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桥梁钻孔灌注桩施工的常见问题及处理

作者

李惊辉

身份证号:210113197112053237

1 成孔阶段常见问题及处理

1.1 钻孔偏斜

钻孔偏斜表现为钻孔垂直度偏差超过 1% (桩长大于 30m 时偏差超过 500mm ),导致桩体受力不均,影响承载性能。主要成因包括:场地平整度差,钻机安装不水平,钻架垂直度偏差超过 0.5% ;地质条件复杂,如遇软硬不均地层或孤石,钻头受力不均产生偏移;钻杆弯曲(弯曲度超过 1/1000)或连接不直,钻进过程中产生离心力导致偏斜。

处理措施:施工前平整场地,钻机安装时用水平仪校准,确保钻架垂直度偏差 ⩽0 .3% ;遇软硬不均地层时,降低钻进速度(控制在 1~2m/h ),采用小直径钻头预钻导向孔后再换大直径钻头;钻杆使用前进行直线度检测,弯曲超标者及时更换,连接时确保法兰盘紧密贴合。若已出现偏斜,当孔深较浅(小于 10m )时,可回填黏土至偏斜处以上 1~2m ,重新钻进;孔深较大时,采用扫孔法纠正,选用导向性好的合金钻头,缓慢扫孔至设计深度。

1.2 塌孔

塌孔表现为孔壁坍塌,出现孔内水位突然下降、泥浆中含砂量骤增、钻进时提钻困难等现象,严重时导致埋钻。主要成因包括:泥浆性能不佳,比重过小(小于 1.1)或黏度不足(低于 18s),无法形成有效护壁;地质为松散砂土或流塑状淤泥,孔壁自稳能力差;钻进速度过快(超过 3m/h ),孔内压力失衡;邻近施工振动或地表水渗入孔壁。

处理措施:根据地质条件调整泥浆性能,砂土地层泥浆比重控制在 1.1~1.3,黏度20~25s ,加入适量膨润土(掺量 5%~8% )增强护壁效果;松散地层采用慢速钻进(0.5~1m/h ),必要时采用套管跟进护壁;塌孔发生后,立即停止钻进,回填黏土或砂卵石至塌孔位置以上 2~3m ,静置 24~48 小时后重新钻进,钻进时保持泥浆面高于地下水位 2m 以上。

1.3 缩颈与扩颈

缩颈指孔径小于设计值(偏差超过 - 50mm ),扩颈指孔径大于设计值(偏差超过 ),均会影响桩体受力与混凝土用量。缩颈主要因塑性土层遇水膨胀,或钻头磨损未及时更换(直径磨损超过 10mm );扩颈多因钻头摆动过大,或在软塑地层钻进时泥浆压力不足。

处理措施:选用带保径装置的钻头,定期检查钻头直径,磨损超标及时修复;塑性土层钻进时,提高泥浆比重(1.2~1.4),加快钻进速度( 1.5~2m/h ),减少孔壁浸泡时间;缩颈部位采用钻头反复扫孔,扩大孔径至设计要求;扩颈严重时,需回填至扩颈处以上 1m,重新钻进并控制钻进速度与泥浆压力。

2 钢筋笼制作与安装常见问题及处理

2.1 钢筋笼变形

钢筋笼存放或吊装过程中出现弯曲、扭曲,主筋间距偏差超过 ±10mm ,箍筋间距偏差超过 ±20mm ,影响钢筋笼受力与保护层厚度。主要成因包括:钢筋笼刚度不足,未设置足够的加劲箍(间距大于 2m );吊装点设置不合理,单点起吊导致变形;存放时间过长(超过 7 天),未采取支垫固定措施。

处理措施:钢筋笼制作时,每隔 1.5~2m 设置一道加劲箍(采用 Φ16~20mm 钢筋),加强整体刚度;采用两点起吊(吊点位于钢筋笼两端 1/3 处),大直径钢筋笼(直径 ⩾1.5m )增设临时支撑;存放时间控制在 3 天内,存放时用方木支垫,避免受压变形。变形钢筋笼需进行矫正,采用千斤顶或型钢支撑调直,偏差超标的重新制作。

2.2 钢筋笼上浮

混凝土灌注过程中,钢筋笼向上位移超过 50mm ,导致桩顶钢筋笼保护层不足或桩身配筋长度不够。主要成因包括:混凝土灌注速度过快(超过 3m/h ),导管埋深过大(超过 8m ),混凝土对钢筋笼产生向上浮力;钢筋笼与孔壁之间无固定措施,或固定点松动;首批混凝土初凝时间短(小于 3 小时),与钢筋笼粘结力不足。

处理措施:灌注前将钢筋笼顶部与护筒固定,采用 Φ12mm 钢筋将钢筋笼焊接在护筒上;控制混凝土灌注速度( 2~3m/h ),导管埋深保持在 2~6m ,适时提升导管;若发现钢筋笼上浮,立即停止灌注,上下活动导管(提升高度 ⩽300mm ),消除浮力后再继续灌注,必要时在钢筋笼顶部加压重物(如型钢)。

2.3 保护层厚度不足

钢筋笼保护层厚度偏差超过 - 20mm ,导致桩体耐久性下降,钢筋易锈蚀。主要成因包括:保护层垫块数量不足(每 2m 设一组,每组少于 3 块)或强度不够(低于 C30);垫块固定不牢固,灌注过程中脱落;孔壁不规整,钢筋笼偏向一侧。

处理措施:采用高强度混凝土垫块(C30 以上),每 2m 设置一组,每组 3~4 块,均匀分布在钢筋笼外周,用扎丝与主筋绑扎牢固;钢筋笼下放时缓慢沉放,避免碰撞孔壁;孔壁不规整时,调整钢筋笼居中后再固定,必要时采用导向装置确保钢筋笼居中。

3 混凝土灌注常见问题及处理

3.1 断桩

断桩表现为桩体混凝土出现不连续界面,超声波检测显示明显缺陷,是最严重的质量问题之一。主要成因包括:混凝土坍落度损失过大(超过 50mm/h ),流动性差,灌注中断时间超过 30 分钟;导管堵塞(因混凝土初凝或骨料粒径过大),无法正常下料;导管拔出混凝土面,空气进入形成断桩;孔内水位下降,孔壁坍塌埋管。

处理措施:严格控制混凝土坍落度( 180~220mm ),初凝时间 ⩾6 小时,灌注前检测混凝土性能;导管使用前进行水密性试验(压力 0.6~1.0MPa ),避免漏水;灌注过程中连续作业,专人监测导管埋深,确保埋深 ⩾2m ,防止导管拔出混凝土面;断桩发生后,若深度较浅(小于 10m ),可清除已灌注混凝土后重新施工;深度较大时,采用高压旋喷桩或注浆法处理, 重时需返工重钻。

3.2 堵管

混凝土在导管内堵塞,无法下落,导致灌注中断。主要成因包括:混凝土坍落度太小(小于 160mm )或离析(砂率低于 35% );骨料粒径过大(超过 40mm ),或混入大块杂质;导管接口不平顺,存在凸棱;灌注时间过长(超过 8 小时),混凝土初凝。

处理措施:选用级配良好的骨料,最大粒径 ⩽40mm ,砂率控制在 35%~40% ,坍落度保持 180~220mm ;导管接口打磨平整,避免凸棱;灌注前检查导管内有无杂物,灌注过程中每小时搅拌一次导管内混凝土;若发生堵管,用长杆冲捣或抖动导管,无效时拔出导管清理后重新下管,需确保导管底部埋入已灌注混凝土面以下 1~2m 。

4 结语

桥梁钻孔灌注桩施工是一项隐蔽性强、技术要求高的系统工程,其质量控制需贯穿成孔、钢筋笼制作安装、混凝土灌注全过程。随着智能化技术的应用,如自动成孔监测系统、混凝土灌注智能控制系统的推广,将实现钻孔灌注桩施工质量的精准控制。同时,需加强特殊地质(如岩溶、深厚软土)条件下施工技术研究,为复杂环境下的桥梁基础工程提供技术支撑,推动桥梁工程建设质量的整体提升。

参考文献:

[1]陈鹏.房建工程钻孔灌注桩的施工管理与质量控制措施[J].工程建设与设计,2015(1):113-115.

[2]周同爽.房屋建筑工程中钻孔灌注桩施工技术的应用[J].企业技术开发月刊,2015(3):52-52.