鑽孔灌注樁是埋于地層内的隐蔽建築物,是以樁體外壁與周圍土壤的摩擦力或樁尖的承載力來傳力的橋梁基礎形式。目前鑽孔灌注樁以其适應性強、成(chéng)本适中、施工簡便等特點被(bèi)廣泛地應用于公路橋梁及其他工程領域。
但由于灌注樁屬于隐蔽工程,影響灌注樁施工質量的因素很多,如地質狀況、鑽孔工藝、護壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等,稍有不慎或措施不當,就(jiù)會(huì)産生質量事(shì)故,小到塌孔松散、縮頸,大到斷樁報廢,不僅影響工期,對(duì)整個工程質量産生不利影響。
所以,在施工過(guò)程中對(duì)每一環節都(dōu)必須嚴格要求,對(duì)各種(zhǒng)影響因素都(dōu)必須詳細考慮,高度重視,并嚴格控制鑽孔灌注樁的施工質量,盡量避免發(fā)生事(shì)故及減少事(shì)故造成(chéng)的損失,以利于工程的順利進(jìn)展。本文著(zhe)重闡述鑽孔灌注樁斷樁産生的原因及防治措施。
1.1常見的斷樁形式
在鑽孔灌注樁施工中,由于操作失誤,設備不良及水文地質條件等影響,極易發(fā)生斷樁事(shì)故,一般而言,常見的斷樁形式有以下4種(zhǒng)
(1)混凝土樁體與基岩之間被(bèi)不凝固的混凝土所充填,其原因是:由于導管下距孔底過(guò)遠,混凝土被(bèi)泥水稀釋,使水灰比增大,造成(chéng)混凝土不凝固。
(2) 樁身中段出現混凝土不凝體,其原因是:受地下水活動的影響或導管密封不良,泥水浸入使混凝土水灰比增大。
(3) 樁身中岩渣沉積成(chéng)層,將(jiāng)混凝土樁上下分開(kāi),其原因是在澆注混凝土時(shí),導管提升和起(qǐ)拔過(guò)多,露出混凝土面(miàn),或因停電、待料等原因造成(chéng)夾渣。
(4) 樁身出現空洞體,其原因是:未采用“回頂”法澆注,而是采用從孔口直接倒入的辦法澆注混凝土,導緻混凝土産生離析造成(chéng)凝固後(hòu)不密實堅硬,個别孔段産生疏松、空洞現象。
1.2 影響斷樁的因素
斷樁是由于樁基混凝土的某一部分和全部端面(miàn)段泥漿浸入,破壞了樁的整體性受力形态而形成(chéng)。影響斷樁的因素是各種(zhǒng)各樣(yàng)的,但主要是由于材料、工藝不當造成(chéng)的,歸納起(qǐ)來,這(zhè)些影響因素主要有以下幾點:
(1)水泥初凝時(shí)間過(guò)短;
(2)骨料粒徑偏大,砂粒中有大卵石;
(3)水泥混凝土的和易性差,流動性差;
(4)清孔工作不徹底;
(5)導管埋得過(guò)深或過(guò)淺;
(6)導管進(jìn)水;
(7)由于機械故障或施工機具配置、勞動力組織不合理,緻使灌注時(shí)間過(guò)長(cháng)。
1.3 産生斷樁的原因分析
斷樁作爲産生嚴重質量事(shì)故的重要原因,對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素,我們必須在施工初期就(jiù)徹底清除其隐患,同時(shí)又必須準備相應的對(duì)策,預防事(shì)故的發(fā)生。分析起(qǐ)來,斷樁産生的原因有以下幾個方面(miàn)。
(1)在灌注混凝土過(guò)程中,由于測定已灌混凝土表面(miàn)标高錯誤,導緻導管埋深過(guò)小,出現拔脫提漏現象,形成(chéng)夾層斷樁。特别是鑽孔灌注樁後(hòu)期,超壓力不大或探測儀器不精确時(shí),易將(jiāng)泥漿中混合的坍土層誤認爲是混凝土表面(miàn)。因此,必須嚴格按照規程規定的測深錘測量孔内混凝土表面(miàn)高度,并認真核對(duì),保證提升導管不出現失誤。
(2)在灌注過(guò)程中,導管的埋置深度是一項重要的施工指标。由于導管埋深過(guò)大以及灌注時(shí)間過(guò)長(cháng),導緻已灌混凝土流動性降低,從而增大混凝土與導管壁的摩擦力,加上導管采用已很落後(hòu)且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管,在提升時(shí),因爲連接螺拴拉斷或導管破裂而産生斷樁。
(3)産生卡管現象:由于人工配料的随意性較大,加之責任心又差,勢必造成(chéng)混凝土配合比在執行過(guò)程中的誤差大,使坍落度波動大,拌出的混合料時(shí)稀時(shí)幹。坍落度過(guò)大時(shí)會(huì)産生離析現象,使粗骨料相互擠壓阻塞導管:坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(cháng),使混凝土的初凝時(shí)間縮短,加大混凝土下落阻力而阻塞導管。這(zhè)些都(dōu)會(huì)導緻卡管現象,造成(chéng)斷樁。所以,要嚴格控制混凝土配合比,縮短灌注時(shí)間,這(zhè)是減少和避免此類斷樁事(shì)故的重要措施。
(4) 坍塌:由于工程地質情況較差,施工單位組織施工時(shí)重視又不夠,有甚者分包或轉包,施工人員沒(méi)有經(jīng)驗,在灌注過(guò)程中,井壁坍塌嚴重或出現流砂、軟塑狀質時(shí),造成(chéng)類泥砂性斷樁。這(zhè)類現象斷樁占有相當大的比例,較爲嚴重,而且位置深、難處理,這(zhè)也是導緻工期無限延期及成(chéng)本增加的重要因素。
(5) 特殊原因:由于導管漏水、機械故障或停電造成(chéng)施工不能(néng)連續進(jìn)行,井中水位突然變化等因素,都(dōu)可能(néng)造成(chéng)斷樁。因此,認真對(duì)待灌注前的準備工作,這(zhè)對(duì)保證樁基的質量是十分重要的。
斷樁的防治措施
(1)樁孔成(chéng)孔後(hòu),必須認真清孔。一般是采用沖洗液沖孔,沖孔時(shí)間應根據孔内沉渣情況而定,沖孔後(hòu)要及時(shí)灌注混凝土,避免孔底沉渣。灌注混凝土前認真進(jìn)行孔徑測量,準确計算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意基岩中的孔徑擴展情況,避免首次灌注量不足。
(2)首次混凝土灌注量要滿足把導管下端埋住0.8m以上的要求,首次灌注時(shí),第1~2鬥投料需采用水泥砂,并盡量做到一次性灌入孔内。
(3)灌注導管口徑下限應控制在200mm以上。導管下端應盡量光滑,其連接處要加放密封圈,以防止泥水浸入。導管使用前要進(jìn)行清洗,除掉污垢與殘渣。導管下端距孔底宜爲0.5m。導管内水泥隔水塞應加放橡皮闆,增強隔水效果。
(4)混凝土配合比應合理,應嚴格控制其塌落度(一般控制在16cm~20cm爲宜)。改變水泥标号、品種(zhǒng)及生産廠家時(shí),必須先做好(hǎo)配合比試驗,按配合比控制質量。
(5)在地下水活動較大的地段,事(shì)先要用套管或水泥進(jìn)行止水處理,止水成(chéng)功後(hòu)方可灌注混凝土。采用從導管内灌入的“回頂”法進(jìn)行灌注。
(6)準備灌注的混凝土所需的各種(zhǒng)材料要準備足量。在灌注過(guò)程中應避免停水、停電。
(7)根據導管内外混凝土的上升高度,合理掌握導管拆卸長(cháng)度,在正常情況下應保持導管下端被(bèi)埋2m~3m,切勿起(qǐ)拔過(guò)多。
(8)在灌注混凝土過(guò)程中,要定時(shí)測量導管内外混凝土的深度,并繪制曲線,以監視斷樁是否出現。在正常情況下, 導管内外混凝土界面(miàn)的距離是開(kāi)始大,然後(hòu)逐漸縮小,最後(hòu)重合。若發(fā)現管内外混凝土灌注曲線距離拉大,并且導管外混凝土曲線變平,而管内混凝土曲線變陡,則是斷樁預兆,應查明原因,盡快處理。
如不慎發(fā)生鑽孔灌注樁的斷樁事(shì)故,應進(jìn)行及時(shí)補救,筆者認爲一般補救處理措施主要有以下幾種(zhǒng):
3.1 二次造孔法
(1)若斷樁位置在10m以下,鋼筋籠被(bèi)混凝土埋置較淺,且通過(guò)調試能(néng)將(jiāng)鋼筋籠提升,應迅速將(jiāng)其整體提出孔外,然後(hòu)用沖擊鑽重新鑽孔,清孔後(hòu)再就(jiù)位鋼筋籠,重新灌注水下混凝土。點這(zhè)免費下載施工技術資料
(2)若斷樁位置距地表10m以下且混凝土已終凝時(shí),可使用直徑略小于鋼筋籠内徑的沖擊鑽,在原樁位進(jìn)行沖擊鑽孔,直至鋼筋籠底口以下1.0m,然後(hòu)將(jiāng)鋼筋籠整體或一根根地吊出孔外,接著(zhe)再進(jìn)行二次造孔至設計直徑,清孔後(hòu)重新就(jiù)位鋼筋籠,灌注水下混凝土。
3.2 開(kāi)挖法(明挖法)
若斷樁位置距地表5.0m以内,且地質條件良好(hǎo),樁位處爲旱地時(shí),可采用開(kāi)挖法接樁。當混凝土強度達到設計強度80%以上時(shí),開(kāi)挖樁基周圍土方至斷樁位置,將(jiāng)混入泥漿、孔底沉渣的樁頭混凝土鑿除,直至密實混凝土層,將(jiāng)表面(miàn)混凝土鑿毛,將(jiāng)鋼筋籠表面(miàn)的泥漿刷幹淨後(hòu),複核樁位、支立鋼模、分層澆築、振搗混凝土、拆模後(hòu)蓋上土養生。
3.3 調整樁位法
若樁基工程量不大,且斷樁爲施工的第一根樁基礎時(shí),也可報監理、設計單位,同意後(hòu),通過(guò)調整樁位(中線不變)來進(jìn)行解決。
鑽孔灌注樁工程是技術性很強的隐蔽工程,從鑽孔、泥漿制備、鋼筋籠吊裝到混凝土澆築各項工序應銜接緊密。影響成(chéng)樁質量的因素和需要控制的環節很多,加強樁基工程檢測是一個手段。要保證鑽孔灌注樁的施工質量,其關鍵還(hái)在于人,強調現場管理人員要有高度責任心,以防爲主,對(duì)樁基各個施工環節要充分重視并精心施工。隻有這(zhè)樣(yàng),樁基的質量控制才能(néng)得到保證。
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