桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的分析与处治张涛

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的分析与处治张涛

张涛

张涛

枣庄市公路管理局公路技术管理处山东省枣庄市277100

摘要：我国是一个多山的国家，在道路工程建设施工中需要加强对桥梁工程的施工质量控制，对于桥梁工程施工中钻孔灌注桩质量缺陷是比较常见的，也是工程施工单位比较烦恼的问题，因此，本文就桥梁钻孔灌注桩质量缺陷进行分析，同时针对其缺陷与不足，提出一些科学的预防及处理措施。

关键词：桥梁；钻孔灌注桩；质量缺陷；分析

一、桥梁钻孔灌注桩施工中常见问题、产生原因及处理对策

桥梁钻孔灌注桩基础施工事故主要有坍孔、钻孔倾斜、弯孔、导管脱落、导管卡住、断桩等问题，同时，在桩基础施工遇到的障碍在目前也给出了相应的处理对策。

1.1孔壁坍陷

钻进过程中，如发现排出的泥浆中不断出现气泡，或泥浆突然漏失，则表示有孔壁坍陷迹象。

造成原因：孔壁坍陷的主要原因是土质松散，泥浆护壁不好，护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。

防治措施：在松散易坍的土层中，适当埋深护筒，用粘土密实填封护筒四周，使用优质的泥浆，提高泥浆的比重和粘度，保持护筒内泥浆水位高于地下水位。

1.2缩颈

缩颈即孔径小于设计孔径。

造成原因：桩周围土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成的。

防治措施：采用优质泥浆，降低失水量。

1.3桩底沉渣量过多

成孔后桩孔出现孔底沉渣过多，清理不干净。

造成原因：清孔不干净或未进行二次清孔；泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起；钢筋笼吊放过程中，未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底：清孔后，待灌时间过长，致使泥浆沉积。

防治措施：成孔后，钻头提高孔底10一2Ocm，保持慢速空转，维持循环清孔时间不少于30分钟。

二、灌注桩施工时各环节的控制要点

2.1施工准备

首先明确现场处理时的各道工序负责制，并委派专业工程师对处理过程进行全过程不问断的控制，保证处理质量。其次准备好所需钻孔、压浆等机具，由于施工现场极不乎整，加上灌注桩的桩头外露钢筋挡视，须在该桩头上部搭设一个悬空工作平台，以保证钻孔、压浆作业。

2.2钻孔取芯，进一步检查验证

由于断层较深近桩底，因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进行垂直度校正，防止钻孔到不了17.5～18.0m处就斜刘桩壁以外，无法安排下道工序。同时，在钻机（可选用砼取芯机G-210型）钻孔取芯过程中，要对每节混凝土芯样进行认真分析总结，密切关注芯样的变化情况。现场情况表明，该桩取芯到18m以上都完好无损，且无夹泥，混凝土的强度也较好。而在18m后无完整的混凝土，芯样中除蜂窝状夹带个别石料且很不成型的砂浆外，几乎就是中粗砂砾。这说明了两点：其一是小应变检测和实际是相吻合的，基本反映了工程的实际情况；其二证实了该桩钻孔深度达到了设计深度21m，只是在灌注第一盘砼时没有封住导管，加上沉淀过快，导管在砼开盘前已经被中粗砂砾淤埋，之后在操作导管时可能过提，没有被及时发现或重视，导致该底桩在3米范围内混凝土没有成型，发生断桩。

2.3孔底清淤

根据上述钻孔取芯结果，表明桩底淤积了中粗砂砾，决定采取清空桩底淤积中粗砂砾后灌注高标号水泥浆进行置换处理。但是采用7cm的钻杆要将桩底约3.5的中粗砂砾清空是有很大难度的，尤其在中粗砂砾地质中钻进很容易发生埋钻事故，因此，要加大清孔频度。为了防止埋钻事故的发生，根据清孔经验，先将钻头下到18.5m处不停地清孔，约半小时后有大量的中粗砂砾沿钻杆和孔壁陆续泛出。同时结合施工规范，根据清孔工作量准备足量纯碱（Na2CO3）和聚乙烯。纯碱的作用可使PH值加大，使土颗粒分散，使粘粒表面负电荷增加，为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了条件，增加水化膜厚度，提高泥浆的胶体率和稳定性，降低失水量；聚乙烯的作用是提高泥浆的使用性能。用纯碱、聚乙烯加少量黄土配制成的泥浆用手抓粘而有滴的感觉，即可开始清孔。在清孔过程中要安排专人对泛砂不停地进行排除清理，根据清出的中粗砂砾的总量统计，在清孔6小时后基本排尽了孔底3.5的中粗砂砾，之后孔口周壁泛砂已很少，且从孔口涌出大量呈白色的、和清孔时配制的泥浆几乎一样的泥浆，这就可以判定孔底基本排尽中粗砂。为了防止孔底周壁中粗砂砾的涌入，在压浆前不能停止清孔。

2.4压浆处理

为了保证压浆能一次性成功。应先计算压浆所需的525#水泥用量。在配制水泥浆时，尽可能按高标号配制。但水泥浆过稠会导致压注困难，通过多次配制压注实验，最后确定水泥浆配制比例为1：1。刚开始压注时，将钻头埋设到桩底20.5m处，在压注过程中，特别要注意对孔口壁的封闭，不能让水泥浆外溢，只能有少许泥浆甚至清水流淌出来，直到无法压注为止。随后打开封闭的孔口壁，这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆，与注入的配制水泥浆基本一致，补注水泥浆即可停止。为防止在17.5m处有新的断层或蜂窝现象产生，应将钻头定位于17.5～18m处进行二次补浆，直到压注不动为止，然后慢慢提钻并不断压浆到桩顶。经过2小时压注，压力达到2MPa，共用去约2.1m的水泥浆。配制水泥浆时留下试件取样，28天试件强度达到32．5MPa，超过桩体原设计强度。注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量。为了减少因水泥浆收缩而产生孔隙，可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂（按1：10000比例）。

2.5二次取芯验证

压注水泥浆属地下隐蔽工程，具体效果如何，只能通过再次取芯检测。为了减少二次取芯的难度和费用，待水泥浆终凝后12小时即在原孔位取芯验证。二次取芯验证的孔位确定要根据具体情况而定，二次取芯同样要注意钻杆的垂直度及17.5～18m处的芯样质量。经过观测，从桩顶到桩底21m处的芯样都完好密实。待该桩底压浆强度成型后，再次安排对该桩进行小应变检测，检测表明桩长21.0m，且被判为质量较好的A类桩。

三、钻孔灌注桩的质量控制

钻孔灌注桩的施工质量直接影响到上部结构的稳定与安全。部颁《公路工程质量检验评定标准》JTJ07198对钻孔灌注桩的质量作了严格的要求，明确规定了钻孔灌注桩进行无破损检测，这一结果需由设计单位的确认。对钻孔灌注桩的施工质量控制，我们还应注意以下几点：

1.为确保砼浇灌顺利，粗骨料应选用5-25碎石，增加砼流动性，保证桩身砼的密实性。

2.钢筋须有出厂质保书，并须复试合格后方可使用，焊接接头试验须合格后才能使用。

3.为保证桩的垂直度，钻架就位后用水平尺校正，钻架安装平稳，使主动钻绳与中心在同一条铅垂线，保证钻孔的垂直度。

4.为保证孔径，根据试成孔情况及时调整钻头直径，使成孔直径达到设计要求。

5.施工过程中必须贯彻施工质量检测制度，即自检、互检、专检、抽检制度。

6.做好隐蔽工程验收，未经验收不得进行下道工序施工。

7.按规定做好试块并标明试块的桩号、日期，及时拆模送养护室养护。试块达到28天强度后，及时做好送检工作。

8.施工阶段，做好原始记录及交接班工作，以备查用。

结束语

灌注水下混凝土是成桩的关键工序，灌注过程中应明确分工，密切配合，统一指挥，连续施工，灌注成高质量的水下混凝土，防止事故和发生桩身缺陷。对每道工序必须认真对待，一旦发生事故将造成很大的经济损失和延误施工工期。如出现事故时，应认真分析原因，采取合理的技术措施，及时设法补救，对于确实存在缺陷的基桩，应尽可能设法补强，不宜轻易废弃，造成过多的损失。

参考文献

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[2]祖小宁.桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践[J].中国科技博览，2011

[3]陈剑峰桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的处治实践[J]《城市建设》-2012（32）

[4]陆宏.钻孔灌注桩在某公路大桥的施工技术方法[J].建材与装饰（下旬刊），2013（05）.