淺談鉆孔灌注樁樁身缺陷成因及處理方法

摘要:文章就鉆孔灌注樁施工過程中出現的樁身質量缺陷問題進行了粗淺的探討,分析了產生樁身缺陷的主要原因,并提出解決樁身質量缺陷的處理方法。

關鍵詞:鉆孔灌注樁;樁身缺陷;灌注混凝土

中圖分類號:U443文獻標識碼:A

文章編號:1674-1145(2009)21-0134-02

一、前言

目前,隨著我國交通基礎設施建設的快速發展,鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強、成本適中和施工簡便等特點,被廣泛地應用于公路橋梁及其他工程領域,已成為一種重要的樁型。但灌注樁屬于隱蔽工程,由于施工過程的不確定因素較多,大部分是在水下進行的,對各種影響因素都必須有詳細的考慮,如地質因素、鉆孔工藝、混凝土的配制、灌注等。而水下混凝土灌注是成樁的關鍵環節,往往由于施工工藝不當或措施不嚴,就會在灌注中產生斷樁、夾泥、縮徑和局部離析等缺陷樁的質量事故。在現場施工實踐中,我們運用小應變無破損檢測的灌注樁之中,大概有2%左右的Ⅲ類樁。這就說明這些Ⅲ類灌注樁應該采取措施進行處理,方能正常使用。因此,將有問題的樁變為合格的樁,在處理樁身缺陷之前,要對鉆孔灌注樁樁身缺陷的成因進行技術分析,找出質量事故發生的原因,確定缺陷的類型,研究相應對策,然后制定切實可行的處理方案。

二、鉆孔灌注樁樁身缺陷產生原因

鉆孔灌注樁成樁質量如何關鍵的工序就是灌注水下混凝土的施工工藝這一方面。因為灌注水下混凝土的特殊性和工藝復雜性,加上施工地質的不穩定性,鉆孔樁進入地層的不同深度地質情況各有不同,形成了地質情況的復雜的特點,致使鉆孔樁樁身在灌注混凝土的過程中很容易形成各種不良的現象,造成各種缺陷樁的形成。

1.斷樁

(1)每根鉆孔灌注樁在灌注之前,應該先計算出第一批混凝土的方量有多少,在施工過程中導管的底口位置應該在第一批混凝土澆筑時蓋住導管底口方可。如果導管的底口距離孔底太高,混凝土澆筑不能蓋住導管口,使得泥漿水流入導管里就會形成斷樁。所以我們一定要在開始灌注混凝土前通過以下公式計算出混凝土的最小方量,安置好導管位置,才能避免斷樁出現。

Vmin=h1πdd/4+HcπDD/4 (如圖1)

Vmin=儲料斗最小容量(m3);

d=導管直徑(m);

D=鉆孔直徑(m)。

(2)在灌注混凝土施工過程中,施工人員操作不規范不熟練往往導致斷樁的出現。如工人把導管向上提升的過程中操作太快就會使得導管的底口位置脫離混凝土的頂面導致斷樁。

(3)在灌注混凝土過程中,如地質中夾有不穩定土層現象時,往往會產生坍孔情況,坍孔會產生泥土落在混凝土頂面,使孔底沉渣變厚,在灌注混凝土提升導管的過程中會由于法蘭盤的作用而間接產生斷樁現象。

2. 縮徑及離析

(1)在灌注混凝土時,往往會出現因為混凝土配合比掌握不好,混凝土中碎石級配和施工混凝土的和易性不良,現場施工中混凝土拌和不均而出現卡管現象,加上施工操作人員不停的上下抽取導管,導致混凝土離析,產生樁身缺陷;

(2)施工灌注施工過程中,施工人員操作導管埋入混凝土中太長,在灌注混凝土時操作不規范,太快或太慢都會使得澆筑的新老混凝土產生空隙,不能很好地結合,強度降低,致使局部松散現象;

(3)如果地質層中含有軟塑土等不良土質,遇水澎漲后孔徑縮小,從而造成樁身縮徑。

3. 夾泥

(1)在鉆孔灌注樁灌注混凝土過程中,會出現因為導管密封不夠嚴密或破損就會進水,導管中的泥水連同混凝土澆筑在灌注樁樁身當中,導致夾泥的出現;

(2)由于地質的原因,地質中存在不穩定土質,加上施工人員在灌注混凝土過程中大幅度抽拔導管則容易造成混凝土體沖刷孔壁,使得孔壁泥土坍落,掉落的泥土混在混凝土中造成夾泥現象。

三、鉆孔灌注樁樁身缺陷處理方法

通過分析我們知道鉆孔灌注樁樁身缺陷的原因各異,樁身缺陷的程度也各自不同,處理方法也有區別,在實際工程實踐當中就應采取相應且經濟適當的措施進行處理。

1.斷樁處理方法

(1)若鉆孔灌注樁在一開始灌注時就出現導管斷落或卡管現象,第一批混凝土還沒有埋住導管的底口位置,況且孔內混凝土較少,應立即把導管和鋼筋籠全部吊出,清除已灌混凝土,然后重新安裝鋼筋籠,然后按新樁的灌注程序灌注混凝土;

(2)如果鉆孔灌注樁混凝土已經施工到了一定的高度時出現斷樁的質量問題時,而操作人員沒有及時采取措施處理時,導致已經灌注施工的混凝土達到凝結狀,這時應運用沖擊鉆重新鉆孔或者采用明挖接樁的處理方法來處理;

(3)如果鉆孔灌注樁樁身混凝土缺陷位置處于該樁頂下一定范圍內(<5m),采取鑿除樁頂面至缺陷處的混凝土,再提高設計強度一個標號的混凝土來澆注樁身實施接樁,同時采用振動棒振搗密實。

2.夾泥、縮徑或離析處理方法

灌注樁成樁后,通過小應變動測檢測出來缺陷的質量問題時, 并采取鉆孔取芯法進一步檢查驗證出來該樁卻有缺陷時,應采用壓漿或補強措施進行處理,使得鉆孔灌注樁樁身質量滿足設計和規范的要求。

(1)壓漿

1)經檢測灌注樁樁身混凝土如果存在夾泥、縮徑或混凝土離析等缺陷質量問題時,應采用壓漿補強的方法進行處理。為保證壓漿能順利完成,應提高水泥漿標號,并計算出用于樁身壓漿所需要的水泥漿用量,采用高一標號水泥漿進行壓漿。

2)壓漿方法:首先采取鉆孔取芯的方法,之后將樁身混凝土中的夾泥或離析的混凝土雜質清除干凈,然后排出孔中的水,這時方可開始壓漿。在壓注過程中,注漿時應緩慢加壓,先將孔內清水排出,等水泥漿流出時,要封閉好孔口壁,防止水泥漿外溢,允許有少量泥漿或清水流出,緩慢加壓灌漿,直到無法壓注為止。最后打開封閉的孔口壁,此時如果孔口壁冒出大量水泥漿,且與注入的配制水泥漿基本一致,說明水泥漿液已經充滿缺陷部分,補注水泥漿即可停止。

(2)補強

當鉆孔灌注樁樁身混凝土發生縮徑缺陷時,應該運用補強的方法進行處理,就是鉆孔取芯孔加補強鋼筋束的工藝進行處理。首先應該計算確定好該樁應設置多少個抽芯孔和需要多少補強鋼筋束。其次用高壓水沖洗抽芯孔,沖洗到孔內全部都是清水方可停止;然后把鋼筋束放入孔內;最后灌注水泥漿直至孔內壓漿至飽滿為止。

四、結語

鉆孔灌注樁混凝土在施工過程中,因樁基處于地層地質情況的復雜性以及施工要求的特殊性,往往會出現樁身缺陷的質量問題。因此,在施工過程中采取相應的預防措施,要控制好灌注工藝,牢牢把好鉆孔、清孔和混凝土灌注等關鍵工序的質量關,從根本解決施工中存在的質量問題。如果一旦鉆孔灌注樁經檢測發生質量缺陷時,一定要認真加以分析,要對樁底的斷層位置、地質、成孔情況等加以認真分析,處理后必須要再進行驗證。要制定妥善的處理措施,及時對所產生的缺陷進行補救處理,盡量將事故消滅在萌芽狀態。

參考文獻

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作者簡介:方征利(1979- ),男,廣東揭陽人,廣東省揭陽市惠來縣公路局路橋助理工程師,研究方向:路橋工程技術。