铁路桥基加固钻孔灌注桩的施工质量控制

  1前言

  宝成线YK585+550绵远河大桥位于黄许镇至罗江区间,建成于1953年,该桥属浅埋基础,基础地质为砂夹卵石,建成后曾先后6次对病害进行整治均收效甚微。经再次现场勘测,成铁局决定对该桥1~14#墩基础进行桩基置换,将原木桩置换为钢筋砼钻孔灌注桩,彻底整治该桥病害。该桥14个墩的148根钻孔灌注桩成为控制工期的关键所在。2002年12月至次年4月,经过施工单位精心组织、精心施工,采用十字形钻头的冲击钻机钻孔,优质、高效、按期完成了施工任务,且锻炼出一支强有力的施工队伍,在钻孔灌注桩的施工方面积累了许多难能可贵的经验,在此就施工质量控制方面的要点进行整理,旨在指导以后的施工,谋求生产管理水平的进一步提高。

  2钻孔灌注桩施工质量控制

  2.1施工前质量控制

  (1)建立健全施工组织机构,包括现场施工组织、工程监理等。组织职工、劳务工进行技术业务培训,经考试合格后方可挂牌上岗。

  (2)对工程所需的水泥、钢筋、砂石料等按规定送检,选取砼配合比,落实砼的搅拌及运输机械,没有产品合格证的原材料不得进场。

  (3)研究设计文件和施工组织设计,重点包括工程地质报告、桩位平面布置图、桩基结构施工图、钻孔的工艺流程等,对与现场实际不符处及时向上级主管部门及设计单位提出,使工程质量具有可靠的技术保证。

  (4)检查供电能力,检修机械设备,备好造浆用的优质粘土(或膨胀土)及回填修孔用的片石等。

  (5)布好水管路,设置泥浆池,防止灌注水下砼时挤出的泥浆污染环境及影响其它工序。

  (6)建立质量监督机制,由技术人员专人负责质量检查及台账管理。

  2.2施工中质量控制

  (1)由技术人员复查测量放线、桩位及标高控制。

  (2)检查验收钢筋笼的制做质量,包括钢筋直径、数量、间距、搭接长度、焊接质量等,并按规范要求进行除锈。

  (3)在钻孔过程中,必须保证护筒内规定的水头高度和泥浆稠度,随时检验泥浆比重和含砂率,并填写泥浆试验记录表。

  (4)钻孔应一次成孔,不得中途停顿。在钻孔过程中,应随时了解地质情况并做好记录,在绵远河工程中,就曾有几根桩因地质情况特殊而变更设计,并应随时检查孔位,其偏差不应大于10cm,发现偏孔及时处理。为预防卡钻,应经常检孔。钻头直径磨耗超过1.5cm时,应及时更换、修补。钻孔达到设计深度后,应对孔径、孔深和孔形等进行检查,并填写钻孔记录表。

  (5)冲击法钻孔,为防止冲击震动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固,应待邻孔砼灌注完毕,并达到2.5Mpa抗压强度后方可开钻,以免因震动影响砼质量。

  (6)钻孔至设计高程经过检查后,应立即进行清孔。规范对灌注水下砼前容许沉碴厚度控制为:柱桩≯10cm,摩擦桩≯30cm。根据经验,如果清孔测量与灌注水下砼的时间间隔超过1h,护壁泥浆将会产生一定厚度的沉积需进行二次清孔。冲击钻机宜用抽碴法清孔,抽碴时,应及时向孔内注入清水,保持孔内水位,避免坍孔。不得用加深孔底深度的方法代替清孔。

  (7)清孔后钢筋笼即吊装入孔,然后牢固定位,以免在灌注砼过程中发生掉笼或浮笼现象。注意填写检查记录,确认各项都符合设计要求且经监理工程师检查签认后,方可下串筒灌注水下砼。

  (8)灌注水下砼时,必须由技术人员在旁监控,要经常检查浇注砼的水灰比,测定其坍落度及控制搅拌时间,填写水下砼灌注记录。每根桩至少制做一组砼试压件送检。

  (9)组织定期和不定期现场质量会议,及时分析通报工程质量情况。

  2.3施工后质量控制

  (1)砼的养生。包括桩顶砼和砼试件的养生,桩顶砼可做蓄水养护,砼试件可送试验站标养。

  (2)桩顶凿除浮浆后,应无松散砼。桩顶标高、嵌入承台内的锚固钢筋长度均应符合设计要求。

  (3)组织设计单位、建设单位、超声波检测方、施工单位的人员对施工完达到养护期的桩进行超声波检测。选择检测桩时应考虑以下因素:①选择受力比较关键的桩;②尽量选择有代表性的桩;③选择对施工质量有怀疑的桩和施工过程中有特殊情况的桩。

  3钻孔灌注桩施工过程中应重点抓好的质量问题

  3.1钻孔事故处理

  发生钻孔事故后,应仔细分析,查明原因,再进行处理,确保成桩质量。常发生的钻孔事故有以下几种:

  (1)坍孔。坍孔不严重者,可加大泥浆比重继续钻进;严重者回填重钻。

  (2)偏孔。偏孔不严重时,可重新调整钻机或卡杆孔继续钻进;发生严重偏孔、梅花孔、探头石时,应回填硬质带角棱的石块修孔,必要时反复几次修孔,回填时应多填高0.5m。

  (3)卡钻。发生卡钻时,不宜强提,以免掉钻或坍孔。应查明原因和钻头位置,采用晃动大绳或钻头以及其它措施,使钻头松动后再提起。

  (4)掉钻。发生掉钻时,应及时查明原因,采取有效措施,尽快处理。如钻头被埋住,应首先清除泥砂,再进行打捞;如钻头被埋入孔内确实无法打捞时,一般常采用变更设计的方法来处理,即在坍孔桩的桥轴线方向两边分别设计两根桩来替代中间的坍孔桩,两桩之间采用承台(抬梁)连接成整体,绵远河工程中就曾出现过这种情况。但角桩的变更设计更为困难,只有在坍孔桩的45°线方向分设两根桩来替代且会增大承台平面尺寸,所以在受力控制桩(特别是角桩)的钻孔过程中应尽量避免钻孔事故的发生。

  3.2水下砼灌注

  钻孔灌注桩的水下砼灌注质量是影响基桩承载力的主要因素,是整个钻孔灌注桩施工过程中最重要的环节之一。

  3.2.1砼的配合比

  水下砼的骨料宜采用洁净的河砂、卵石,粗骨料粒径可采用1~4cm,即常说的豆石。为保证水下砼的灌注质量,增强砼的和易性,可掺入适量减水缓凝剂(如按水泥用量的3‰掺入木质素磺酸钙)。在拌制砼时,技术人员必须检查砼的配合比,抽检砼的坍落度,要求其坍落度为18~22cm。

  3.2.2首灌

  首灌直接影响到成桩质量及竖向承载力,在保证首灌量满足规范要求的前提下,还需保证首灌砼的质量及返浆的顺畅。砼的初存量应满足首灌砼入孔后,导管埋入砼的深度不小于0.8m以防止泥浆卷入砼中,且首灌砼必须用隔水栓封底。

  3.2.3砼灌注

  (1)砼应连续灌注,不得中途停顿,一般应控制在4~6h内浇注完毕。水下砼灌注面应高出桩顶设计高程0.5~1.0m,以便清除浮浆。

  (2)灌注时要使孔内砼保持均匀上升,严禁导管提离砼面,要专人随时用探锤测量砼面的实际标高,推算导管的埋入深度,统计浇灌量及时做好记录。在灌注水下砼时,导管埋入砼中的深度不得小于1m且不宜大于3m。

  (3)灌注过程中,如因导管漏水或拔出砼面、机械故障、操作失误或其它原因,造成断桩事故,应予重钻或向上级汇报会同有关单位研究补救措施。发生断桩事故时,若灌注时间不长,一般不超过2h,砼还没初凝,桩的灌注高度在几米以内,常采取迅速拔出钢筋笼重新钻孔的处理方法;若水下砼灌注时间较长,灌注深度较大时,可考虑用下钢护筒的办法来处理断桩;若以上两种方案均难以实施,则只有会同有关单位进行变更设计,与以上掉钻变更设计的方法相同。

  4结束语

  绵远河工程,是冲击钻机应用于钻孔灌注桩施工的一大尝试,既满足了工期,控制了成本,更保证了施工质量,成绩是有目共睹的。但如何用不同类型的钻机,采用不同的方案施工不同地质条件下的钻孔灌注桩,则是摆在我们面前的一个新课题。只有在积累以往经验的基础上,进一步的探索,才能取得真正意义上的提高。

  

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