公路橋梁水下混凝土灌注柱鉆芯檢測及揭露問題的探討

李龍權(quán)

(貴州省交通科學(xué)研究院有限責(zé)任公司)

1 工程實例

1.1 工程概況

貴州省二級公路上某在建特大橋上部為連續(xù)剛構(gòu)，下部為群樁承臺基礎(chǔ)。該特大橋1#墩基樁設(shè)計樁徑φ =2.2 m，樁長L=26.0 m;2#墩基樁設(shè)計樁徑φ=2.2 m，樁長L=23.0 m。基樁混凝土強度設(shè)計等級均為C30，基樁已完成施工，經(jīng)聲波透射法檢測，該特大橋1#墩1 －6 基樁底波速偏低，2 號墩2－6 基樁樁身整體偏低。

為了確保工程質(zhì)量，受貴州省二級公路建設(shè)管理中心辦公室委托，特針對1 －6、2 －6 兩基樁進行鉆芯檢測。

1.2 檢測依據(jù)及檢測設(shè)備

依據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94 －2008)、《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JTG 106 －2003 J256 －2003)、《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》(CECS03:2007)及我單位的“鉆芯檢測管理相關(guān)規(guī)定(試行)”技術(shù)要求。

設(shè)備:XY－150 型液壓操縱鉆機，φ110 單動雙管鉆具，外徑φ110 金鋼石鉆頭。

1.3 工作布置

(1)依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JTG 106 －2003 J256 －2003)7.3.1 規(guī)定:1 －6、2 －6 兩基樁各布置3 個鉆芯檢測孔;

(2)依據(jù)我單位“鉆芯檢測管理相關(guān)規(guī)定(試行)”要求

①檢測孔布置:以基樁中心為基點，沿路線大里程方向0.20 ～0.25D 布置1 －6ZK3、2 －6ZK3;以0.20 ～0.25D 為半徑，樁中心為圓心順時針旋轉(zhuǎn)120°的點位布置1 －6ZK2、2 －6ZK2;以0.20 ～0.25D 為半徑，樁中心為圓心逆時針旋轉(zhuǎn)120°的點位布置1 －6ZK1、2 －6ZK1;

②鉆探取樣:回次進尺原則上按不超出1.5m/回次，可根據(jù)實際情況靈活調(diào)節(jié)，但不能超出巖芯管長度;

③混凝土芯樣試件的截取

a 基樁有多個鉆孔時各孔取樣應(yīng)在同一深度(即標高斷面處)或相差不超出單件試件高度部位，所取樣品最大骨料直徑應(yīng)小于芯樣直徑的三分之一;

b 當(dāng)樁長10 ～30 m 時，每孔截取3 組芯樣;當(dāng)樁長小于10 m 時，可取2 組，當(dāng)樁長大于30 m 時，不少于4 組;

c 對混凝土芯樣連續(xù)無明顯缺陷的基樁應(yīng)距樁頂1 倍樁徑(即1.2 ～2.5 m 左右)、距樁底1 倍樁徑(即樁底1.2 ～2.5 m 左右)范圍內(nèi)應(yīng)有試件控制，中間芯樣宜等間距截取;

d 對存在缺陷的基樁取樣時除應(yīng)滿足以上條規(guī)定外，當(dāng)缺陷位置能取樣時應(yīng)在缺陷部位加取試驗試件;當(dāng)基樁鉆芯孔數(shù)大于一個且只有一孔存在缺陷時應(yīng)在其它孔該深度斷面截取試件;

e 取樣編號:1 －6 基樁ZK1 鉆孔取樣編號應(yīng)為1 －6 －1、1 －6 －2、1 －6 －3，ZK2 鉆孔取樣編號應(yīng)為1 －6 －1'、1 －6－2'、1 －6 －3'，ZK3 鉆孔取樣編號應(yīng)為1 －6 －1″、1 －6 －2″、1 －6 －3″，在缺陷部位加取試件時取樣編號為1 －6 － × +1、1 －6 － × +2;2 －6 基樁以此類推。

1.4 檢測情況

(1)混凝土芯樣描述

1 －6 基樁:0.0 ～26.0 m 范圍混凝土芯樣連續(xù)、完整，骨料分布基本均勻，膠結(jié)較好，斷口吻合，芯面光滑，芯樣呈長柱狀、柱狀、局部短柱狀。芯樣側(cè)面見少量氣孔，約占芯樣側(cè)面積1%，孔徑φ =1 ～3 mm，局部見蜂窩麻面，采取率為99%;

2 －6 基樁:0.0 ～23.0 m 范圍混凝土芯樣連續(xù)、完整，骨料分布基本均勻，膠結(jié)稍好，斷口吻合，芯面基本光滑，芯樣呈長柱狀、柱狀、局部短柱狀。芯樣側(cè)面見少量氣孔，約占芯樣側(cè)面積2%，孔徑φ=1 ～5 mm，局部見蜂窩麻面(其中16.3 －23.0m 段芯樣麻面較集中，占芯面高達10% ～20%，并伴有溝槽現(xiàn)象)，采取率為98%。

(2)樁底沉渣

1 －6 基樁鉆探揭露樁底沉渣或孔底虛土情況:ZK1 厚度為0.16 m，ZK2 厚度為0.11 m，ZK3 厚度為0.14 m。超出《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》(JGJ 94 －2008)關(guān)于樁底沉渣厚度的規(guī)定“對端承型樁不應(yīng)大于50 mm;對摩擦型樁不應(yīng)大于100 mm”的要求。

基樁鉆探未揭露到沉渣。

(3)基樁持力層

基樁混凝土樁身持力層5 m 范圍內(nèi)為中風(fēng)化白動巖，紅褐色，碎裂狀構(gòu)造，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀;基樁混凝土樁身持力層5 m 范圍內(nèi)為中風(fēng)化白動巖，紅褐色，碎裂狀構(gòu)造，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖芯呈碎塊狀、短柱狀。

(4)試件抗壓強度

基樁檢測數(shù)扭的分析依據(jù)《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JTG 106－2003 J256－2003)7.6 要求。力學(xué)試驗數(shù)據(jù)詳見表1。

表1 水泥混凝土圓柱體軸心抗壓強度試驗記錄表

2 揭露問題的成因分析

2.1 樁底沉渣

(1)灌注混凝土前清孔不徹底或是清孔后沒有及時澆灌混凝土;(2)用檢孔器檢查時，強行放下，造成孔壁滑落;(3)下放鋼筋籠時不垂直，掛掉泥皮，造成沉淀過厚。

2.2 砂石料的清潔度

2 －6 基樁取出混凝土芯樣側(cè)面表觀上能見到泥質(zhì)，且多處能夠見到泥團，泥團直徑φ =5 ～15 mm，可能是混凝土砂中雜質(zhì)含量(含泥量)、粗集料中泥團含量超標。

2.3 麻面、溝槽

針對2 －6 基樁16.3 ～23.0 m 段芯樣麻面占芯面高達10% ～20%，特別是出現(xiàn)了溝槽的情況。可能是混凝土施工配合比不恰當(dāng)、外加劑用量不合理或澆灌過程混合料出現(xiàn)離析，空隙率增大，有泥漿混入等原因所致。

2.4 混凝土強度

兩樁試驗試件飽和單軸抗壓強度值離散性大，且同一試件切取的兩塊試塊所做的自然狀態(tài)與潮濕狀態(tài)強度兩種對比試驗，多數(shù)出現(xiàn)強度相差過大或自然狀態(tài)強度比潮濕狀態(tài)強度底的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的可能原因是混凝土砂石料在材質(zhì)上差異較大、級配不合理或混凝土攪拌時均勻性等方面缺少嚴格和過程控制。

3 建 議

(1)施工單位應(yīng)組織施工人員對相關(guān)規(guī)范、規(guī)程進行學(xué)習(xí)、培訓(xùn)工作，作好技術(shù)交底，提高施工質(zhì)量;(2)要選擇清潔、堅硬、含泥量、顆粒級配合格的砂石集料;(3)拌制混凝土?xí)r要嚴格按經(jīng)監(jiān)理批準的配合比配制，提高稱量精度;(4)下鋼筋籠后，在混凝土灌注前必須作最后一次清孔，且清孔后應(yīng)立即進行澆灌工作;(5)加強對施工現(xiàn)場的全程監(jiān)督和抽樣檢測工作。