關(guān)于方虎公路鉆孔灌注樁質(zhì)量通病控制的分析

李安林

摘要:本文從施工者的角度對方虎公路中的太平橋及慶先橋鉆孔樁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量通病結(jié)合以往施工經(jīng)驗,對樁基礎(chǔ)的質(zhì)量通病進(jìn)行總結(jié)。文章結(jié)合鉆孔灌注樁施工工藝特點,詳細(xì)分析和論述了施工質(zhì)量通病。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;施工;質(zhì)量控制

前言

作者從方虎公路橋梁鉆孔樁施工中分析總結(jié)樁基病害的成因入手,介紹一些控制樁身質(zhì)量病害的技術(shù)方法。且由于鉆孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)較多,技術(shù)要求高,工藝較復(fù)雜,需要在一個較短的時間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土隱蔽工程的灌注,人為因素的影響較大,很容易出現(xiàn)一些質(zhì)量病害,危及樁基工程的安全。從而造成整體工程質(zhì)量隱患。

1鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量通病

鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時候,以樁頂位置所受的壓力最大,下部承受的壓力相對較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實際受力狀況相反,往往是上部混凝土的強度低,中下段混凝土的強度高,若不嚴(yán)格控制,容易出現(xiàn)樁上段強度達(dá)不到質(zhì)量要求的情況。除此之外,還容易出現(xiàn)縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質(zhì)量缺陷,造成樁基承載力的下降,影響到工程結(jié)構(gòu)的安全。

2影響成樁質(zhì)量的原因分析

2.1影響樁身上部強度的原因分析

按照施工規(guī)范的規(guī)定,鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥,但在實際施工過程中,很難將淤泥徹底清除,于是在澆灌第一斗混凝土進(jìn)行封底施工時,孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導(dǎo)管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的,先灌入的混凝土頂升于孔的上面,這樣就容易出現(xiàn)樁上段強度較低的現(xiàn)象。為了保證清孔質(zhì)量,施工中進(jìn)行兩次清孔。第一次在成孔后,第二次在澆筑砼之前澆灌混凝土?xí)r,若導(dǎo)管插入混凝土之內(nèi)過深,澆注速度又較快,則容易在孔體深部沉積較多的骨料,加上振搗過程所造成的混凝土的離析,也容易導(dǎo)致樁體上部強度較低的質(zhì)量問題。

埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實,或護(hù)筒水位差太大,或鉆頭起落時碰撞引起質(zhì)量問題。

孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護(hù)壁不好,護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。

2.2 影響其他樁身質(zhì)量的原因分析

混凝土澆注施工中,導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)過淺,則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的,而是攤鋪式的,這時,泥漿、泥塊就容易混入混凝土中,進(jìn)而影響到樁身的質(zhì)量。除此之外,若設(shè)計的樁身直徑過小,則混凝土上翻時就會受到孔壁的限制,從而使樁體產(chǎn)生空洞、蜂窩缺陷。

鉆孔灌注樁的承載力主要表現(xiàn)為樁周摩阻力,而樁周摩阻力與孔壁形狀和護(hù)壁質(zhì)量密切相關(guān)。在施工過程中,孔壁的形狀是由鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、鉆桿下降速度和土質(zhì)等因素決定的,泥漿性能愈好、高程越高,越能保護(hù)好護(hù)壁。

在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環(huán)至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中,施工環(huán)節(jié)多,時間長,會在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質(zhì)量。靜置的時間越長,淤積的淤泥越多。

3成樁質(zhì)量的控制

3.1樁上段強度的保證措施

為保證樁上段強度達(dá)到要求,應(yīng)從下述幾方面采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施:

設(shè)計中樁徑為1.2M,依據(jù)樁徑和樁的長度,正確確定出第一斗混凝土的體積,一般可取1.5～2.0m3,也可以按樁身的設(shè)計體積的10%加以控制。

成樁質(zhì)量與樁身的澆注高度有關(guān),一般控制成樁高度高出設(shè)計樁頂標(biāo)高0. 5～1. 0 m.待鑿去高出部分的混凝土后,剩余部分不應(yīng)有浮漿和夾泥,混凝土標(biāo)號應(yīng)符合設(shè)計要求,否則要返工重澆。

導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的長度應(yīng)適宜,一般為2～6m。

3.2 樁身質(zhì)量的保證措施

工程施工前,本公司先做2個的試驗鉆孔,通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo),用以核對所選設(shè)備、工藝方法是否符合技術(shù)要求。

護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁要求,液面需高于地下水位0.5m 以上,有條件時,以高于地下水位2m以上更好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大,則不僅護(hù)壁性能差,而且因其容重較大,勢必產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。

在混凝土灌注前的一段時間里,須保證孔壁的穩(wěn)定性,不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為保證孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范的技術(shù)要求,要對泥漿進(jìn)行循環(huán)稀釋來降低相對密度,以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。除此之外,還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣。

吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔,不得有變形損壞。吊放后,先將鋼筋籠在垂直位置上固定好,然后進(jìn)行第二次清孔,檢測孔底的淤泥厚度,符合規(guī)定后,于0.5 h 之內(nèi)開始混凝土的灌注施工。

使用的隔水球直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時,應(yīng)加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實驗室確定,坍落度宜為18-22cm。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,試水壓力為0.6-1.0MPa,以避免導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過程中,混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。

鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小,混凝土接近籠時,控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m.灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。

成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中,應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠。嚴(yán)格確定混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,要求灌注過程連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多。

3.3混凝土灌注施工的技術(shù)要點

因為水下混凝土施工的隱蔽性強,很容易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等混凝土質(zhì)量缺陷,因此,必須著重控制水下混凝土的澆注質(zhì)量,包括選好原材料、做好配合比、改進(jìn)工機具、嚴(yán)格按操作規(guī)程施工等方面。

導(dǎo)管口距孔底要保持400mm 左右的距離,旋轉(zhuǎn)時要精確測量,反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后,應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～200mm ,使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大,以保證底層的混凝土質(zhì)量。

在灌注過程中,要嚴(yán)格把握施工進(jìn)度和時間,經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管,以使混凝土均勻注入。導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之間且不得< 1m ,每間隔15～20min ,要對混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測量和校核。

若施工過程中發(fā)生了混凝土堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象,一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當(dāng),或者是因為導(dǎo)管漏水漏漿導(dǎo)致管內(nèi)混凝土與管壁的摩擦力增大、流動性降低造成的,要分清原因有針對性地加以解決,切不要無控制地靠提管消除堵塞。

3.4樁身質(zhì)量的驗收

灌注樁質(zhì)量的檢驗內(nèi)容和方法應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定,通常檢測承載力采用樁荷試驗或大應(yīng)變動測法,而檢驗樁身質(zhì)量一般是通過對鉆芯樣實施超聲波檢測進(jìn)行檢驗,抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10% ,若工程需要時,還可相應(yīng)增加檢驗數(shù)量直至逐根檢查。

結(jié)語

鉆孔灌注樁有許多優(yōu)點,但由于施工環(huán)節(jié)多,工藝復(fù)雜,成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約,嚴(yán)重時會導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低,甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全,必須對鉆孔灌注樁的施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時采取措施予以補救。

參考文獻(xiàn)

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