郑济铁路莘县特大特桩基施工质量控制

郑济铁路莘县特大特桩基施工质量控制

邹世芳

中国水利水电第三工程局 陕西 西安 710000

摘 要：本文主要介绍郑济铁路莘县特大桥桩基施工措施、方法及桩基质量控制与检测。

关键词：桥梁桩基；施工措施；质量控制

1. 前言：

郑济铁路莘县特大桥工程项目标段内桩基数量较多，且多在跨高速公路、跨省道、临近河渠等多种复杂环境施工。

多联连续梁跨高速公路、省道和干渠，线路斜穿多个村镇及农贸市场，雨水管、路灯管、天然气管等管线交错布置，下部结构施工易对周边地层造成扰动，对既有管线的保护要求高；施工受雨季、汛期影响大，质量控制难度大；临近河渠主墩直桩长75m，桩基在细砂地层钻孔易发生塌孔;跨莘南高速公路连续梁主墩桩身长102m，基坑垂直开挖深度达6.5m，深基坑施工影响高速公路路基稳定性。

综上所述，标段内桥梁桩基的施工质量控制是相当重要的工作，如何在施工过程中，严格把控好质量控制的要点，当遇到各种意外情况时，如何及时分析、及明处理，是桩基施工的关键所在，本文就桥梁桩基施工中质量控制要点进行阐述，对经常出现的问题进行原因分析并提出解决方案。

2. 工程概况

郑济铁路莘县特大桥工程线路位于华北平原西南缘，地表多辟为耕地，局部为林地、村庄及城镇。沿线有莘南高速、S259省道、S260省道、S324省道、X044县道。贾宋路、既有公路网发达。城市、村镇、居民点密布，分布广袤田地、种植区，灌溉河渠纵横交错。莘县特大桥桩身穿越主要地层有杂填土、素填土、粉质黏土、粉土、细砂、粉砂、黏土，桩底以下主要为细砂、粉土。

标段内莘县特大桥墩台836座，桥梁长度27.71km，桩基共6987根，采用反循环钻机成孔，灌注成桩，桩径为1.0m、1.25m、1.5m、2.0m。

三、桩基施工质量控制要点

1、施工准备：场地平整稳定牢固密实，排水通畅。

2、护筒埋设：护筒中心偏差控制5cm，垂直度控制1%,高出地面0.5m，周边采用黏土夯实。

3、泥浆制备：施工中保证泥浆自始至终性能稳定、沉淀极少、护壁效果好和成孔质量高。

4、钻机就位：钻机支腿支垫应稳定、牢固，钻杆应保持竖直.

5、钻孔施工：钻进过程中保证钻杆垂直；每2m留取渣样标注核对；每小时检测一次泥浆填写记录；低档慢速钻进至护筒下1m后再正常钻进；在砂土或软土等容易坍孔的土层中钻孔时，宜采用慢速钻进，同时应加大泥浆比重。

6、成孔检查：成孔过程中及终孔后均应进行阶段性的成孔质量检查。主要包括孔位中心位置偏差检测、孔径和孔形检查、孔深和孔底沉渣检测。检验方法有测量检查或超声波检查。

7、清孔：反循环钻机采用吸泥法清孔。孔底沉渣厚度、泥浆液中含钻渣量和孔壁垢厚度符合要求。

8、下放钢筋笼和声测管：吊放钢筋笼保持垂直慢放入孔，入孔后徐徐下放，严禁摆动碰撞孔壁。严格控制吊筋长度及孔口横担支撑的稳定性，严禁将孔口横担放置于护筒上。声测管内应平顺无异物，连接稳定牢固不漏水，声测管与钢筋笼固定不松动，管内应注满清水，严禁灌注浑水，灌注完成后应对顶端进行加盖封闭。

9、导管安装：使用前进行试拼、试压，试压的压力为孔底静水压力的1.5倍，导管注水试压后经过15min不漏水。

10、混凝土灌注：混凝土到达现场的塌落度、含气量、入模温度检测合格；灌注混凝土应连续进行，首批混凝土浇筑完成后，导管埋入混凝土的深度不得小于1m并不宜大于3m；混凝土浇筑过程中经常测探孔内混凝土高度和测量导管长度，及时拆除或提升导管，注意保持适当的埋深。

11、护筒拆除及桩头处理：护筒拆除宜在混凝土初凝后、终凝前，护筒埋置较深，不宜拆除时，宜采用一次性护筒，必须拔除时应有坍塌和保护桩桩头的可靠措施。桩身顶端上层浮浆必须凿除，顶面应平整、粗骨料呈均匀，不得损坏桩基钢筋，桩顶高程符合要求。

四、桩基施工常见的问题及处理方法

1、坍孔

原因分析：

1. 泥浆密度不够或不符合要求，孔壁未形成坚实泥皮。

2. 孔内水头高度不够。

3. 护筒埋置太浅，孔口坍塌扩展成较大坍孔。

4. 在松软砂层中钻进进尺太快。

5. 清孔后孔内水位低于地下水位；清孔操作不当时间过长等；

6. 吊入钢筋骨架时碰撞孔壁。

预防措施及处理方法：

1. 在松散粉砂土或流砂中钻进时，应控制进尺速度，选用较大相对密度、粘度、胶体率的泥浆或高质量泥浆。

2. 发生孔口坍塌时，可立即拆除护筒并回填钻孔，重新埋设护筒再钻。

3. 孔内坍塌，判明坍塌位置，回填砂和粘质土至坍孔以上1m-2m,如坍孔严重时应全部回填，待回填物沉积密实后再行钻进。

4. 清孔时专人补浆，保证孔内必要的水头高度。要避免冲刷孔壁。扶正吸泥机，防止触动孔壁。

5. 吊放钢筋笼应对准钻孔中心垂直慢放，严防触及孔壁。

2. 钻孔偏斜

原因分析

1. 钻孔中遇有较大的孤石或探头石。

2. 在有倾斜的软硬地层交界处，岩面倾斜钻进；或者粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头受力不均。

3. 扩孔较大处，钻头摆动偏向一方。

4. 钻机底座未安置水平或产生不均匀沉陷、位移。

5. 钻杆弯曲，接头不正。

预防措施及处理方法

1. 安装钻机要使转盘、底座水平，起重滑轮缘、

2. 固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖直线上，并经常检查校正。

3. 钻杆接头应逐个检查，及时调正，当钻杆弯曲时，要用千斤顶及时调直。

3、掉钻落物

原因分析

1. 卡钻时强提强扭，操作不当，钻杆或钢丝绳超负疲劳断裂。

2. 钻杆接头不良或滑丝。

3. 操作不慎落入扳手、撬棍等物。

预防措施及处理方法

1. 开钻前应有除孔内落物，然后在护筒口加盖。

2. 经常检查钻具、钻杆、钢丝绳和联结装置。

4、卡管

原因分析

1. 隔水阀卡在导管中，砼拌和不均匀、和易性差导致卡管。

2. 砼灌注速度太慢在导管中停留过久凝结导致卡管。

3. 导管升降时挂住钢筋笼等。

预防措施及处理方法

1. 严格按规程进行操作。

2. 砼和易性和流动性好，拌制合格的砼熟料。

3. 设备状况好，砼供应强度保证到位。

4. 导管检查和操作精心。

5. 因砼堵管或隔水阀堵塞，可用钢筋或长杆冲捣，或用软轴振捣器振捣。导管与钢筋笼卡在一起时，不可强力起拔，宜采用轻扭动慢慢提拔的方法。

5. 钢筋笼上浮

原因分析

砼和易性不好；灌注中途出事故，砼初凝结成硬盖，阻力增大；砼浇筑速度太快向上拱抬钢筋笼；钢筋笼在孔口固定不牢。

预防措施

放置钢筋笼时对准钻孔中心，在孔口牢固固定，提升导管时不可过猛；保证砼有的和易性、流动性；用活动刚性压杆固定钢筋笼；砼面上升到钢筋笼时或钢筋笼上浮时要适当放慢灌注速度。

6、导管拔空、掉管

原因分析：

测量或计算错误致使灌注砼时导管拔空，管内充满泥浆；导管埋深过少，泥浆涌入导管。导管接头连接不符合要求导致掉管；导管挂住钢筋笼，强拉拉脱致使掉管。

预防措施及处理方法：

认真测量和复核孔深、导管长度；应对导管埋深适当取保守数值；每次拆管后应仔细重新连接导管接头；导管埋深较大时应及时拆管。

砼面距离地面较深时应重新成孔，较浅可采取接桩处理。

7、灌注过程中砼上升困难、不翻浆

原因分析

1. 砼供料间隔时间太长，灌注停顿，砼流动性变小，和易性差。

2. 导管埋深过大。

3. 灌注快结束时，导管内砼柱高减小，超压力降低。

4. 导管外的泥浆及所含渣土稠度增加，相对密度增大。

预防措施及处理方法：

通过减短灌注时间；严格控制导管埋深；严格控制砼质量等措施预防。

通过接长导管，提高导管内砼柱高；在孔内加水稀释泥浆掏出部分沉淀土；保证导管埋深可控在灌注时上下活动导管等方法处理。

五、质量检查

1、成孔质量检查

钻孔灌注桩成孔过程中及终孔后以及灌注砼前，均需对钻孔进行阶段性的成孔质量检查（如下表）。

钻孔桩检查项目

2、桩身砼质量检查

每桩在浇筑砼时，对搅拌的砼进行取样成型，到龄期后进行室内有关砼指标试验。砼试件成型组数按设计规定数量。对成型后的桩身质量采用超声波无损检测法检测和评价。

结束语：随着我国铁路网的完善，铁路桥梁工程的建设数量和建设规模越来越大，而铁路桥梁工程整体质量很大程度上取决于桩基施工质量，实践证明，提高铁路桥梁桩基施工方法的合理性是缩短工程施工工期、降低工程施工成本、控制工程施工质量的必要途径。虽然其在施工过程中存在一些质量通病，但只要对这些质量通病进行分析，并进行有效的预防和整治，则必然可以促进桥梁建设的顺利进行，并有效提高桥施工的质量。

参考文献：

1. 《高速铁路桥涵工程施工技术规程》（Q/CR9603-2015）；

2. 《建筑桩基技术规范》 中国建筑工业出版社；