浅谈桥梁桩基施工技术问题与质量控制
中铁二十局一公司：李彦澎
摘要:桥梁工程中桥梁桩基极为关键。桥梁桩基由于深埋于地表下,且多数施工区域地下水位较高,施工质量较难控制。桩基质量直接影响桥梁的整体质量。因此，本文就桥梁桩基混凝土施工中应注意的技术问题与质量控制进行分析与总结。
关键词:桥梁桩基、混凝土施工、技术问题、质量、控制、浇注、声测管
桥梁桩基深埋于地下，且多数区域地下水位较高，施工质量较难控制。下面结合自己多年来的实践和体会，就桥梁桩基混凝土施工中应注意的几个技术问题与质量控制，谈几点粗浅看法。
桩孔定位:施工前,根据桩的轴线,引出每个桩位的十字中心线,中心线用小钉钉牢在桩孔附近的木桩上,桩位偏差控制在10mm以内,且标桩埋设牢固有醒目标记。
护筒埋设:护筒一般应用工具式钢护筒,采用回转钻时,内径比钻头直径大100mm,上部开高设1～2个溢浆孔,护筒的位置埋设准确和稳定,护筒与坑壁之间用粘土填实,护筒排浆口与泥浆沟相通,护筒中心线与桩位线偏差不大于50mm,护筒在粘性土中埋深1.0米,护筒上口高出地面100～200mm,为防止泥浆面上下浮动、冲刷孔壁引起坍孔,应保持孔内浆面高出地下水位1.0m以上。
钻机就位:钻机就位保持平衡,确保钻进作业时,不发生倾斜移位。事先在两个方向用经纬仪测定钻杆垂直度,使其偏差控制在0.2%以内,钻头对孔准确,钻头中心与护筒偏差不大于15mm。
制备合格泥浆:泥浆材料用塑性指数Ip≧17的粘土、水PH值为7～9,加适量膨润土、分散剂和增粘剂搅拌而成。泥浆循环系统设循环池、储浆池和沉淀池,其容量分别按三倍的出土量计算，现场安排一辆车,随时外运泥浆。泥浆在存放过程中不断地用泵搅拌循环池，使之保持流动状态,专职检查人员每天按规定时间检查泥浆质量不少于两次,主要检查比重和含沙率:比重:1.1～1.3;含沙率不大于4%;胶体率95%以上;粘度:18～22s;Ph值≥6.5。
成孔与清孔:可根据具体工程情况选用泥浆正循环和反循环方法作业,不同类型的土层采用不同的钻头,一般粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,选用鱼尾钻或笼式钻头,穿过不厚的砂夹卵石或在风化岩石层时,选用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头,锥角可小些,必要时采用组合牙轮钻头或冲式钻头,在钻孔过程中,每钻进5米左右,测量一次孔壁的垂直度，直到设计孔底标高。经常对孔深、孔径、桩孔垂直度进行检查,确保能够满足设计要求。清孔时要保持孔内泥浆面不降低,防止缩孔、塌孔。在钢筋笼入孔与安放导管后、混凝土灌注前,对孔底用优质泥浆二次清孔,使沉淀物漂流溢出,灌注前孔底沉渣厚度不大于100mm。
钢筋笼吊放:钢筋笼按设计图纸制作成型。为保证钢筋笼在运输、吊装过程中不发生变形,用螺旋或焊接环形箍筋,每隔2米加设一道加强箍筋,并逐点与主筋焊牢,钢筋的保护层用预制混凝土小圆盘套在加强箍盘上,既可防止下放钢筋碰撞孔壁,又起控制钢筋笼保护层作用。钢筋笼吊起并垂直扶正后,沿导向钢管缓缓下放,不得碰撞孔壁,如下放困难应查明原因,不得强行下放。成孔后尽快安放钢筋笼,以减少孔底回淤,顶面和底面标高符合设计要求,误差不大于±50mm。
桩基施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土强度等级一样,且护壁应高出地面至少30厘米,另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。
桩基混凝土配合比,应在施工前对取料场原材料检测合格后,分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计。一般情况下,钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大,但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求,如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等,其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。
灌桩混凝土制备关：原材料必须经过严格的试验检测,特别是粗集料的粒径不能大于40mm。在拌制过程中,按配合比要求,盘盘过称计量,控制混凝土的水灰比(0.55)坍落度(18-20cm),对坍落度达不到要求或拌和后出现离析的混凝土,必须重新拌制或作废料处理,混凝土的输送严防漏浆。
灌注混凝土导管检查关：灌注混凝土导管口径根据粗集料最大粒径确定,导管口径不小于最大粒径的8倍。导管在使用前,必须严格经过水密、承压和接头抗拉试验,避免由于水密性差,在灌注过程中产生高压气囊或导管接头质量差,在拉拔过程产生导管断裂等现象。导管底排泄端离孔底的距离,采取先探底后回拔的方法,控制在高度25～40cm之间。
混凝土灌注过程检查关：在混凝土灌注过程中,首先应控制混凝土的初灌数量。为保证首批混凝土能满足导管初次埋置深度和填充导管底部间隙需要,要经计算确定漏斗最小容量外,再用备用漏斗预先准备一斗混凝土,让两斗混凝土同时灌入,确保首批混凝土数量。
若采用超声波透射法检测桩基质量,首先应进行声测管的预埋。超声波透射法检测桩基质量的工作机理一般情况下就是一个探头发射,一个探头接收,桩底发射探头在规定的高度上所发射的超声波通过混凝土到接收探头,其间根据某些声学参数如幅度、频率等的不同变化,反映出混凝土内部如孔洞、强度、离析等情况。而声测管就是探头运动的通道。由于超声波透射法检测桩基质量不受桩长、桩径的影响,因此成为目前我国较受欢迎的桩基检测法。
声测管一般应采用钢管,埋设时应按设计图要求将其绑缚于桩基钢筋笼上。塑料PVC管虽然价格便宜,但由于施工中绑扎和水泥水化过程中发热等因素影响而容易变形,最终造成探头上下移动而无法检测,所以一般在工程中不采用塑料PVC管。
钢管声测管在进行联结时,一般采用螺丝口连接或焊接,焊接过程中应注意不要烧坏钢管,以免出现洞口导致浇筑混凝土时水泥浆体渗入而堵塞管道;螺丝口连接应在丝口处采用麻丝紧缠,也是为防止水泥浆体渗入而堵塞管道。
采用超声波透射法检测桩基质量时,声测管埋设数量应按相关规范要求,现普遍采用埋设三根或四根,圆孔桩一般为三根,方孔桩一般为四根。
声测管绑缚于桩基钢筋笼上时,首先安装第一根时应平行于桩孔轴心线;其次是声测管之间应尽量平行,然后绑缚于桩基钢筋笼上且不允许有松动现象;第三是对于端承桩而言,由于桩底情况是我们需要重点检测的地方,因而几根声测管尾部都应一直放到桩底且应处于同一水平面上;第四,声测管在埋设时应尽量等距离分布;第五,在桩顶处声测应高出桩顶混凝土面30～50cm为宜。
声测管在绑于桩基钢筋笼上时,应当用钢板先将声测管两端焊接牢固并密封,以免异物落入管道中而堵塞声测管。
在桩基检测前一天,将声测管露出桩顶焊牢密封的薄钢板切割掉,最好用切割机,注意割掉薄板后应保护好,不得让异物进入而堵塞。为使检测工作顺利,可先用测绳进行声测管检查,检测项目包括实际桩长,声测管内有无异物堵塞等,检查完毕后在管中装入清水以待检测桩基质量。
参考文献：
[1]《建筑施工手册》,中国建筑工业出版社
[2]《建筑工程施工质量检查与验收手册》
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