资讯快递
News
/
/
/
桥梁钻孔灌注桩常见质量事故及对策研究

桥梁钻孔灌注桩常见质量事故及对策研究

  • 分类:信远智库
  • 作者:徐卫健
  • 来源:
  • 发布时间:2019-12-20
  • 访问量:0

【概要描述】

桥梁钻孔灌注桩常见质量事故及对策研究

【概要描述】

  • 分类:信远智库
  • 作者:徐卫健
  • 来源:
  • 发布时间:2019-12-20
  • 访问量:0
详情

桥梁钻孔灌注桩常见质量事故及对策研究

 

摘要:钻孔灌注桩是桥梁工程中常用的基础形式,其成桩质量对桥梁工程安全质量有着至关重要的作用。本文简要分析钻孔灌注桩施工过程中可能出现质量事故的原因,并提出了相应的对策,旨在为类似工程提供借鉴。

关键词:桥梁  钻孔灌注桩  质量事故  对策研究

前言

   钻孔灌注桩包括成孔和成桩两大过程,是一项工序环节较多,工艺比较复杂,技术要求较高,工作量较大,并需在一个较短时间内快速完成水下灌注混凝土的隐蔽工程。施工过程控制受人为因素影响较大,稍有疏忽,就难免出现病桩或断桩等重大质量事故,危及整个桥梁结构工程的质量和安全。为此,必须以系统工程的观点,推行全面质量管理,明确工序质量标准,建立严格的施工管理和工序质量检查制度,以工序过程控制,来保证成桩质量。在完善施工工艺、提高操作技能的基础上,认真分析成孔、成桩过程常见质量事故的产生原因,总结研究其预防治理措施,以期将施工质量病害的影响减至最低限度。本文根据自身多年来从事施工一线技术管理及不断总结钻孔灌注桩施工经验,简要分析了钻孔灌注桩施工过程中可能出现的质量事故,并提出了相应的处理对策。

一、地质勘察资料和设计文件

1、可能存在的问题

   地质勘察可能存在的主要问题为勘察孔间距太大,孔深太浅,土工试验数量不足、土工取样和土工试验不规范,桩周摩阻力和桩端承载力不足。

设计文件可能存在的主要问题为对地质勘察资料没有认真研究、桩型选择不当、地面标高不清等。

2、对策

   在桩基施工前,对地质勘察资料和设计文件进行认真研究,对桩基持力层厚度变化较大的场地,应适当加密地质勘察孔,必要时要进行补充勘察,防止桩端落在较薄的持力层上。如果场地填土或软土层时,应对桩基受力情况进行复核,是否存在负摩擦现象。

二、孔径误差

1、可能存在的问题

   孔径误差主要是由于作业人员疏忽错用其他规格的钻头,或因钻头陈旧,磨损后直径偏小所致。

2、对策

   采用正确规格的钻头,钻头直径比设计桩径小30~50mm是合理的,每根桩孔开孔时,应验证钻头规格,实行签证手续。在施工过程中应勤检查钻头,及时复核。另外,还可通过钢筋探笼进行桩径复核。

三、孔口高程误差

1.可能存在的问题

   由于地质勘察完成后场地再次回填,计算孔口高程时,疏忽而引起的误差;或由于施工场地在施工过程中废渣的堆积,地面不断升高造成高程误差。

2.对策

   认真校核原始水准点和各孔口的绝对高程,每根桩开孔前复测一次桩位孔口高程。

四、钻孔深度误差

1.可能存在的问题

   有些工程在场地回填平整前就进行了工程地质勘察,地面高程较低,当工程地质勘察采用相对高程时,施工时未换算一致。探测孔深时大多采用的测绳测定孔深方法,对实际孔深存在一定误差。

2.对策

在施工前把采用的高程换算与地质勘察一致,避免出现误差。孔深测量应采用丈量钻杆法,取钻头的2/3长度处作为孔底终孔界面,对于端承桩钻孔的终孔标高应以桩端进入持力层深度为准,钻孔到达持力层后及时取样鉴定,确定是否进入桩端持力层。

五、塌孔与缩径

1.可能存在的问题

   所处工程地质复杂,在钻进过程中,钻进速度过快,泥浆护壁性能差,成孔后放置时间过长未及时浇筑混凝土等造成塌孔或缩孔。

2.对策

   钻孔灌注桩在穿过较厚的砂层、砾石层时,成孔速度应控制在2m/h以内,泥浆性能主要控制其密度为1.3~1.4g/cm3、黏度为20~30s、含砂率不大于6%,若孔内自然造浆不能满足以上要求时,可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法,改善泥浆的性能,通过对泥浆的除砂处理,控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因,钢筋笼安装后应立即灌注混凝土。

六、钻孔垂直度不符合规范要求

1.可能存在的问题

   施工场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻进过程中发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜;钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成偏离钻进方向;钻进中遇软硬土层交界面或倾斜岩面时,钻压过高使钻头受力不均,造成偏离钻进方向钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成偏斜。

2.对策

   事前对场地进行平整压实,满足要求。安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差立即调整。在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速低钻压钻进。发现钻孔偏斜,应及时回填黏土,冲平后再低速低钻压钻进。在复杂地层钻进,必要时在钻杆上加设扶正器。定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修或更换。

七、孔底沉渣过厚或灌注前孔内泥浆含砂量过大

1.可能存在的问题

   未及时进行清孔,或清孔无法达到设计要求。还有测量方法不当造成误判,没有准确测量孔底沉渣厚度。

2.对策

   在含粗砂、砂砾和卵石的底层钻孔,有条件时应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高黏度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利地浮出孔口。孔底沉渣厚度确定测定需先准确测量桩的终孔深度,应采用丈量钻杆长度的方法测定,取“孔内钻杆长度+钻头长度”,钻头长度取至钻尖2/3处。孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1~1.2g/cm3。清孔整个过程应由专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和沉渣厚度的变化进行分析。施工时需特别注意,若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低,捞不到粗砂粒,或后期把孔内泥浆密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,则说明前期清孔时泥浆的黏度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的。

八、灌注混凝土堵管

1.可能存在的问题

   灌注导管有破漏,灌注导管底距孔底深度太小,混凝土配制质量差,二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长,隔水栓不规范,灌注过程中灌注导管埋深过大等。

2.对策

   导管在安装前应专人检查,采用肉眼观察和敲打听声相结合的方案进行,检查导管是否存在孔洞和裂缝、接头是否密封、厚度是否合格。导管使用前应进行水密承压和接头抗拉试验,严禁用气压。进行水密试验的水压不应小于孔内水深1.5倍的压力,也不应小于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大压力的1.5倍。由专人负责计算导管底至孔底的深度,控制在30~50cm,认真细致制作隔水栓,保证其直径和椭圆度符合使用要求。做好工序衔接,高效组织施工,完成二次清孔后,立即开始灌注混凝土,若因故推迟,应重新进行清孔。

九、初灌时埋管深度不符合规范要求影响桩身质量

1.可能存在的问题

   规范规定,灌注导管底端至孔底的距离应为0.3~0.5m,初灌时导管首次埋深不小于1m,在施工灌注中,未正确计算所需的首封混凝土方量。

2.对策

   首先放置导管时根据成孔深度,合理配置导管长度,满足规范要求。其次根据下列计算公式,正确计算所需的首批混凝土体积。

V≥h1πd2/4+πD2﹙H1+H2﹚/4

式中V----灌注首批混凝土所需数量(m3);

D----桩孔直径(m);

H1---桩孔底至导管底端间距,一般为0.4m;

H2---导管初次埋入混凝土的深度,不小于1.0m;

d----导管内径(m);

h1----桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度(m):h1=HWγWC

HW----桩孔内水或泥浆的深度(m);

γW---桩孔内水或泥浆的重度(kN/m3);

γC---混凝土拌和物的重度(kN/m3)。

十、夹渣桩、断桩事故

1.可能存在的问题

   初灌混凝土方量不够,造成初灌后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土。混凝土灌注过程拔管长度控制不准,导管拔出混凝土面。混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣。清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂粒及浮渣被包入混凝土内,严重时可能造成堵管事故,导致混凝土灌注中断。

2.对策

   导管的埋置深度宜控制在2~6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥,并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋置深度不小于1.0m。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。

十一、灌注过程中钢筋骨架上浮

1.可能存在的问题

   清孔时孔内泥浆悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中砂粒回沉在混凝土面上,形成较密实的砂层,并随孔内混凝土逐渐升高,当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架。混凝土灌注至钢筋骨架底部时,灌注速度太快,造成钢筋骨架上浮。混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋骨架底时,结块的混凝土托起钢筋骨架。灌注过程中导管埋置过深,混凝土产生较大的浮力,造成钢筋笼上浮。

2.对策

   清孔时认真完成满足要求,当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使导管底口高于骨架底部2m以上,然后恢复正常灌注速度。同时,控制导管的埋深在2~6m范围内。

十二、桩身混凝土强度低或混凝土离析

1.可能存在的问题

   施工现场混凝土配合比控制不严,搅拌时间不够和水泥质量差。

2.对策

   严格把好进场水泥的质量关,控制好施工现场混凝土配合比,掌握好搅拌时间和混凝土的和易性。

十三、桩顶混凝土不密实或强度达不到设计要求

1.可能存在的问题

   由于实际超灌混凝土高度不够,混凝土浮浆太多,孔内混凝土面测定不准。

2.对策

   根据相关规定,桩顶混凝土灌注完成后应高出设计标高0.5~1m。在灌注最后阶段,应由专人控制混凝土灌注面的标高,避免控制不到位影响桩身质量或造成混凝土浪费。

 

结束语

   综上所述,桥梁钻孔灌注桩施工工序较为复杂,影响钻孔灌注桩质量的因素众多,对技术人员及施工管理的水平要求较高,只要管理人员、现场施工人员及监管人员增强质量意识,齐抓共管,对施工工序各个环节严格把关,孔桩的施工质量就能得到保证。同时,我们还应不断加强对钻孔灌注桩施工技术的研究、分析和总结,进一步提高质量控制水平。

 

参考文献

[1] 樊仲勋 汤宝仁,《工程质量》钻孔灌注桩灌注方法之探讨及灌注过程典型事故的紧急处理措施       

[2] 马权华 蒋承团 时忠,《中国科技信息》钻孔灌注桩基础的缺陷成因分析及防治措施

[3]《公路工程质量检验评定标准》第一册 土建工程   JTG F80/1-2017

[4]《公路桥涵施工技术规范》 JTG/T F50-2011

[5]《公路桥涵施工技术规范》实施手册 JTG/T F50-2011

[6]《公路工程管理与实务》全国一级建造师执业资格考试用书

扫二维码用手机看

   欢迎关注信远集团微信公众号或联系客户咨询!

信远集团

西安市曲江新区雁翔路3269号旺座曲江D座15层

全过程咨询

————————

 

项目管理            决策咨询            工程勘察咨询
工程设计咨询     招标采购            造价咨询
工程监理            工程法律咨询     运营维护

BIM技术咨询      其它专业咨询及培训

建筑工程医院

————————

 

检测诊断            司法鉴定           证据保全 
责任纠纷            维修加固           升级改造
报废工程处理      特种工程           技术问题研究

资讯快递

————————

 

集团新闻         行业快讯
公示公告         信远智库