桥梁桩基础的应用

1、湖北国土资源职业学院毕 业 设 计（ 论 文 ）课题名称： 桥梁桩基础的应用 系 （部）： 地 质 工 程 系 指导教师： 姓 名： 班 级： 工 程 监 理0802 2011 年 6月1号60年代以来，随着水上自升平台、高效能钻挖机械以及泥浆护壁、泥浆排土等新工艺的发展，钻孔灌注桩在桥梁基础中的应用广泛，使之我国桥梁施工已经很成熟。论文主要叙述鹿寨至阳朔高速公路中板坡大桥的基础工程，下部结构工程（侧重于描述冲孔灌注成桩）。通过对冲击钻进成孔、钢筋笼制作、水下混凝土灌注、桥台墩柱、系梁以及盖梁的施工。总结出其施工方案，施工中应注意事项以及解决方法进行探讨。关键词：基础工程 下部结构 冲击钻成孔

2、 水下混凝土灌注 桥台墩柱 第一章 工程概述11.1工程概述11.2地质水文情况1第二章 桩基础施工22.1冲击钻成孔22.2钢筋笼制作及安装42.3下混凝土导管52.4灌注混凝土52.5导管抽拔62.6提拔护筒6第三章 墩柱及台身施工83.1钢筋制作及安装83.2模板83.3混凝土浇筑、养护8第四章 系梁施工104.1破桩及清理基坑104.2钢筋、砼施工10第五章 盖梁施工125.1悬空支架法125.2铺底模125.3钢筋制作及安装135.4安装侧模135.5混凝土的拌合、运输及浇筑13第六章 冲孔灌注桩施工常见薄弱环节及预防措施156.1 冲孔过程中出现的施工质量问题及防治措施156.2

3、水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及措施16结论19参考文献 20致谢21第一章 工程概述1.1工程概述板坡大桥桥址区位于板坡村附近，起讫桩号K69+156.000K69+376.000,桥长220m，设计桥中心里程桩号K69+267.000。设计桥面高程：191.201186.531m；地面高程：189.06190.62m，桥面宽度为26m,孔数：7个；孔径：30m；下部结构类型：桥墩采用双柱式圆柱墩、桩基础。墩柱：24根，直径为1.5m；桩基：28根（其中1.8m桩计24根，1.5m桩计4根；桩长22m计1根，桩长21米计4根，桩长20米计19根，桩长19米计2根，桩长18米计2根，共

4、计652m）；桥台采用U型桥台和桩柱式桥台、扩大基础和桩基础。1.2地质水文情况1.2.1地形地貌桥址区地貌类型为侵蚀丘陵地貌，地形上表现为山顶多呈浑圆状，地面植被发育，为构造侵蚀低山及河谷堆积阶地。大桥横跨和尚江支流，桥址北侧约180米为板坡村，与拟建大桥呈平行分布，桥址附近沿着和尚江支流有一条简易公路与场区相连，交通方便。1.2.2水文地质条件根据区域地质资料，场区无断层通过，新构造运动总体以缓慢上升为主，现属相对稳定期，区内地形起伏不大，扰踏勘调查，未见滑坡，泥石流等不良地质现象，区内地震水平不高，强度小，频率低，地壳稳定性相对较好，属中震环境，拟建桥址处地表覆盖层较薄，基岩主要为强风化

5、泥岩、中风化泥岩，岸坡稳定，地势平坦，两桥台边坡稳定性较好，桥址稳定，适宜桥梁等建设。1.2.3地震基本烈度：VI1.3主要经济、技术指标1、荷载等级：汽车荷载：公路I级。2、桥面宽度：26m3、设计车速：100km/小时。4、地震作用：桥址处地震动峰值加速度0.05，地震基本烈度为VI度，桥梁设计按VII度设防。第二章 桩基础施工本桥梁基础为桩基础直径有1.5m、1.8m、2.0m，基础所处地质主要为泥岩、泥质粉砂岩、砂岩，根据地质勘查情况，本桥桩基施工采用机械冲冲击钻机成孔，导管法灌注桩基砼成桩的方法施工。根据现场桩位及高程测量结果开挖及平整孔桩施工平台，开通施工机械进出通道，将施工机具及

6、各种材料运至施工现场。2.1冲击钻成孔2.1.1施工准备施工时做好水、电、路“三通”，平整场地，清除场内杂物及松散土层并压实，挖设泥浆池和沉淀池，用全站仪放出每个桩孔位置，并在桩四周引出四个成正十字的护桩，护桩位置距桩孔中心比护筒距桩孔中心大50左右。埋设牢固。施工时用护桩来控制孔位中心。2.1.2埋设钢护筒护筒采用钢护筒，护筒接头采用双面焊接且保证不漏水。钻孔桩钢护筒一般情况高出地面高度0.3 m；护筒直径为桩径D+30cm，用壁厚68mm钢板制成。挖除桩位土层成孔，然后把钢护筒吊入孔内，调整护筒，使钻孔中心与护筒中心重合，同时用水平尺和垂球检查，保证护筒垂直。最后在护筒外周分层、对称、均匀

7、的回填粘土。若发现地基稳定性差，护壁能力不足，出现塌孔，缩孔时则应加深钢护筒长度。护筒顶面至少高出施工水位1.5m、地下水位2.0m，并保持高出施工地面不少于0.3m。2.1.3泥浆相关准备钻孔前，对场地进行平整并设置泥浆槽、沉淀池等设施。钻孔泥浆由水、粘土和添加剂拌制，搅拌好的泥浆性能指标应达到施工技术规范要求：相对密度1.21.5，粘度1928Pa.s，胶体率9095，含砂率4。施工中随时测定其比重、粘度、含砂率等指标，以便达到浮渣和护壁的最佳效果。泥浆池设在冲孔桩附近，按5080m2设置，用于沉淀冲渣，储存泥浆，施工中用4050cm的排浆沟将其与孔口相连，通过泥浆泵来实现泥浆循环利用，防

8、止泥浆漫流，保护施工环境。2.1.4钻机就位在埋好钢护筒和备足泥浆后，将钻机就位，钻机座采用2020mm方木垫平。立好钻架，对准桩孔中心，拉好缆风绳，即可开始冲孔。钻机就位后，底座与顶端应平稳，保证钻进过程中不应产生位移或缺陷。2.1.5钻孔在钻孔作业过程中应分班连续进行，经常对钻孔泥浆进行实验，不合要求的要及时改正。a.制浆时，在护筒填粘土，用冲击锥以小冲程反复冲击造浆，形成浓浆后开钻。b.钻孔地质剖面图，以便按不同的土层选用适当的钻头，及时填写钻孔施工记录。交班时应交代钻进情况及下一班应注意事项。c.钻进过程中经常捞取渣样并确定其与地质资料是否相符。d. 冲击锥起吊应平稳，防止冲撞护筒和孔

9、壁；进出孔口时，严禁孔口附近站人，防止发生钻锥撞击人身事故；因故停钻时，孔口应加盖保护，严禁钻锥留在孔内，以防埋钻。e. 开孔及整个钻进过程中，应始终保持孔内水位高出地下水位（河中水位）1.52.0m，并低于护筒顶面0.3m以防溢出，掏渣后应及时补水。一般细粒土层可采用浓泥浆、小冲程、高频率反复冲砸，使孔壁坚实不坍不漏。在砂及卵石夹土等松散层开孔或钻进时，可按1：1投入粘土和小片石（粒径不大于15cm），用冲击锥以小冲程反复冲击，使泥膏、片石挤入孔壁。必要时须重复回填反复冲击23次。开孔或钻进遇有流砂现象时，宜加大粘土减少片石的比例，按上述方法进行处理，力求孔壁坚实。钻进注意事项：a.冲程大小

10、和泥浆稠度应按通过的土层情况掌握。当通过砂、砂砾石或含砂量较大的卵石层时，宜采用1m2m的中、小冲程，并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。当通过含砂低液限粘土等粘质土层时，因土层本身可造浆，应降低输入的泥浆稠度，并采用1m1.5m的小冲程，防止卡钻、埋钻。当通过坚硬密实卵石层及漂石、基岩之类土层时，可采用4m5m的大冲程，使卵石、漂石或基岩破碎。并加大泥浆稠度，反复冲击使孔壁坚实，防止坍孔。在任何情况下，最大冲程不宜超过6m，防止卡钻、冲坏孔壁或使孔壁不圆。b.在通过漂石或岩层，如表面不平整，应先投入粘土、小片石，将表面垫平，再用十字形钻锥进行冲击钻进，防止发生斜孔、坍孔事故。c.为

11、正确提升钻锥的冲程，宜在钢丝绳上油漆长度标志，并注意均匀地松放钢丝的长度。应注意防止松绳过少，形成“打空锤”，使钻机、钻架及钢丝绳受到过大的意外荷载，遭受损坏。松绳过多，则会减少冲程，降低钻进速底度，严重时使钢丝绳纠缠发生事故。d.在掏渣后或在基它原因停钻后再次开钻时，应由低冲程逐渐加大到正常冲程以免卡钻。2.1.6出渣出渣的方法有两种，一个通过泥浆泵循环使冲渣浮动流入泥浆池中沉淀，另一种是利用泵反循环吸取。当钻渣不能靠泥浆带出时，则采用泵吸或掏渣筒掏渣。破碎的钻渣，部分和泥浆一起被挤进孔壁，大部分靠掏渣筒清除出孔外，故在冲击相当时间后，应将冲击锥提出，换上掏渣筒，下入孔底掏取钻渣，倒进钻孔外

12、的倒渣沟中。管锥本身兼作掏渣筒，无须另换掏渣筒。当钻渣太厚时，泥浆不能将钻渣全部悬浮上来，钻锥冲击不到新土（岩）层上，还会使泥浆逐渐变稠，吸收大量冲击能，并妨碍锥转动，使冲击进尺显著下降，或有冲击成梅花孔、扁孔的危险，故须按时掏渣。一般在密实坚硬土层每小时纯钻进小于5cm10cm、松软地层每小时纯钻进小于15cm30cm时，应进行掏渣。或每进尺0.5m1.0m时掏渣一次,每次掏45筒，或掏至泥浆内含渣显著减少、无粗颗粒、相对密度恢复正常为止。在开孔阶段，为使钻渣挤入孔壁，可待钻进4m5m后再掏渣。正常钻进每班至少应掏渣一次。在松软土层，用客锥钻进比十字型冲击锥快，故掏渣应较勤。一般锥管内装满钻

13、渣后，应立即提锥倒渣。管锥装满状态，可根据实际测定。掏渣后应及时向孔内添加泥浆或清水以维护水头高度。投放粘土自行造浆的，一次不可投入过多，以免粘锥、卡锥。粘土来源困难的地方，为节约粘土，可将泥浆去渣净化后，再回流入孔中循环使用。泥将去渣净化方法，如下：a.掏渣筒提出孔外后，放一细孔筛在孔口，使泥浆经过筛子漏回孔中，然后倒掉遗留在筛上的钻渣。b.在孔口放一盛渣盘上，使渣浆流到盘中，钻渣沉淀后，泥浆越过挡板，经溜槽流回孔中再用。2.1.7检孔钻进中须用检孔器检孔。检孔器用钢筋笼做成，其外径等于设计孔径，长度等于孔径的46倍。每钻进4m6m，接近及通过易缩孔（孔径减少）土层（软土、软塑粘土、低液限粘

14、土等）或更换锥前，都必须检孔。用新铸或新焊补的钻锥时，应先用检孔器检孔到底后，才可放入新钻锥钻进。不可用加重压、冲击或强插检孔的钻锥时，应先用检孔器检孔到底后。当检孔器不能沉到原来钻达的深度，或大绳（拉紧时）的位置偏移护筒中心时，应考虑可能发生了弯孔、斜孔或缩孔等情况，如不严重时，可调整钻机位置继续钻孔。不得用钻锥修孔，以防卡钻。2.1.8清孔当钻进至设计标高后报监理工程师进行终孔检查，做好记录，进行清孔作业；清孔采取掏渣法清孔，在清渣前，投入水泥1-2袋，通过冲击锥低冲程的反复冲拌数次，使孔内泥浆、钻渣、和水泥形成混合物，然后用掏渣工具掏出。掏渣后用一根水管插到孔底注入高压水，使水流将泥浆冲

15、稀，使孔口、孔中部和孔底提出的泥浆的平均值应符合质量标准要求。在清孔排渣时，必须注意保持孔内水头，防止塌孔。清孔后，灌注水下砼前，用测深锤第二次测孔深，严禁用加深钻孔深度的方法代替清孔。2.2钢筋笼制作和安装1.钢筋焊接应在钢筋棚内按照桥规要求操作，温度在-205C时，应在棚内生火以增加极内温度，低于-20C不进行施工。钢筋笼应该事先分节制好，采用双面搭接焊，焊接长度5D（D为钢筋直径），钢筋接头焊接时应保证上下钢筋轴线一致。2.钢筋笼顶端设吊环,采用三点 吊装,第一点设在骨架底,第二吊点设在骨架长度的中点到上三分点之间,待骨架离开地面后,停止第一、第二吊点，直到骨架垂直后再移入孔内，缓缓下滑

16、，待放到设计标高后用四根25钢筋吊环均匀固定在钢筋笼内侧，灌桩前用圆形钢板焊接封死。第一节钢筋笼入孔后，在井口设置支撑，让钢筋笼作临时固定，然后用吊车提升第二节钢筋笼，然后将两节钢筋笼焊接。焊接采用单面焊。2.3下砼导管a砼灌注前应对导管进行水密、承压、接头抗拉实验并编号，水密实验的水压大于孔内水深1.5倍的压力，也要大于导管壁和焊接可能承受灌注砼时最大压力的1.3倍。b导管吊装前应进行试拼，接口处涂黄油、加密封垫以保证连接严密、牢固。c吊装导管时，导管应处于钻孔中心，并应在灌注前进行对导管接头抗拉、升降、过球实验。导管内径为30cm。2.4灌注砼a、砼要有较好的和易性和流动性，坍落度以180

17、220mm为宜，初凝时间不宜早于2.5小时。每方砼的水泥用量不得少于350千克,掺有外加齐的砼水泥用量不得少于300千克。粗骨料的最大粒径应符合标准实验所规定的。砼含砂率宜采用40%50%，水灰比宜采用0.5-0.6。b、首批砼方量宜满足埋设导管1米以上为宜。首批砼方量Vd2/4h1+d2/4H式中 V首批混凝土所需数量（m3） h1井孔混凝土面高度达到Hc时，导管内 混凝土柱需要的高度（m）h1wHw/c Hc灌注首秕混凝土时所需井孔内混凝土面 至孔底的高度（m）D井孔直径（m）d导管内径w井孔内泥浆的容重（KN/m3）c混凝王拌和物的容重（KN/m3） h2导管初次埋置深度，h21.0mh

18、2导管底端至钻孔底间隙，经贸部为0.4mc、首批混凝土灌入也底后，立即测探孔内砼面高度，计算出导管埋置深度，如符合要求，要紧头面人凑地，连续地进行灌注，严禁中途停工。测绳用质经、拉力强、遇水不伸缩，标有尺度的测绳。d、在灌注砼过程中，每灌注一车砼，要用测深锤测下下砼深度，并与砼灌入深度对比，导管埋入度控制在26米，在任何情况下不得小于2米或大于6米。当砼面升到钢筋骨架下端时，为防止钢筋笼上浮，应保持较深埋管，并徐徐灌入砼，以减小砼从导管底口出来后向上的冲击力。当孔内砼面进入钢筋骨架2米后，提升导管，埋置深度不得小于1米，继续灌注。灌注高度应比桩顶设计高度高出0.51.0米，并在砼初凝前，挖出多

19、余的一端桩头，保留1020厘米，以减少以后凿除桩头的工作量。e、导管提升时，应保持轴线竖直和位置居中，逐步提升。导管拆除要快，一般不宜超过15分钟。f、在灌注桩过程中，每根应制作不少于2组（3块/组）砼试块，并有专人做好灌注记录。2.5导管抽拔在砼灌注将近结束时，仔细核对砼的灌入数量，顶面是否高出设计标高0.8m以上，确认以后，可结束桩身砼的灌注，并开始拆除导管。拆除时拔管要缓慢，防止因提拔过快引起泥心现象。2.6提拔护筒导管拆完后，将钻机吊走，拔出护筒。2.7桩基检测在承台施工前，应采用无破损检测和钻芯取样检验两种方法对成桩的质量进行检测和评价。对每一根成桩都应采用经监理工程师同意的无破损法

20、进行检测；按设计和规范要求确定钻芯取样检验的数量，如果对成桩质量有疑义，可增加钻芯取样检测数量。成桩质量检测合格后，进行下道工序的施工。2.8事故处理在冲孔和灌注砼的过程中，如出现事故，及时组织人员，以合理的方法妥善处理事故，不给工程造成任何隐患。2.9安全控制要点1）钻机就位后，对钻机及其配套设备，应进行全面检查。2）各类钻机在作业中，应由本机或机管负责人指定的操作人员操作，其他人不得登机。3）采用冲击钻孔时，选用的钻锥、卷扬机和钢丝绳的损伤情况，当断丝已超过5%时，必须立即更换。4）在高压电线下钻孔施工和下沉钢筋笼应采取相关安全措施，使钻机塔顶和吊钢筋笼的吊机桅杆顶上方2m内不准有任何架空

21、障碍物。钻、挖孔成孔质量指标项目允许偏差孔的中心位置（mm）群桩：100 排架桩：50孔径（mm）不小于设计桩径倾斜度钻孔：小于1%桩长， 挖孔小于0.5%桩长孔深不小于设计值沉淀厚度（mm）直径1.5m，厚度300mm；直径1.5m，厚度500mm清孔后泥浆指标相对密度：1.031.10粘度：1720pa.s含沙率：2% 胶体率98%表2-1 第三章 墩柱及台身3.1钢筋制作及安装钢筋必须具有出厂质量合格证和试验报告单。进场后按规定进行抽检。主筋接头车间采用闪光对焊，现场采用电弧焊加强钢筋与主筋焊接，钢筋现场人工绑扎。钢筋骨架周边每隔0.51.0m安装一个砼垫块，以控制保护层厚度。3.2模板

22、柱采用厂制定型钢模板。采用一次浇筑完成。墩台身模板一次支立，混凝土一次浇筑完成。模板拼缝以橡胶条封闭，模板内侧表面涂刷脱模剂。模板采用汽车起重机吊装拆除。模板安装加固后，清除模板内的污物、碎屑等杂物。3.3混凝土浇筑、养护混凝土由搅拌站拌制，搅拌运输车运送，泵送入模浇筑，泵送前先用砂浆润滑管道内壁。混凝土按一定厚度、顺序和方向水平分层浇筑，分层厚度不超过30cm，且下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土。浇筑混凝土采用插入式振捣器捣实，其移动间距不超过有效振动半径的1.5倍；与侧模保持510cm的距离，插入下层混凝土515cm。振捣时观察到混凝土停止下沉，不冒气泡，泛浆表面平坦，即可停止振

23、捣。混凝土浇筑过程中，随时检查模板支撑是否松动变形，预留孔、预埋件是否移位，发现问题及时采取补救措施。混凝土浇筑完成并收浆后立即予以覆盖和洒水养护。当气温低于5时，只覆盖保温，不准洒水。混凝土洒水养护时间不少于7d，每天洒水次数，以能保持混凝土表面经常处于湿润状态为度。3.4安全控制要点1）作业人员不得穿拖鞋、硬底鞋、易滑鞋进入施工现场。2）作业用的料具应放置稳妥，小型工具应随时放入工具袋内，上下传递工具时，严禁投掷。墩、台身质量指标项目允许偏差尺寸（mm）20竖直度或斜度（mm）0.3%H且不大于20顶面高程（mm）10轴心偏位10节段间错台（mm）5平整度（mm）5预埋件位置10墩台身施工

24、工艺流程图施工准备测量放样搭脚手架绑扎钢筋模板安装串筒设置砼浇筑养 护验 收监理检验模板加工砼试件制作监理签发浇注令监理检查验收钢筋制作修凿接头砼原材料检验配合比设计混凝土拌制运送第四章 系梁施工全桥1墩3个、2墩4个、3#墩3个、4#墩4个、5#墩2个、6#墩2各共18个系梁。4.1破桩及清理基坑桩基浇筑控制高程为略高于系梁底部高程，经超声波检测合格后，凿除桩头浮浆并清洗干净。将两桩基间系梁位置处开挖至略低于系梁底面高程，然后用10#砂浆抹平，宽度与桩基同宽。4.2钢筋、砼施工封底砼：在基坑清理和验桩完成后，可浇筑封底砼，在浇筑前要用全站仪定出两桩基中心点，然后拉线弹出系梁中心线，避免封底砼

25、高低不平。封底砼顶面浮浆应及时凿除清理，使顶面标高达到设计位置。绑扎钢筋、立模、浇注砼：清理封底砼表面后，根据图纸要求安装系梁钢筋，钢筋安装时先将桩基钢筋位置调整至墩柱钢筋位置，并将墩柱钢筋与桩基钢筋联接，调至正确位置加以固定。钢筋安装完毕经检查合格后可进行模板安装，模板安装完成经监理工程师检验合格后进行系梁C25砼的浇筑。柱系梁施工方法与盖梁施工方法相同。4.3安全控制要点1）基坑开挖时，挖机离基坑边沿要有段距离，以防基坑塌陷。2）施工用电的电线必须用绝缘杆架空，不能随意放在地面上。3）浇筑砼的工作人员必须穿雨鞋施工。4）严禁施工人员攀爬模板上下。系梁质量指标项目允许偏差尺寸（mm）30顶面

26、高程（mm）20轴心偏位15系梁施工工艺框图第五章 盖梁施工盖梁的施工顺序为：立支架和平台组装底模绑扎钢筋安装侧模浇筑砼。根据不同地基情况，本桥采用悬空支架法施工盖梁：盖梁模板为定5.1悬空支架法盖梁的施工顺序为：立支架和平台组装底模绑扎钢筋安装侧模浇筑砼。根据不同地基情况，本桥采用悬空支架法施工盖梁：盖梁模板为定型钢模板，支架由穿入立柱内预留孔的圆钢作为托架，其上安装钢制楔块和承力架，承力架上沿桥的横向安装两片公路贝雷架，在公路贝雷架上顺桥纵向放置小槽钢和方木作为分配梁，然后安装加固盖梁模板。此方法已多次使用，其特点是不需立支架和对地基进行处理，施工速度快，且避免地基承载力不够或受雨水浸泡而

27、引起支架下沉，有效地保证了工程质量。盖梁悬空支架法施工具体详见“盖梁悬空支架法施工示意图”。5.2铺底模底模采用大块钢模板或2cm厚胶合板。底模接缝要严密，表面始终保持清洁，并涂脱模剂。底模安装完毕后在其上定出盖梁中心线及侧模边线，以便绑扎钢筋。5.3钢筋制作及安装1）钢筋必须具有出厂质量合格证和试验报告单。进场后按规定进行抽检。2）钢筋机械加工制作，现场人工绑轧。钢筋骨架在加工车间上焊接成型，整体吊装、就位。相邻主筋采用双面焊。墩柱伸入盖梁内的主筋按图纸进行整理，并与盖梁内相邻钢筋点焊连接。5.4安装侧模侧模采用厂制定型钢模板，汽车起重机辅以人工吊装。5.5混凝土的拌和、运输和浇筑混凝土由搅

28、拌站拌制，搅拌运输车运送，泵送入模浇筑。泵送前先用水泥砂浆润滑管道内壁。混凝土按一定厚度、顺序和方向水平分层浇筑，分层厚度不超过30cm，且在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土施工；当采用上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离保持1.5m以上。5.6混凝土捣实 浇筑混凝土采用插入式振捣器捣实，其移动间距不超过有效振动半径的1.5倍；与侧模保持510cm的距离，插入下层混凝土510cm。振捣时观察到混凝土停止下沉，不冒气泡，泛浆表面平坦，即刻停止振捣。混凝土浇筑过程中，随时检查模板支撑是否松动变形，预留孔、预埋件是否移位，发现问题及时采取补救措施。5.7安全控制要点1）不得将支撑立柱置

29、于废渣或活动的石头上，软弱地基应加设垫梁，并加木锲塞紧。2）在高处作业时，作业人员必须配备工具袋，防止各种工具、零件等物料坠落伤人。3）严禁高处作业人员向下乱抛杂物。4）严禁酒后和过渡疲劳的人员进行登高作业。5）高处作业拆除下的模板及剩余物料应及时清理运走，不得随意乱置，严禁向下丢弃物料、传递物件时，不得抛掷。墩、台帽或盖梁质量指标项目允许偏差尺寸（mm）20顶面高程（mm）10轴心偏位10支座垫石预留位置（mm）10盖梁施工工艺框图第六章 冲孔灌注桩施工常见薄弱环节及预防措施冲孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很多,因此在各类房屋及民用建筑中都得到了广泛的应

30、用。它的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题 ,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题,保质、保量地完成桩基施工任务。6.1冲孔过程中出现的施工质量问题及防治措施6.1.1 护筒冒水护筒外壁冒水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移位,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。造成原因:埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时撞。防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0

31、-1.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒冒水时 ,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移位时,则应重新安装护筒。6.1.2 孔壁坍陷冲进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然漏失,则表示有孔壁坍陷迹象。造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。冲进速度过快、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。防治措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避

32、免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接间,尽可能缩短沉放时间。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。6.1.3 缩颈 造成原因:塑性土膨胀防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。6.1.4 梅花孔造成原因:当施工进入较坚硬的岩层后，若使用的桩锤锤高过大，且桩锤顶的转向环又不灵便时，就很容易使桩锤在冲进过程中沿着锤齿部位所形成的“轨

33、道”冲进，这样桩孔壁将有少许凸向桩孔，这样的桩孔称为梅花孔。防治措施:如果梅花孔不作处理就灌注混凝土，那么该段桩芯混凝土便存在局部缩孔的隐患。此外，出现梅花孔还容易发生卡锤的施工事故。因此，在冲孔桩施工过程中，若发现有梅花孔，应引起注意，及时处理。梅花孔的常用处理方法有两种：1重新修整孔锤修孔。2向桩孔内回填块石至梅花孔顶面以上，检修好桩锤的转向环，然后低锤密冲，反复修孔。6.1.5 桩底沉渣量过多造成原因:清孔不干净或未进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。防治措施:成孔后,钻头提

34、高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用钢筋笼冷压接头工艺加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣。下完钢筋笼后,检查沉渣量 ,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。开始灌注混凝土时 ,导管底部至孔底的距离宜30-40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下 1.0m 以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。6.2 水下混凝土灌注过程中出现

35、的施工质量问题及防治措施6.2.1 卡管水中灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大;各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定 ,坍落度宜为18-22cm ,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回

36、填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0M Pa ,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6- 1.0M Pa ,以避免导管进水。在混凝土浇筑过程中,混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气

37、塞。在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。6.2.2 钢筋笼上浮钢筋笼的位置高于设计位置的现象 造成原因:钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升;当混凝土灌至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1m 左右时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼的上浮;由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。防治措

38、施:钢筋笼初始位置应定位准确,并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在 1.5-2.0m灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在 2-4m ,不宜大于5m和小于1m ,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。6.2.3 断桩混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断

39、桩。造成原因:由于导管底端距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;由于在浇注混凝土时 ,导管提升和起拔过多,露出混凝土面 ,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象;浇注混凝土时,没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出疏松、空洞的现象。防治措施:成孔后,必须认真清孔,一般是采用冲洗液清孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌

40、注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土浇注过程中,应随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,并严格遵守操作规程。严格确定混凝土的配合比,混凝土应有良好的和易性和流动性,坍落度损失应满足灌注要求。在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土应从导管内灌入,要求灌注过程连续、快速,准备灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。帮扎水泥隔水塞的铁丝,应根据首次混凝土灌入量的多少而定,严防断裂。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切

41、勿起拔过多。结 论通过这次在鹿寨至阳朔高速公路板坡大桥的施工，桥梁施工（特别是冲孔成桩）有了很大程度的了解。冲孔桩机因具有环境污染小、不受施工场地限制、操作灵活方便、穿透能力强、单桩承载力高及适用性强等优势而被广泛使用，已成为钻孔灌注桩施工的主要成孔设备, 不少重点工程的业主为确保工程进度和质量，均将其作为指定施工设备。一般适用于工业与民用建筑中填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层、碎石土层、砾卵石层、岩溶发育岩层或裂隙发育的地层施工，桩孔直径通常为6001500mm，最大直径可达2500mm，冲孔深度最大可达50m左右。因此在高速公路桥梁桩基中普遍使用冲击钻进成孔。虽然我们对冲孔桩已有一定

42、的认识，但是由于冲孔桩是一种施工中桩孔和桩身均不可见的桩基形式，与人工挖桩、锤击预制桩等桩孔或桩身可见的桩基形式相比，要确保冲孔桩的施工质量，将会面对更多的困难，故此，我们在施工时，对冲孔桩施工工艺一定要有深入的理解，冲孔桩的施工质量才有保证。只要以科学的态度，严格按规范制定好实施细则，加强责任心，保证施工质量是完全可以做到的。参考文献1汕头至昆明高速公路广西阳朔至鹿寨段工程第B4合同段两阶段施工图设计文件（第三册）2汕头至昆明高速公路广西阳朔至鹿寨段工程第B4合同段两阶段施工图设计文件（桥梁通用图）3公路工程技术标准（JTJ B01-2003）4公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2004）5公路桥涵养护规范（JTG H11-2004）6钢筋焊接及验收规范（JGJ018-96）7工程建设标准强制性条文（公路工程部分）8公路工程国内招标文件范本