桥梁钻孔灌注桩

桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的处治

本文着重结合工程实际对桥梁基桩缺陷的形成原因进行分析，并将几种较成功的处理方法作介绍，供同行交流。

随着我国交通基础设施建设的快速发展，钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点仍将被广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域。 灌注桩属于隐蔽工程，但由于影响灌注桩施工质量的因素很多，对其施工过程每一环节都必须要严格要求，对各种影响因素都必须有详细的考虑，如地质因素、钻孔 工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严，就会在灌注中产生质量事故，小到塌孔松散、缩颈，大到断桩报废，给国家财产造成 重大损失，直至影响工期并对整个工程质量产生不利影响。

2.1.1 形成断桩原因分析

断桩是严重的质量事故。对于诱发断桩的因素，必须在施工初期就彻底清除其隐患，同时又必须准备相应的对策，预防事故的发生或一旦发生事故及时采取补救措施。断桩产生的原因有以下几个方面：

(1) 灌注混凝土过程中，测定已灌混凝土表面标高出现错误，导致导管埋深过小，出

现拔脱提漏现象形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期，超压力不大或探测 仪器不精确时，易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此，必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度，并认真核对，保证提升导管不出现失 误。

(2) 在灌注过程中，导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大，以及灌

注时间过长，导致已灌混凝土流动性降低，从而增大混凝土与导管壁的摩擦力，加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管，在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。

(3) 卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一。由于人工配料(有的机械配料不及时校

核)随意性大，责任心差，造成混凝土配合比在执行过程中的误差大，使坍 落度波动大，拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象，使粗骨料相互挤压阻塞导管；坍落度过小或灌注时间过长，使混凝土的初凝时间缩短，加大混凝 土下落阻力而阻塞导管，都会导致卡管事故，造成断桩。所以严格控制混凝土配合比，缩短灌注时间，是减少和避免此类断桩的重要措施。

(4) 坍塌。因工程地质情况较差，施工单位组织施工时重视不够，有甚者分包或转包，

施工者谈不上有什么经验，在灌注过程中，井壁坍塌严重或出现流砂、软塑 状质等造成类泥沙性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例，较为严重。而且位置深、难处理，是导致工期无限延期及经济上大量浪费的重要因素之 一。

另外，导管漏水、机械故障和停电造成施工不能连续进行，突然井中水位下降等因素都可能造成断桩。因此应认真对待灌注前的准备工作，这对保证桩基的质量很重要。

2.1.2 断桩处理的几种方法

(1)原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩，采用彻底清理后，在原位重新浇筑一根新桩，做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、 周期长、费用高，可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用

(2)接桩。在灌注过程中发生导管焊口破裂，确保工程质量，停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。挖至合格数处利用人工凿毛，按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。

(3)桩芯凿井法。这种方 法说起来容易做起来难，即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井，深度至少超过缺陷部位，然后封闭清洗泥沙，放置钢筋笼，用挖孔混凝土施工 方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度0.6m，如果遇到个别桩水处理不好、降不下去，更是困难重重，导致质量、工期和经济上的重大损失。

2.2 缩颈

在钻孔过程中，由于钻锥磨损或焊补不及时，再或地层中遇到膨胀的软土、粘 土、泥岩等，容易产生缩孔现象。

2.3 灌注时发生井壁坍落

成孔后灌注水下混凝土时发生坍孔现象，若坍塌不止，应将导管拔出，以粘土回填重新成孔；轻微坍落在施工中不易被察觉，声测时发现局部裹泥或夹砂现象。

孔灌注桩施工质量控制技术

结构的质量安全，桩基础处理采用钻孔灌注桩技术。

1．准备阶段

(1)施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、桩长、标高等了解清楚。

(2)桩位放样。测量人员将4根直径400mm的钢管打入强风化层作为定位桩。

(3)将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定，确保导向框位置准确。

(4)插打钢护筒。钢护筒壁厚12mm，根据各墩不同地质情况决定护筒长度，护筒下沉深度穿过覆盖层。

(5)插打钢板桩围堰。采用拉森——Ⅲ型钢板桩沿导向框排列．用Dz-60Y型振动锤振动下沉，直至穿过覆盖层为止。

2.钻孔阶段

(1)安设钻机，使钻杆中心重合，其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整。

(2)用冲击钻钻孔时，应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时，才能开钻。

(3)钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术，在黏土层，适当少投泥土，靠钻进自行造浆，在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。

(4)孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力，护筒内水位始终高于水库水位，遇松散地层时，适当增大泥浆相对密度和稠度，尽量减轻冲液对孔壁的影响，同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。

(5)钻进过程严禁孔内掉进钻头、钻杆及其他异物，经常检查钻头的磨损情况。

(6)钻进过程随时留取渣样，每米不少于1组，在离设计标高1.0～1.5m范围内，每30cm留1组，每根桩渣样不少于3组。

3．清孔阶段

(1)清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部清除，使混凝土与基岩接合完好，以提高桩底承载力。

(2)终孔后，将钻头提至距孔底的0.2-O.3m处，使之空转，然后将残存在孔底的钻渣吸出；必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力，使沉渣排出孔外。

(3)当钢筋笼下沉固定后，再次复检孔深和沉渣厚度等。若沉渣超标，可用导管中附属的风管再次清孔，直至全部符合设计要求和工艺标准。

(4)清孔结束前，将泥浆比重调整到规定范围，以保证水下混凝土的顺利灌注，同时保证成桩质量

4.钢筋笼的制作及安装阶段

(1)进场的钢筋必须出具合格证或产品质量检验报告，同时还按现行钢筋检验标准取样试验，不符合质量要求的钢材严禁使用。

(2)在成孔过程中及时组织钢筋笼的加工制作。钢筋笼采用分节制作后搭接焊的方式，接头错开，在同一截面内，接头数不超过钢筋总数的50%，同时声测管固定在笼的内部，均匀分布在圆周的四个点上。

(3)起吊钢筋笼时，吊点准确，保证垂直度，然后对准孔位徐徐下放，吊装过程中，节与节之间进行焊接，必须保证焊接长度和质量，且要控制焊接时间不宜过长。

5．灌注水下混凝土阶段

(1)灌注前对桩孔质量、回淤沉碴厚度、泥浆指标、桩底标高进行一次全面检查，防止意外事故发生。

(2)灌注水下混凝土的导管逐节拼接，导管直径为25cm，每节长度为2m～4m，以便调节高度。拼接后进行压水试验，合格后方可使用。

(3)混凝土的初存量应保证首次填充的混凝土入孔后，使导管埋入混凝土的深度大于1m，在灌注过程中，导管埋深不大于4m。

(4)每灌注一车混凝土后，用测锤测量混凝土面的上升高度，并作好记录，绘制单桩柱状图，根据此数据，换算该桩的桩径各段的扩孔率。

(5)钻孔桩灌注混凝土过程应连续灌注一次完成。