桥梁钻孔桩基础施工质量控制研究
2017-03-28
随着交通业的迅速发展，对现代桥梁的荷载及跨度都提出了更高的要求，这都与桩基础的承载力息息相关。桥梁钻孔桩基础以价廉质优、沉降量小、施工安全及稳定性好等优点，一直被广泛应用于桥梁基础工程施工中。由于其施工工艺较为复杂，所以在施工过程中常常会遇到坍孔、斜孔、扩孔、缩孔、卡钻、掉钻、断桩、钢筋笼上浮等问题，严重影响着施工质量。只有把这些施工问题进行控制与解决，而后在此基础上进行成桩后施工质量控制及做好桩基的养护管理工作，才能从整体上控制桩基础的施工质量。
1 钻孔方面的施工质量控制
1.1 坍孔
其主要特征是孔内水位经常出现升降，孔口有细密的水泡冒出，在出渣量大幅增加的情况下，却看不见进尺，使钻机负荷明显增大。坍孔的主要原因是由于孔内水头不能保证、泥浆性能不符合要求以及机具碰撞孔壁等造成的。
控制措施：当发生坍孔后，先要查明其具体位置，然后再进行处理。在坍孔位置较深但不严重时，可以采用将粘土回填至坍孔位置2.5m以上，加大泥浆比重、改善泥浆性能、加高水头等措施，继续慢慢钻进；如果坍孔严重，那么必须立即采取将该钻孔用砂类土或砾石土全部回填，在没有砂类土和砾石土时，也可在粘质土中掺入5%-8%的水泥进行回填，当孔内的回填土稳定之后在从新钻孔；坍孔位置不深的，可以直接将护筒内的填土夯实，而后从新开钻。
1.2 斜孔
造成斜孔的主要原因是由于钻架不平、移位、岩面倾斜、地质松软、钻头遇到探头石等。
控制措施：在钻孔时，应该对钻盘和钢丝绳进行经常检查，钻盘要保持水平状态，钢丝绳要保持垂直状态，发现偏差要及时调整。当斜孔不严重时，可以吊住钻头在出现偏差的位置上进行反复扫孔，让钻孔正直。如果偏斜严重，那么最好采取回填粘质土或片石的方法，等待其沉积密实、稳定后从新开钻。
1.3 扩孔和缩孔
扩孔一般是由于钻杆的摆动过大或孔壁坍塌造成的；缩孔通常是地层中含有泥质页岩、软塑土、膨胀土等地质造成的。
控制措施：对于扩孔的处理办法主要都是采用一些失水率小的优质泥浆护壁，改善钻机的性能（减小钻摆动）来控制扩孔率；在缩孔发生后，应首先查明原因，如果是钻头磨损造成的，应对钻头及时补焊或加大钻头；要是由于地质因素造成的缩孔，通常是采取钢护筒防护，钢护筒的长度要具体根据不良地质的厚度决定，最好是在全部的不良地质上都使用钢护筒。
2 桥梁钻孔时钻机的施工质量控制
桥梁钻孔时钻机会经常出现卡钻和掉钻的情况，必须采取控制措施处理好这两个方面的施工问题：
2.1 卡钻
卡钻多数是发生在冲击钻孔上，是由于形成了十字孔、梅花孔、冲锤磨损未能及时补焊、冲锤倾倒、新钻过大而钻孔过小、遇到异物卡住等原因造成的。
控制措施：出现卡钻情况后不能强行提出，应该用小锤冲击或用冲吸结合的方法使周围钻渣达到一定疏松度后再提出。
2.2 掉钻
掉钻一般是由于钻杆磨损过于严重，钻锤的钢丝绳卡口螺丝松动或其磨损严重造成的。
控制措施：掉钻是在桩基钻孔桩施工中常见的问题之一，会影响其施工进度及质量，所以建议为每台钻机都配备打捞工具。在掉钻情况发生后，应及时用打捞钩、打捞叉、绳套等工具进行打捞。一旦打捞时间过长而造成钻头被埋，首先就要清理泥沙，然后再使用打捞工具进行打捞。
3 钢筋笼上浮及控制措施
钢筋笼上浮的主要原因：在灌注混凝土成桩过程中，由于钢筋笼自身的重量较轻，当导管中的混凝土快速下沉时，瞬间的反冲力会导致钢筋笼上浮。
控制措施：首先钢筋笼放置的位置应该准确，其次可以考虑将钢筋笼顶端与护筒焊接在一起，还要合理的控制混凝土的灌注速度，做到勤测深、勤拆管。
4 断桩时的施工质量控制
断桩产生的主要原因：在进行灌注时由于导管过高的提升，导管底部严重的与混凝土层脱离。其主要原因是由于操作不当、提升过猛，深度的测量不够准确，判断上出现错误而造成的。当灌注作业由于管路堵塞不能被及时排除时，而导致其施工中断时间较长，严重的影响了表层混凝土的流动性，在继续灌注时，混凝土将会顶破表层，产生大量的浮浆和泥渣将表层覆盖包裹，从而导致了断桩的形成。
控制措施：首先，灌注前要对每个作业环节和施工细节做好认真的分析和检查，从而制定出现对有效的预防措施；其次，在灌注中要严格的遵守操作规程。确保灌注作业有条不紊的连续进行，对混凝土表面进行反复细心的探测，认真的绘制出混凝土灌注曲线，让导管的提升更加准确。导管提升的速度应当做到匀速平稳、慢慢起升，并且还要控制好灌注时间。在查明断桩的原因后，当灌入的混凝土不多时，可以先将其全部清除，然后从新灌注；如果混凝土的灌入量较多，可以通过打小孔的办法对其进行治理。当断桩在地下水位以上或是处于较浅的位置时，应当挖出断桩部位并清除其多余的混凝土，而后从新安装模板浇筑成校；当断桩位置较深时，应当采用锚固校和压浆补强的方法来处理，也可以在原桩两侧施工补救桩。
5 成桩后的施工质量控制
5.1 成桩后的桩长与设计要求不符
由于孔底沉积的虚碴在清孔时未清理干净或嵌入基岩深度较浅而导致的桩长不足。
控制措施：由于这种现象的处理难度较大，通常在取的设计单位同意的情况下，采取钻孔桩底部高压注浆处理。
5.2 桩体混凝土不连续
在灌注过程中，由于孔壁局部坍塌的杂物侵入混凝土、混凝土和易性差等因素在桩体形成夹层导致导致钻孔桩混凝土不连续。其控制措施具体分为：
5.2.1 当钻孔桩底部混凝土出现夹碴时，应该采取高压注浆或桩底部压浆的方法处理。
5.2.2 桩体出现不连续情况或少量夹层时，应先用小型冲击钻钻出孔洞，再进行置换清理杂物和泥浆。清理完成之后，即可进行高压注浆处理。
5.2.3 桩体夹层较为严重的，选在钻孔桩的中心位置钻一个小孔查明夹层范围。然后，以钻孔桩中心为圆心，使用冲击钻钻出大孔，在孔处进行人工清理，待清理完成后，进行高强混凝土的灌注。
6 桩基的养护和管理
在桩孔灌注完后，即成为桩基。在桩基的养护阶段，应该注意相符合于其设计的性能要求。对于不符合设计要求的桩基要责令返工或修复，必须保证桩基的整体结构强度及密度一致，以确保整体桩柱的均匀受力，避免因桩基的施工质量问题而影响到这个工程的施工质量。
7 结论：
总而言之，桩基相当于桥梁的命脉，是桥梁施工的关键环节之一。由于其施工工艺复杂，施工难度大，所以出现了诸多不可避免的施工问题，所以应该结合工程的实际情况，采取必要的施工质量控制措施，有针对性地预防和解决施工存在的问题，这样才能保质保量地完成施工任务。
参考文献
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