各道工序入手,从严控制,才能保证成桩的质量,避免各种事故的发生。

  [摘要]:钻孔灌注桩的浇筑要从成桩的各道工序入手,从严控制,才能保证成桩的质量,避免各种事故的发生。

  [关键词]:桥梁;钻孔灌注桩;质量控制;

  引言

  随着国家基本建设投入的增大以及高层建筑的发展,钻孔灌注桩现今已被广泛的应用于公路,铁路,桥梁,高层建筑等工程的基础建设中。作为工程基础,钻孔灌注桩被普遍应用,这是由它对各种地质条件的适应性及施工简单易操作所决定的。但是由于其施工工艺环节多,一环不慎,便会有质量事故发生。因此,需要施工人员具有认真的工作态度,良好的技术水平和丰富的临场处理经验。

  1.钻孔前的质量控制

  钻孔成败的关键是防止孔壁坍塌。当钻孔较深时,地下水位以下的孔壁土在静水压力下会向孔内坍塌,甚至发生流沙现象。护筒能起到保持比地下水位高的水头,增加孔内静水压力,稳定孔壁,防止坍孔。同时还能起到隔离地表水,保护空口地面,固定桩位导向桩头的作用。护筒埋入土层深度视土质与水流速度而定。护筒的平面位置偏差应小于5cm,倾斜度小于1%。

  在准确放样的前提下埋设护筒。如果钻孔是在陆地上进行的,则一般采用挖坑法,比较简单易行;如果钻孔在水上进行,则护筒埋设采用锤击打入的方法,比较快捷稳妥,前提条件是均要在护筒上口作好桩中心标记,以便钻机对中。

  钻孔过程中,比较容易忽视的就是钻机底座的水平问题。一般在成套设备中都有液压调整装置,所以问题不是很大,我们只要注意一下就可以了;在自制的钻孔设备中,因为它没有水平调整装置,而且有时候会在水上搭设的平台上施工,而平台本身与水平面不平行,导致钻杆夹具无法保持水平,引起钻杆的不垂直,从而影响灌注桩的垂直性。 虽然此时钻头中心与护筒所标设的桩中心重合,但是实际桩位已经偏斜。因此在对位及钻孔过程中,均应该观测调整钻机的水平和垂直度。

  2.钻孔过程中的质量控制

  首先应该根据孔位所在的地质情况,选用合适的钻机和钻锥。其次,在钻孔过程中,采取减压钻进的方式,同时保证孔底承受的钻压不超过钻杆、钻锥、压块重量之和的60%,避免斜孔、弯孔和扩孔现象的发生。第三,尽量保证钻孔的连续性。如果因故停钻时,应将潜水钻机及钻锥提升至孔外,以防埋钻。掉钻、落物应及时打捞。

  3.成孔后的质量控制

  清孔是成孔之后的首要工作。清孔应做到以下几点:

  (1)终孔起钻前,丈量机上主动钻杆余尺,根据钻具总长计算孔深,作为终孔深度。

  (2)采用清孔器磨平孔底,换水提渣清孔。清孔深度必须大于或者等于终孔深度,以防因孔底残留石块和孔壁土大块掉入孔底,致使清孔检测发生误判,影响承载力。

  (3)对孔底残渣的厚度,采用尖、平锤配合检测,清孔后的孔底残渣厚度在规范规定的10cm内。对孔内积水的干净度,现场一般检测方法为用手触摸,观察有无颗粒状物和混浆。若孔底残渣和孔内积水经上述检测不能满足要求,则需要反复清孔,直至符合要求为止。

  清孔结束后,在保证钢筋笼的焊接质量、成笼圆直的情况下进行钢筋笼的下放。在下放之前,应该准确计算钢筋笼的置放位置,并且保证伸进承台部分的钢筋长度。为了保证中心的一致性及钢筋笼的混凝土保护层厚度,沿着钢筋笼纵向还应该设置混凝土保护层垫块。

  在下导管前,应该对导管的连接进行水密性试验,并记录各节长度和编号,以便于浇筑过程中的长度计量。

  4.浇筑前的质量控制

  浇筑之前首先是材料的准备工作;其次是对各项操作机械进行检查,包括吊车、罐车的性能、溜槽的牢固和顺滑程度等。

  浇筑前导管的连接应分清编号和长度,以免影响计量埋深值。由于混凝土是在泥浆中灌注,因此,混凝土的操作配合比应该在保证设计强度的前提下再加上保证率。

  另外,还应该预备好水泵、吸泥机、高压水管等各种处理故障的设备。开浇前,应该测量孔底沉淀厚度,保证不大于规定值。若大于规定值的话,还需要再次的清孔。

  5.浇筑中的质量控制

  第一批的混凝土除数量满足埋深的要求之外,还可以适当增加水泥量和含沙量,用以保证其和易性,并使得以后浇入的混凝土容易顶升。如果第一批混凝土的初凝时间早于灌注全部混凝土所需的时间,那么,第一批混凝土中还应该加入缓凝剂。经常检测混凝土的坍落度,并且把它控制在18—20cm之内。

  控制导管的埋深是浇筑过程中最重要的一步。依照《规范》的要求,导管埋深应该严格控制在2—6m的范围内。若是埋深过小,会使得导管外混凝土面上的泥浆卷入混凝土形成夹泥;反之,若是埋深过大的话,则会使得混凝土不易流出顶升,还会造成桩外周的混凝土出现骨料离析和空洞,减小桩的有效直径。同时还会造成近导管处混凝土面高,远导管处混凝土面低,从而会造成混凝土先顶升然后水平扩散,出现死角区,因而导致泥浆和混凝土混合物填实在死角区,造成钢筋的握裹力不足。

  另外,当灌注将达到设计位置时,由于导管外泥浆稠度的增大,混凝土顶升会比较困难,于是可用水冲法稀释泥浆,提高灌注落差,并且适当加大埋深,因此,此时泥沙、部分拌合物以及被第一批混凝土翻上来的沉淀物等杂物均落在混凝土上,测深无法反映混凝土顶面高度,容易造成误测,导致过早停浇。所以,应该根据现场实际情况在《规范》规定桩顶标高基础上预加上0.5—1.0m的高度,等到以后开挖基坑后凿除质量不高的一部分桩头。

  6.成孔之后及灌注桩浇筑过程中的故障排除

  6.1卡管

  卡管是最常见的病害之一。排除办法有以下几种:

  (1)锤击导管法兰,吊绳上下抖动都可以疏通。较为严重的可以安装附着式振动器。

  (2)如果卡管位置在地面以下的较近位置时,可以用直径25mm以上的钢筋进行冲捣。

  (3)在导管外加焊铁板,利用导管下落时铁板与其他卡座的撞击震动疏通。

  6.2导管进水

  导管进水是浇注过程中另一个主要故障。它的解决办法有:

  (1)如果是由于首灌混凝土量不足或者导管口提升过高以致于无法埋深而造成的进水,可用导管作为吸管,用空管吸泥方法将孔内混凝土吸出,再重新灌入。

  (2)若是由于误测导致导管提升至混凝土面外,其基本现象为导管中会重新充水、孔内水位明显下降,则可采用重插法。即重新插入混凝土中,用泥浆泵抽出管内的泥浆,再重新浇灌混凝土。

  (3)若导管已离桩顶不远时进水,可以在以后基础开挖中埋入护筒,清除沉渣和软弱混凝土层,安装同样直径的模板,浇筑混凝土至设计标高。

  6.3导管拔断或拔不出

  导管拔断或拔不出的原因是埋深过大;灌筑时间过长造成混凝土初凝,引起摩擦阻力过大;螺栓拧紧力矩不足。处理办法有:

  (1)加强测深,控制埋深。

  (2)若导管断在混凝土中,则继续浇筑;若导管断在混凝土外,则采用重插法,前提是混凝土未初凝。

  (3)若是上述方法处理无效,则应及时将导管拔出,将已灌的混凝土吸出,抽出钢筋笼,重新清孔。

  6.4废桩

  《规范》要求桩径中心距在承台底面处不小于桩径的1.5倍。因此,废桩情况应该尽量避免,无法避免时可采用补桩办法。

  (1)原桩位上进行修补。可采用反循环钻机除去钻锥,使用泥浆泵将泥渣及混凝土渣吸排出去,短时可采用清水清孔,在钻头上焊接十字钢钢骨架对原桩顶面捣刮,然后下导管继续浇筑,以后加强检测。

  (2)原桩位报废。一般要补对称两根;如果无桩位,常采用原桩位上补一根,旁边再浇一根的方法。另外,断桩位置越上面越危险,所以补桩时应该充分考虑这个因素。

  结语

  钻孔灌注桩是整个工程的基础。它的质量的优劣直接影响整个工程的稳定和使用寿命。对于成品桩的质量检测主要从桩身偏位、钢筋笼偏位、混凝土强度、单桩承载能力等几个方面进行检测。质量控制就是控制上述工序在规范和设计要求以内,所以我们就抓住偏位控制,水下混凝土灌注质量控制。从冲击钻进开始直到水下混凝土浇注前,孔壁的稳定一直决定着能否成柱。控制好泥浆质量、保证孔壁、孔口不坍塌是其中的关键。

  参考文献

  [1].史佩栋.实用桩基工程手册[M].中国建筑工业出版社,1999.

  [2] 罗骐先.桩基工程检测手册[M].人民交通出版社,2004.

  [3] 王靖涛.桩基础设计与检测[M].华中科技大学出版社,2005.

  [4] 叶建良.桩基工程[M].中国地质大学出版社,2000.