城市桥梁桩基施工质量问题及对策

城市桥梁桩基基施工质量问问题及对策天津第六市政政公路工程有有限公司薛薛长迁2014年5月主要内容第一部分桥桥梁桩基类类型和背景一、桥梁桩基基础施工工艺艺简介二、桥梁桩基基础质量问题题概述第二部分桥桥梁桩基础础质量问题一、桥梁冲击击钻成孔桩质质量问题及应应对措施二、桥梁泥浆浆护壁成孔灌灌注桩质量问问题及应对措措施三、桩基灌注注时施工问题题及应对措施施第三部分桥桥梁桩基质质量事故实例例概述随着科技水平平的提高，对对钻孔灌注桩桩的设计、机机械设备、施施工工艺方法法和质量检测测技术的深入入研究，使得得钻孔灌注桩桩的设计理论论，施工技术术和检测方法法有了很大的的发展和完善善。在钻进工工艺方面，也也解决了桩底底沉渣、松散散地层稳定孔孔壁、硬岩成成孔以及深长长桩、斜桩施施工等复杂技技术问题。概述但是，桩基作作为隐蔽工程程，其工序多多，工艺复杂杂、工程质量量问题相对来来说仍比较难难以控制。灌灌注桩工程质质量出现的通通病是：小直径灌注桩桩多出现缩孔断断桩、孔底沉沉渣超厚及持持力层满足不不了设计要求求等问题；大直径灌注桩桩多出现桩身混混凝土离析、、孔底沉渣超超厚等问题。。桥梁桩基础目目前应用广泛泛，按成桩方方式分类如下下,本节重点分析析钻孔灌注桩桩的受害机理理：成桩方式分类预制打入桩钻孔灌注桩挖孔桩冲击钻循环钻旋挖钻实心钻空心钻正循环反循环定位埋设护筒钻机就位钻孔清孔安放钢筋笼水下浇砼循环护壁泥浆正循环钻钻孔孔反循环钻钻孔孔旋挖钻钻孔冲击钻钻孔冲击钻成孔桩桩质量问题及及应对措施1、桩孔偏斜：：在冲击中遇遇到探头石，，钻头受力不不均，基岩面面产状较陡或或钻机底座不不平和产生不不均匀沉降造造成桩孔偏斜斜。处理措施施：（1）遇到探头石石后，向孔内内回填碎石，，并采用高冲冲程击碎探头头石。（2）遇基岩时，，采用低冲程程，并使钻头头充分转动，，加快冲击频频率。（3）发现孔斜，，回填重钻，，及时检查钻钻机并进行调调整。2、钻孔呈梅花花形：钻头头的钻向装置置失灵，冲击击时钻头不转转。泥浆黏度度过高，阻力力大或冲程小小造成钻头转转动困难形成成梅花形钻孔孔。解决措施施：检查转向装置置保证灵活性性，调整泥浆浆的黏度和比比重，钻进一一定深度时交交替变换冲程程。3、卡钻：钻孔缩缩颈，遇探头头石或不规则则。上部孔坍坍塌卡住钻头头。粘土层中中泥浆粘度过过大，以致吸吸钻。放绳太太多使钻头倾倾侧，顶住孔孔壁。处理措措施：（1）发生卡钻时，，不宜强提。。查明原因和和钻头位置，，采取晃动大大绳以及其他他措施，使钻钻头松动后再再提起，使钻头脱离卡卡点。（2）用打捞钩或或打捞活塞助助提钻头或使使用专用工具具将钻头拨正正。（3）修理孔径，，处理钻头石石。用优质泥泥浆替换原有有泥浆。4、钻头脱落：：钢绳磨断，，或绳卡松脱脱，或锥体在在薄弱处折断断。转向装置置与顶锥联结结处脱开。应应对措施：（1）用打捞活套套，打捞钩打打捞或用冲抓抓锥抓取并且且加强对其检检查防止掉锥锥。（2）先进行打捞，，如打捞不起起，则采用冲冲击钻，将钻钻头击碎。5、孔壁坍塌：：冲击钻头或或掏渣筒倾倒倒撞击孔壁，，孔内泥浆面面低于地下水水位或比重偏偏低。遇流砂砂、淤泥、破破碎底层或松松散层时进尺尺太快。应对对措施：（1）探明坍塌位位置，将砂和和粘土混合物物回填塌孔位位置以上1m~2m，夯实后重新新冲孔。（2）调整孔内泥泥浆液面或比比重。增大泥泥浆比重，降降低进尺速度度，严重塌孔孔，用粘土回回填重钻。6、孔底涌砂：：孔外地层水水压力比孔内内大，孔壁松松散，使大量量流砂涌入孔孔底。应对措措施：流砂严重时，，可抛入碎砖砖石、粘土，，用冲锤将之之挤入流砂层层，做成泥浆浆结块，使孔孔壁坚厚，阻阻止流砂涌入入。循环钻机成孔孔灌注桩质量量问题及应对对措施1、坍孔：泥浆稠度小，，起不到护壁壁的作用，水水位高度不够够，对孔壁压压力小。强透透水层使因漏水使孔内内压急剧下降降。护筒埋量太浅浅，加之周围围回填土不密密实而造成漏漏水。施工操操作不当如提提钻快，松软软砂层进尺快快。停钻时间间过长或放钢钢筋笼时碰撞撞孔壁。向向孔内加水时时流速过大，，直接冲刷孔孔壁。坍孔的的处理措施：：（1）塌孔分为孔孔口坍塌和孔孔内坍塌，要要根据事故状状态采取相应应的措施。（2）当发生孔内内坍塌时，要要先判明坍塌塌的位置再分分析具体原因因。坍孔不严严重时，可回回填砂和粘土土混合物到坍坍孔处以上，，采取措施后后继续钻进。。（3）坍孔严重时时，应使用砂砂和粘土混合合物全部回填填，待回填物物沉积密实后后再行钻进。。坍孔的预防措施（1）桩基施工前，，要认真研究究地质勘察报报告，确定护护筒的埋置深深度，预先备备好足够的粘粘土，做泥浆浆护壁；（2）为防止连续续钻孔机振动动对地层造成成较大影响，，要合理安排排钻孔的时间间和孔位，现现场施工时采采用跳打法施工，相邻桩桩孔不要连续续施工，跳打打时，必须等等相邻成形桩桩砼浇注完2d后方可施工。。2、缩颈或孔斜斜：在施工过过程中均出现现了钢筋笼放放不下去的问问题，最可能能的情况就是是出现了缩孔或孔斜，经下放检孔孔器，即可判判定是否出现现了缩颈或孔孔斜。尽管表表面上看，这这种质量事故故可以在施工工过程中及时时发现，不至至于引起严重重的质量隐患患。事实上，，其不仅造成成工期延长，，浪费人力、、物力，对桩桩基承载力的的影响也不容容忽视。2.1缩颈：可能是是由于地质情情况不良，孔孔口附近堆积积砂石料，产产生较大的土土压力后，一一种高塑料粘粘土带孤石橡橡胶土同时挤挤入孔内所致致缩颈。处理理方式：（1）于缩颈事故故，通常应保保持孔口附近近的无堆积物物，减少土压压力的影响;（2）采用加长钢钢护筒的措施施来加以解决决，或改装正正孔器。正孔孔器用10mm厚钢板卷制成成与钻头同直直径，高1.5m的十字架钢护护筒中心通过过钻杆与钻头头连接，增加加钻头的自重重，即可钻孔孔成桩。2.2孔斜：造成孔斜事故故的原因较多多:1.钻孔中遇到较较大的孤石或或探头石;2.在有倾斜度的的软硬地层交交界处、岩面面倾斜处或粒粒径大小悬殊殊的砂卵石层层中钻进时，，钻头受力不不均匀;3.扩孔较大处，，钻头摆动偏偏向一方;4.钻机安装不合合要求，钻进进过程钻机产产生不均匀沉沉陷或运转过过程震动过大大引起孔斜;5.钻具弯曲或插插接式连接钻钻杆磨损，间间隙过大受压压后钻杆发生生弯曲而导致致孔斜。孔斜的处理措措施：（1）若孔斜不严严重，一般可可在偏斜处吊吊住钻头上下下反复扫孔，，使钻孔修直直。（2）孔斜严重或或纠斜无效时时，采用回填填片、卵石到到偏斜部位上上部冲平后再再重新钻进成成孔。孔斜的预防方方式：（1）安装钻机时时，机座应安安放在平稳坚坚固的地基上上，使转盘和和底座水平，，重滑轮缘"固定钻杆的卡卡孔和护筒中中心三者应在在一条直线上上，且钻进中中应经常检查查校正;（2）钻具入孔前前要仔细检查查，弯曲的钻钻具严禁入孔孔内，且插接接式连接钻杆杆接头磨损严严重、间隙过过大时要及时时修复或更换换;（3）在开孔、换换层界面处或或有倾斜的软软、硬地层钻钻进时，应采采用轻压慢转转的操作规程程，钻机遇到到地下障碍物物时应及时处处理，严禁盲盲目加压;要经常用检孔孔器进行检查查，发现偏斜斜及时纠正。。（4）孔斜不严重重时，一般可可在偏斜处吊吊住钻头上下下反复扫孔，，使钻孔修修直；孔斜严严重或纠斜无无效时，采用用回填片、卵卵石到偏斜部部位上部冲平平后再重新钻钻进成孔。孔斜预防采取取如下措施:（1）安装钻机时时，机座应安安放在平稳坚坚固的地基上上，使转盘和和底座水平，，重滑轮缘、、固定钻杆的的卡孔和护筒筒中心三者应应在一条直线线上，且钻进进中应经常检检查校正;（2）钻具入孔前前要仔细检查查，弯曲的钻钻具严禁入孔孔内，且插接接式连接钻杆杆接头磨损严严重"间隙过大时要要及时修复或或更换;（3）在开孔、换换层界面处或或有倾斜的软软、硬地层钻钻进时，应采采用轻压慢转转的操作规程程，钻机遇到到地下障碍物物时应及时处处理，严禁盲盲目加压;要经常用检孔孔器进行检查查，发现偏斜斜及时纠正。。（4）孔斜不严重重时，一般可可在偏斜处吊吊住钻头上下下反复扫孔，，使钻孔修修直；孔斜严严重或纠斜无无效时，采用用回填片、卵卵石到偏斜部部位上部冲平平后再重新钻钻进成孔。3、进尺速度3.1粘性土正循环环进尺慢：泥泥浆黏度过大大，轴压过大大而孔底粘屑屑不能及时排排出。糊钻或或者泥包钻头头。应对措措施：调整泥浆性能能，调整钻进进参数，调整整泥浆性能参参数，适当增增大泵量或向向孔内投入适适量砖石。3.2沙砾层进尺慢慢：在沙砾层层中，由于冲冲洗液上返流流速小，钻屑屑未能及时排排出或钻头破破损严重。会会出现进尺慢慢的情况。应应对措施：加大泵量，增增大上返流速速。每钻4m~6m，专门清渣一一次。及时检检查、修复或或更换钻头。。4、钻具跳动大大，切削具崩崩落：孔内内有砾、卵石石，或杂填的的砖块、石块块。应对措措施：用冲抓锥捞除除大石块。用用冲击钻头破破碎或挤压石石块。灌注浇灌过程程中出现的问问题及应对措措施1、挂笼：在灌灌注砼过程中中，因导管不不居中，造成成导管提升过过程中挂到钢钢筋笼。此时时，不得强行行提升导管，，避免将钢筋筋笼挂坏。必必须先用人工工将导管来回回旋转，同时时稍微将导管管下放，这样样就能将导管管和钢筋笼脱脱离。2、浮笼：在灌灌注砼过程中中，因砼灌注注过快、导管管拔升未控制制好及挂笼，，或当灌注的混混凝土超过钢钢筋笼且导管管埋深较大时时，若其上层层混凝土因浇浇注时间过长长，已接近初初凝，表面形形成硬壳，混混凝土与钢筋筋笼之间产生生一定的握裹裹力，如此时时导管底端未未及时提到钢钢筋笼底部以以上，混凝土土在导管流出出后将以一定定的速度向上上顶升，同时时也带动钢筋筋笼上浮。为防止浮笼要要采取以下措措施：（1）在钢筋笼顶顶添加压杠，，防止浮笼，，如图（2）当砼到达钢钢筋笼底面时时，必须放慢慢砼灌注速度度，让砼缓慢慢上升将钢筋筋笼包裹达1m后，再将砼灌灌注速度正常常化。（3）在砼到达钢钢筋笼底面时时，不得拔升升导管，避免免将钢筋笼带带起。导管的的拆卸必须在在砼到达钢筋筋笼底面之前前，或在砼将将钢筋笼包裹裹达1m后进行。（4）挂笼也会引引起浮笼，在在灌注砼过程程中，必须让让导管尽量居居中。如挂笼笼，则按处理理“挂笼”方方法处理。3.钢筋笼的偏位位和变形：钢钢筋笼过长，，箍筋未起到到作用，使得得钢筋笼的刚刚度不够，吊吊入孔内后钢钢筋笼发生变变形。钢筋笼笼上未设垫块块或耳环控制制保护层厚度度，或桩孔本本身偏斜或偏偏位;钢筋笼吊装时时未垂直缓慢慢下放，而斜斜插孔内使保保护层厚度不不够而使钢筋筋笼偏位。预预防措施如如下：（1）第一次清孔孔时应换用比比重和粘度较较低的泥浆进进行冲洗和置置换，同时将将钻头上下活活动，边冲边边扫，尽量将将孔内的泥块块和泥皮搅拌拌成浆，排出出孔外，直到到泥浆符合要要求时再进行行提钻;（2）加快混凝土土浇灌速度，，控制浇灌时时间，遇高温温天气应添加加缓凝剂以防防止混凝土顶顶层进入钢筋筋笼时，流动动性变小。（3）加固钢筋笼笼与孔口的固固定，防止钢钢筋笼位移。。4、翻浆不顺：在在灌注砼过程程中，因导管管埋置过深、、砼坍落度偏偏小、砼和易易性不好、灌灌注时间过长长等原因，均均会造成翻浆浆不顺。处理理措施：（1）及时拆卸导导管，宜保证导管埋深在2～6m。（2）接长导管，，使用大漏斗斗，增加砼的的压力，使用用吊车和料斗斗（容量1～1.5m3）吊送砼到大大漏斗。（3）坍落度偏小小、和易性不不好的砼拒绝绝使用。（4）如桩桩孔内内泥浆浆比重重过大大，而而桩身身砼顶顶面离离孔口口不深深时（（10m以内）），可可将泥泥浆泵泵出浆浆管伸伸入孔孔内，，在距距已灌灌砼面面1m左右位位置，用比比重小小的泥泥浆或或清水水进行行换浆浆，用用以降降低泥泥浆比比重，，进而而降低低砼面面的压压力。。（5）加强强现场场组织织和管管理，，缩短短作业业衔接接时间间，缩缩短灌灌注时时间。。5、堵管：：产生生的原原因和和处理理方法法和““翻浆浆不顺顺”基基本一一样。。如处处置方方法实实施后后仍无无效，，则将将导管管拔出出，进进行二二次封封底，，如下图：二次封封底方方法：：（1）重新新检测测孔深深，计计算导导管长长度，，吊放放导管管，确确保导导管下下口距距砼面面20～30cm。（2）使用用大漏漏斗，，计算算初存存量。。漏斗斗注满满砼后后，迅迅速提提拉孔孔口盖盖，让让砼迅迅速下下冲，，在漏漏斗砼砼下流流量能能达到到已灌灌砼面面时，，将漏漏斗和和导管管迅速速下放放（此此时导导管内内泥浆浆已全全部排排除，，且导导管下下口已已被砼砼包裹裹），，人工工与机机械配配合强强行使使得导导管下下口插插入原原砼面面下不不少于于1m。（3）继续续砼灌灌注，，直至至达到到设计计标高高，再再超灌灌1.5m以上，，将原原砼面面顶出出设计计桩身身。6、导管漏漏水：：导管初初次使使用应应做导导管水水密试试验。。在平平整场场地内内将整整根导导管进进行拼拼装连连接牢牢固后后，将将导管管顶口口封闭闭，并并留一一注水水孔，，用水水泵向向导管管内注注满水水后，，用空空压机机向导导管内内加压压，以以φ1.00m桩基长长60m为例，，应加加压到到0.5～0.8MPa，压力力表读读数不不降低低，导导管表表面不不滴水水或漏漏气，，即表表示导导管水水密性性合格格。水水密试试验结结束后后，自自下而而上编编号拆拆卸，，以便便在孔孔位导导管安安装时时对号号组拼拼。导管水水密试试验7、导管管超拔拔：在在灌注注砼过过程中中，因因导管管埋深深计算算不准准及卷卷扬机机操作作手不不熟练练、不不听从从指挥挥，造造成导导管超超拔。。处理理措施施采用用二次次封底底。8、导管管拔不不出：：在灌灌注砼砼过程程中，，因导导管埋埋置过过深、、挂笼笼、灌灌注时时间过过长等等原因因，造造成导导管拔拔不出出。处处理措措施如如下：：（1）挂笼笼：按按处理理“挂挂笼””方法法处理理。（2）导管管埋置置过深深、灌灌注时时间过过长：：迅速速调集集大型型起吊吊设备备（吊吊车或或挖掘掘机）），进进行提提拔，，在提提拔过过程中中，辅辅以机机械或或人工工晃动动导管管。导导管提提拔过过程中中，必必须保保证导导管的的最小小埋深深1m。9、卡管管：卡卡管事事故又又分为为剪球球时卡卡管与与灌注注中卡卡管，，它们们的原原因稍稍有不不同。。剪球球时卡卡管的的情况况较多多，造造成此此类情情况的的主要要原因因有9.1剪球时时卡管管：剪球制制作不不合理理，塞塞球直直径与与导管管直径径差过过小，，剪球球前由由于砂砂浆或或细石石料渗渗入导导管与与球壁壁之间间而堵堵塞;混凝土土配比比不合合格，，用于于封底底的混混凝土土坍落落度过过小或或拌和和不均均匀，，加上上累积积混凝凝土过过程中中粗骨骨料下下沉，，可能能导致致漏斗斗口处处粗骨骨料相相互挤挤压密密实而而堵塞塞漏斗斗口，，致使使剪球球后混混凝土土难以以下落落。处处理措措施：：（1）用适适当长长度的的钢筋筋强制制性捅捅塞球球，使使混凝凝土下下落;采用机机械微微振动动使混混凝土土自然然下落落，以以保证证混凝凝土下下落时时导管管回到到正常常的埋埋管位位置;（2）要严严格计计算封封底混混凝土土的数数量，，宜多多不少少，改改善配配合比比的设设计，，宜选选择和和易性性好的的水泥泥及合合格的的砾石石作粗粗骨料料，使使用这这样的的混凝凝土封封底效效果较较好。。9.2灌注过过程中中卡管管现象象：主主要是是由于于混凝凝土过过早凝凝固造造成堵堵塞而而引起起的。。钢筋筋笼制制作质质量差差，部部分钢钢筋焊焊缝不不牢脱脱离主主筋后后插入入导管管吊环环内，，也会会造成成埋管管。导导管埋埋深过过大或或混凝凝土初初凝使使导管管内外外摩擦擦力增增大，，同样样会发发生埋埋管。。应应对措措施：：（1）通常常以预预防为为主，，灌注注前应应做好好准备备工作作，尽尽可能能使灌灌注连连续快快速，，在炎炎热季季节灌灌注水水下混混凝土土初期期可加加入适适量的的缓凝凝剂，，以避避免混混凝土土过早早初凝凝。(2)针对埋埋管事事故，，可采采取以以下措措施预预防补补救:①注意长长短天天气预预报，，合理理安排排浇注注时间间;②正反转转动缓缓慢提提升导导管，，使导导管脱脱离钢钢筋笼笼并居居钻孔孔中心心，可可再继继续浇浇注;③认真做做好浇浇注记记录，，严格格控制制埋管管深度度;10、漏浆浆：：漏浆浆时，，首先先必须须先维维持孔孔内水水位，，再根根据钻钻孔的的原始始记录录及相相关资资料，，判别别本处处的地地质情情况，，是裂裂隙或或溶洞洞，然然后根根据以以上资资料及及漏浆浆的程程度来来判别别采用用什么么材料料进行行回填填。施施工时时，必必须综综合考考虑施施工环环境及及现场场资料料，处处理的的办法法也应应相应应变动动。漏漏浆浆应对对措施施：（1）当发发现护护筒内内水面面冒出出气泡泡或浑浑水时时，孔孔内水水头高高度开开始缓缓慢下下降，，表示示轻微微漏浆浆，可可以适适当地地加入入粘土土或用用袋装装粘土土直接接投入入，从从而改改善泥泥浆质质量，，继续续钻进进(钻进过过程中中应保保持较较小冲冲程钻钻进，，待孔孔内情情况稳稳定后后，再再恢复复正常常钻进进。））（2）当气气泡或或浑水水大量量涌出出，漏漏浆速速度较较快，，加入入粘土土钻至至原标标高处处仍不不能防防止漏漏浆时时，最最好停停止钻钻进。。如果果距离离终孔孔标高高不远远，回回填土土方量量太大大，在在保持持泥浆浆质量量的同同时，，必须须注意意保持持孔内内外水水位差差，以以免造造成坍坍孔。。（3）钻孔孔桩施施工时时，一一旦发发生漏漏浆，，极易易发生生坍孔孔。可可以采采用重重整护护筒，，判明明坍塌塌位置置，回回填片片石和和粘土土混合合物到到坍孔孔处以以上1m~2m，继续续钻进进片石石不宜宜太大大，钻钻进过过程中中速度度不宜宜太快快，待待钻至至原漏漏浆处处标高高以下下时，，再以以较大大的冲冲程钻钻进。。（4）单一一的处处理办办法不不行时时，可可以采采用全全部回回填，，待回回填物物沉积积密实实后再再行钻钻进;在维持持孔内内外水水位差差的同同时，，向孔孔内先先投入入水泥泥和片片石，，经小小冲程程冲砸砸后，，再加加入粘粘土，，回填填的次次序不不能随随意变变动。。经多多次观观察发发现漏漏浆后后，泥泥浆流流失严严重，，孔内内泥浆浆比重重迅速速下降降，根根本无无法维维持钻钻孔施施工的的正常常进行行。因因此，，必须须先回回填水水泥和和片石石，待待孔内内水位位稳定定后，，再加加入粘粘土，，以防防止泥泥浆再再次流流失。。11、离析：桩桩身混凝土土离析、缩缩孔一般发发生在大直直径灌注桩桩上。离析析的处理措措施：（1）对桩身砼砼离析层的的处理，若若是孔洞蜂蜂窝缺陷，，可采用小小孔钻进到到要处理的的部位，用用高压水清清洗后再用用高压泵向向要处理的的部位压入入水泥浆；；（2）砼灌注完完成后当发发现桩身缩缩孔，如位位置较浅，，则直接开开挖对缩孔孔部位施工工补救，如如位置较深深且严重，，则应考虑虑补桩桩身砼离析析、缩孔事事故的预防防措施：（1）导管入孔孔连接时一一定要密封封好，以防防止发生漏漏水现象；；（2）灌注过程程应严格控控制导管埋埋深，避免免浮浆的浸浸入；(3)预防地下水水浸入引起起水浸。12、断桩：如在灌桩过过程中处理理翻浆不顺顺、堵管、、导管超拔拔、导管拔拔不出等措措施失败，，造成断桩桩，则视已已灌桩长的的长短，采采取填充重重钻、明挖挖接长等措措施。断桩的（1）灌注前注注意天气预预报，做好好充分准备备；保证灌灌注操作连连续紧凑地地进行（2）灌注过过程中控制制导管埋置置深度，保保证导管埋埋深大于2m；（3）预先在在砼导管上上套装一个个用1mm厚钢板制成成的锥形活活动护罩，，以护住导导管法兰挂挂住钢筋骨骨架，护罩罩底部与法法兰大小一一致；（4）在灌砼砼时，控制制好导管上上拔速度，，并随时掌掌握导管埋埋入深度，，避免导管管埋入过深深或导管脱脱离砼面；；（5）砼的拌拌制要严格格按照规范范要求控制制水灰比、、坍落度，，保证砼的的和易性，，以防砼的的和易性差差，造成导导管堵塞，，不得不拔拔出导管而而造成断桩桩。确保工程质质量安全—桥梁桩基工工程质量事事故案例泥浆比重超超标，导致致：

护壁壁过厚，孔孔壁摩擦系系数小，不不能满足承承载力要求求。造成返返工！损失失20万！事故1事故2襄樊某桥φ2.4m桩，h=70m，旋转钻机机钻头掉入入孔底，潜潜水工下潜潜打捞，因因控制管线线与钻杆扭扭结，窒