公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制

【摘 要】钻孔灌注桩是目前公路桥梁基础的主要基础形式.论文首先简单的介绍了钻孔灌注桩后压浆技术的概念及优势,着重分析和探讨了钻孔灌注桩后压浆技术的施工工艺、施工中的常见问题及相应的对策.

【关 键 词】钻孔灌注桩；后压浆技术；质量控制

随着我国公路桥梁施工技术的不断发展及成熟,钻孔灌注桩由于其较高的承载力广泛应用于大桥等大型工程中,近些年,为了减小沉渣和泥皮的影响提高单桩极限承载力,同时能够缩短桩长减少造价,广泛采用桩端后注浆技术.通过应用后压浆技术,钻孔灌注桩的承载力得到提高,沉降量缩小,从而可减少桩径、桩长、桩数、缩短工期、节省投资,具有明显的社会效益和经济效益.论文重点对钻孔灌注桩后压浆技术的施工工艺、施工中的常见问题及相应的对策、以及质量检验方法等施工中的关键技术进行了探讨.

1钻孔灌注桩后压浆技术的概念及分类

1.1钻孔灌注桩后压浆技术概念

钻孔灌注桩后压浆是指成桩过程中,在桩底或桩侧预置压浆管道,待桩身硅达到一定强度后(成桩后3~10天),通过压浆管道,采用高压注浆泵,注入一定配比的水泥浆液(或其它化学浆液如硅酸盐),浆液以渗透、填充、置换、劈裂、压密、固结或多种形式的组合作用等方式把桩端沉渣、桩身孔壁泥皮及附近松散的土料或裂缝胶结固化成为具有一定强度的“结石体”,使桩端阻力与桩侧阻力相应提高,从而也就提高了钻孔灌注桩的单桩承载力.

1.2钻孔灌注桩后压浆技术的优点

1）后压浆装置构造简单、施工方便、施工成本较低,可靠性高,承载力增幅大.后压浆装置中的钢导管可与超声检测结合,能及时反馈桩基质量情况,压浆后的压浆管还可以取代等强度界面钢筋.2）后压浆可于成桩后2~30天内实施,不与成桩作业交叉,不破坏混凝土保护层.3）经后压浆处理的桩基,其承载变形性状改善,沉降减少30%左右,可简化上部结构设计.4）实行注浆量与注浆压力双向控制施工质量易于保证.5）可缩短桩长或减少桩的数量,降低施工难度,加快施工进度,节约施工成本.6）料广价廉、技术新、噪声小、速度快、效益高.

2钻孔灌注桩后压浆技术的施工存在的质量问题

钻孔灌注桩承载性能与侧摩阻力和桩端阻力大小及作用特性有关,而桩侧摩阻力和桩端阻力的大小及作用特性不但与土层条件、桩的几何尺寸有关外,而且受施工工艺影响.钻孔灌注桩一般采用泥浆护壁,成孔质量不稳定,孔壁泥皮和孔底沉-渣是影响桩基承载力的主要因素.

钻孔灌注桩施工工艺造成的缺陷主要如下：1）桩侧泥皮对承载力的影响.在成孔过程中,为了保持孔壁稳定,防止产生塌孔和缩颈现象,一般采用优质泥浆护壁,泥浆颗粒吸附于孔壁形成泥皮,泥皮对孔壁起稳定保护作用.但是,由于泥皮的存在,阻碍了桩身混凝土与桩周土的粘结,相当于在桩侧涂一层润滑剂,大大降低了桩侧摩阻力.实际成孔中往往由于孔壁存在易坍塌的非粘性土层,泥浆比重和稠度不得不加大；或由于混凝土供应脱节,造成灌注时间过长；或由于地层原因,成孔时间过长等原因,导致孔壁泥皮过厚,桩侧摩阻力会显著降低.2）终止压桨的控制.某些施工单位常以压力大大超过设计压力为由,在压浆量与设计要求相差较大时即终止压浆.压浆量虽然超过了设计要求,压力却很小即终止压浆.压浆量还未达到设计要求时,水泥浆从附近冒出地面就终止压浆.3）串桩.在进行压注水泥浆的桩,在压浆过程中,水泥浆突然从其它的桩上的压浆管喷冒出来的现象,称之为串桩.出现串桩的原因可能是注水泥浆的压力过大,或孔底土层有洞穴、经过钻孔被扰动、桩距较小、孔底虚土又较厚,同时又系砂或砂卵石容易塌方的土层等等.出现彼此串桩(实际上是彼此串浆)的现象是不难想象的.

3公路桥梁施工中钻孔灌注桩的质量控制

3.1桩端循环压桨施工要点

1）确保工程桩施工质量.满足规范对沉渣、垂直度、泥浆密度、钢筋笼制作质量等要求；安装钢筋笼时确保不损坏压浆管路,下放钢筋笼后,不得墩放,强行扭转和冲撞.2）压浆管下放过程中,每下完一节钢筋笼后,必须在压浆管内注入清水检查其密封性,若压浆管渗漏,必须返工处理,直至密封达到要求.3）压浆管接头可采用丝扣或接箍套节焊.必须保证管路密封,以防泥浆进入管内.4）压水开塞时,若水压突然下降,表明单向阀己经打开,此时应停泵封闭阀门10~20min,以消散压力.当管内存在压力时不能打开闸阀,以防止承压水回流.5）压浆管路清洗要点；①进浆口压浆时,打开回路的出浆口阀门,先排出注浆管内的清水,当出浆口流出的浆液浓度和进浆口相同时,关闭出浆口阀门,开始注浆；②每循环压浆完成后立即用清水彻底冲洗干净,再关闭阀门；③u形管回路在压浆每一循环过程中,必须保证压浆循环的连续性,压浆停顿时间超过30min,应对管路进行清洗；④每管三次循环压浆完毕后,阀门封闭不小于40min,再卸阀门.6）压浆顺序可采用先周边桩后中间桩的顺序.中间成片的桩压浆时可采用呈梅花状间隔压浆的顺序.这种压浆方法,能使桩底有效压浆量比较均匀,在工程范围内形成一个整体.不但能降低桩的沉降量,同时也能进一步改善持力层的工程地质特性,使沉降保持均匀.

3.2终止压桨的控制

终止压浆量的控制原则是以压浆量为主,压力控制为辅.①压浆应低档慢压,先稀后浓,低档慢压既能有效防止压力增大无法压浆的情况,也能防止浆液顺着桩身上窜或从其它地方冒出,使桩端或桩周围土体被水泥浆液逐步填充,随着压浆量的增加,压力自然形成注浆增加的的状况.②同一根桩的压浆管,如其中一根确实无法压浆或压浆量不够,另一根压浆管压浆时应补足相应的压浆量.③如压浆量未达到设计要求出现浆液冒出地表时应暂停压浆,并将压浆管内的水泥浆用缓凝型的水泥浆置换出,停置1h左右再进行“复压”,如此往复,直至达到设计压浆量.④当场地附近出现渗浆现象或压浆量满足要求,压力较小时,不能盲目的认为压浆量达到要求就终止压浆,此时应采用间接复压、掺早强剂、封闭渗浆通道等方法,以保证有效压浆量.

3.3串桩控制措施

一旦发现串桩,应立即停止压注水泥浆.把被串桩的冒浆导管堵死后,方能继续压注水泥浆.接着就须对串桩进行压浆施工.否则时间稍长串桩的导管因有水泥浆在其内可能发生初凝,甚至终凝堵死压浆管.串桩可能会产生群桩效应从而影响桩的承载力及变形,必须给予足够注意.

3.4后压浆技术其他注意事项

1）钢筋笼在吊运过程中不得弯曲,并保证压浆阀完好无损,下放过程中不得悬吊、墩放、强行扭转、冲撞.2）在桩侧注浆时,钢筋笼必须下到孔位中心,其偏差不超过20mm,以确保注浆时浆液能够冲破表层混凝土.3）压浆管连接时要保证其密封性,管口用丝堵连接并缠生胶带拧紧,防止泥浆进入管中造成堵塞；空口位置应保证桩侧压浆阀顺利通过孔口护筒.4）下笼时避免严禁强力冲撞,做到轻提慢放,避免损伤注浆管.5）压浆施工中掌握整体先外后内、局部先上后下的原则.即先对外圈桩基进行压浆,让后由外向内压浆；对单根桩或几根桩压浆时,先进行桩侧压浆,待一段时间后进行桩底压浆.6）水泥及掺料应进行多次过滤,防止压浆过程中堵塞压浆管；7）压浆泵及高压管路使用完毕或停用3h以上,应进行清洗,压浆泵应专人操作.压浆施工人员应佩戴好安全帽,做好安全防护工作.

4结语

总之,论文重点介绍了后压浆技术的施工过程中存在的主要问题,并探讨了后压浆技术的质量保证措施及一些提高后压浆效果的施工措施,旨在能够为公路桥梁施工中钻孔灌注桩后压浆技术的施工人员提供借鉴.