浅谈钻孔灌注桩的施工管理

刘荣海

在高速公路迅猛发展的今天,钻孔灌注桩是公路桥梁建设中的一个关键环节,如何保证施工质量,避免事故的发生已经成为了广大桥梁建设者应该时刻考虑的问题。在施工过程中,由于地质水文资料与实地施工时的地质情况有一定出入,造成了施工时的诸多不便;施工方法和操作过程的监控不够缜密也是工程中产生各种问题的主观原因。通过一些施工工程事例,总结钻孔灌注桩各类常见事故发生的原因、造成的危害以及预防和处理措施,为在今后的施工中遇到同类的问题提供参考。

1 坍孔

1.1 现象

地质情况不好常发生坍孔,有时会在钻机范围内造成塌陷。但坍孔事故多发生在孔内,主要表现为孔内水位突然下降;出土量显著增加;钻机负荷显著增加等等。

1.2 原因分析

地质勘探主要存在勘探孔间距太大、孔深太浅、土工试验数据不足、桩周摩阻力和桩端阻力不准等问题。设计文件主要存在桩型选择不当、原始地面标高不清等问题。因此,在桩基础开始施工前,应针对这些问题对地质勘探资料和设计文件进行认真审查。必要时进行补充勘探,防止桩端落在较薄的持力层上而发生桩端冲切破坏。

施工时遇到的问题:1)护筒制作不符合要求,埋置护筒的方法不当,缺乏因地制宜、灵活的埋置方法。2)掏渣时,忽视向孔内注入泥浆或水掺黏土;掏渣后,水位低于正常水头高度,地下水高于护筒水位,使护壁被水位压强破坏,造成坍孔。3)在成孔后灌注混凝土前,吊入钢筋骨架时,骨架偏位摆动碰坏孔壁造成坍孔。4)清孔后放置时间太长,没有及时浇混凝土,而且没有采取预防措施,造成坍孔。

1.3 应对措施

1)坍孔发生在护筒底脚处,根据实际情况,可以立即拆除护筒,回填钻孔,重新埋设护筒后,再钻进;采用加长护筒,使护筒通过振动锤继续下沉,直至埋于坍孔位置以下,外围用黏土或装有黏土的草袋回填夯实,重钻时,控制好泥浆稠度和水头高度(见图 1)。2)若坍孔位置较深,则可以由测深锤和实际的地质情况分析实际的坍孔程度,若不严重,则可以加大泥浆比重,继续钻进;若坍孔较为严重时,则应立即用砂或小砾石加黏土回填至坍孔以上位置,甚至将整个钻孔全部回填,暂停一段时间,使回填土沉积密实,水位稳定后,重新钻进。3)若回填重钻时,经采取以上措施仍连续、严重坍孔时,根据地质情况,可以用地质钻机钻至坍孔区进行压浆处理,从而防漏堵漏,重新钻进。

2 混凝土浇筑事故

2.1 原因

1)首批混凝土储量不足、导管接头不严或者焊缝破裂进水、导管提升过猛或测深错误引起超提等导致导管进水;2)导管埋入混凝土太深,导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土之间阻力过大;提管过猛将导管拉断造成埋管;3)混凝土本身的原因、混凝土在导管内停留时间过久或灌注时间持续过长导致最初浇筑的混凝土已经初凝而引起堵管,使混凝土与钢筋笼之间因为初凝而粘结起来,底下的混凝土向上翻时导致钢筋笼上浮,或由于清孔不彻底的原因引起断桩;泥浆太稠或混凝土太轻而造成混凝土标高不够。

2.2 处理方法

1)导管进水的处理。由于首批混凝土储量不足引起的导管进水,可以将孔内散落的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗清除出来,然后重新灌注水下混凝土,由于导管接头不严或导管超拔引起的导管进水,可以将原导管或更换的导管重新插入混凝土中,用潜水泵或吸泥机将导管内的水和泥浆吸出,然后继续灌注。2)堵管的处理。可以用事先安装在浇筑漏斗上的附着式振动器将混疑土振下去,用吊机吊着导管,在不将导管超拔的情况下,上下提动导管,使管内的混凝土下去;如果以上方法混凝土仍下不去,只有将导管拔出来,按导管进水的处理方法进行处理。3)埋管的处理。开始时,可用导链滑车、千斤顶试拔。如果仍拔不出,当孔径较大时,已浇的表层混凝土尚未初凝,可以另下一根导管,按照导管进水的处理方法进行处理。4)钢筋笼上浮的处理。用重物强行将钢筋笼压下去,将粘结层破坏掉后继续浇筑,如果不行,只有将钢筋笼提出来,将孔内已灌的混凝土用抓斗或吸泥机清除后准备二次灌注。5)混凝土标高不够的处理。可以用加高护筒的方法,经过抽水、除渣,再浇筑混凝土。

3 断桩

3.1 原因

1)首批封底混凝土数量不足,导管底口距孔底间距过大,下落混凝土不能有效掩埋导管口,使泥水从底口进入导管形成断桩;2)灌注混凝土时导管提升过猛过快或测深不准使导管底口脱离混凝土而引起断桩;3)由于导管埋入混凝土太深或导管埋设不正被钢筋笼卡住,不能提升而终止混凝土灌注,形成断桩;4)混凝土灌注时发生严重的塌孔事故而形成断桩;5)机械设备差,因故障修理又无备用设备和手段,导致混凝土初凝,不能继续灌注而断桩;6)突然停电,又无发电设备而导致灌桩工作停止。

3.2 处理方法

1)在灌注混凝土开始不久出现的问题,也就是混凝土灌注量还比较少时,应迅速拔出导管和钢筋骨架,将可吸出的混凝土尽量吸出,如全部吸出,问题处理后重新灌注混凝土,如部分吸出,将剩余已硬化的混凝土凿除,再灌注混凝土;2)如灌注中发现导管进水或其他故障,如有充足时间,在灌注混凝土不初凝的情况下,可将导管拔出,修理后采用管底堵塞的隔水方法,重新插入导管,去掉底塞恢复灌注或直接将导管插入已灌注的混凝土中,并不小于2 m,将导管内的水和表层稀松的混凝土吸出后重新灌注。

4 缩径

4.1 原因

钻孔灌注桩的坍孔与缩径从表面上看是两个相反面,实际上产生的原因却基本相同。主要是地层复杂、钻进进尺过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成的。

4.2 处理方法

一般泥浆比重为1.25 kN/m3,是水的1.25倍。采取压入水泥浆方法,水泥浆从钻杆灌入,边灌浆边徐徐提升钻头,如灌注水下混凝土,水泥浆灌至超过漏浆处2 m即可,这时水泥浆在静压作用下会流入穿孔处,硬化后可将穿孔堵住,且会形成一层较坚硬的水泥皮护壁,也减少了塌孔的危险,压入水泥浆24 h后即可重新开始。此法对处理穿孔漏浆比较有效。在处理穿孔漏浆事故中,也采用了在漏浆护筒周围回填碎石以增加护筒埋深的方法。

以上叙述的钻孔灌注桩的常见问题及处理方法,还有许多不够完善的地方,还需要不断地加深理论研究和学习。总而言之,钻孔灌注桩施工中发生的问题,要根据工程实际情况加以预防和处理,这就会减少工程的损失和浪费,降低工程的成本,加快工程的进度,提前竣工日期,尽早发挥经济效益和社会效益。

[1] 卓永辉.浅谈钻孔灌注桩的质量控制措施[J].山西建筑,2008,34(20):215-216.