淺談海積層軟土地質鉆孔灌注樁施工質量控制
摘要:結合本工程實際情況,總結相似地質條件下鉆孔灌注樁施工過程中的質量控制要點,分析樁基易出現質量問題并提出處理措施。
關鍵詞:樁基施工 質量 控制
樁基礎作為建筑工程強制控制內容之一,是建筑工程質量控制重點,由于樁基工程的隱蔽性,地下工程不可見的因素多,給施工中質量監(jiān)督帶來一定難度。 子牙新河特大橋是天津海濱大道南段二期工程的重點工程,樁基礎采用鉆孔灌注樁施工,樁徑為1.2m、1.5m、2.2m三種。樁長最短38m,最深87m, 該段施工區(qū)域內除上部填土外,其他均為第四系沖積及海積層,整體地基土層性質多數為差~較差,存在厚度較大的軟土和軟弱土,存在天然含水量大、壓縮性大的高壓縮性軟弱土,因此給施工帶來了很大困難,質量控制也很難掌握。本文通過該地質條件下,樁基施工過程中易出現的各種質量問題,從成孔工藝到砼的灌注兩個方面分析總結鉆孔灌注樁施工的質量控制要點。
一、施工前準備
本工程鉆孔均采用反循環(huán)形式,考慮當地地質情況多為軟弱海積層,而且反循環(huán)鉆孔的擴孔率都較高,故開鉆前要對鉆頭直徑進行檢查,以不小于設計直徑50mm為宜。 另外對樁位在護筒埋設前后用全站儀兩次進行放樣復核,以確保樁位和護筒中心偏差小于50mm。鉆機就位后進行鉆頭對中檢查和鉆井平臺水平情況的檢查和校核。
二、成孔控制
1.泥漿 反循環(huán)回轉施工對泥漿質量要求不高,但考慮到本工程所處地質條件,孔壁穩(wěn)定性較差,故對泥漿比重有所要求,本工程要求泥漿比重在鉆孔過程中保持在1.1~1.4為宜,而二次清孔后,灌注混凝土前,泥漿比重不得大于1.05。 本地段所處地為沿海地段,配制泥漿所用水均為附近溝渠之水,在使用之前要對水源進行檢測,以防止水中氯離子等過多對樁基產生腐蝕。
2.清孔 清孔的目的是抽、換原鉆孔內泥漿,降低泥漿的相對密度、粘度、含砂率等指標,清除鉆渣,減少孔底沉淀厚度,防止樁底存留沉淀土過厚而降低樁的承載力。本工程根據地質條件以及鉆渣渣樣分析,樁底沉淀物多以淤泥土為主,而沙礫、碎石等幾乎沒有,故灌注前質量控制以檢查泥漿相對密度、沉淀厚度為主,根據本地段地下土質,可控制沉渣厚度為5cm左右,滿足規(guī)范要求。
3.灌注前其他準備工作
①鋼筋籠除做必要的鋼筋質量檢查以外,對鋼筋籠的下放過程要嚴格控制,鋼筋籠的豎直度偏差過大會帶動樁壁松散泥土形成沉渣,而且此時再做清孔換漿處理較為困難,因此鋼筋籠下放要安排機長專門指揮,對鋼筋籠位置、垂直度嚴格控制,下放過程中發(fā)現問題立即停止并拉起鋼筋籠重新下放。
②導管及漏斗的控制。本工程采用直徑25cm導管,導管使用前要進行水密承壓和接頭抗拉試驗,嚴禁用壓氣試壓。
漏斗要根據首批灌注混凝土數量來確定,本工程部分樁基直徑較大,必要時采取雙導管進行灌注。
4.混凝土灌注
混凝土運至現場時要檢查其均勻性和坍落度等,如不符合要求應進行第二次拌和,如仍不符合要求不得使用,應繼續(xù)重新拌和直至符合要求為止。灌注前精確計算首批混凝土數量,灌注過程中要保證混凝土的連續(xù)性,并保證導管的埋置深度控制在2-6米,在灌注過程中應經常檢測灌注混凝土深度和導管插入混凝土深度,及時調整導管埋深。
為防止鋼筋骨架上浮,當灌注混凝土頂面距離鋼筋骨架底部1m左右時降低混凝土灌注速度,當混凝土頂面上升至鋼筋骨架底4m以上時,提升導管,使其底口高于骨架底部2m以上,恢復正常灌注速度。
為保證樁基上部質量,樁頂標高高出樁頂設計標高0.5m-1m左右,多余部分在施工下道工序時予以鑿除。
[Page]三、樁基易出現質量問題分析及處理方法
1、導管拔不動
(1)孔壁塌方
澆灌砼時導管拔不動,首先要復測孔深,如果已澆入的砼和孔深不相符,說明孔壁塌方??刹捎玫踯嚮蛉」芷鲝娦邪喂?有條件時可采用振動拔管法。
(2)鋼筋籠纏住導管
澆灌一定量的砼后出現導管拔不動的問題時,在排除孔壁塌方的因素后要先拔鋼筋籠或同時拔鋼筋籠與導管。如果鋼筋骨架能略微上升,說明鋼筋籠變形而纏住導管,此時應采用“抽筋法”逐一抽出鋼筋使導管解套,然后拔出導管。再加大泥漿比重,采用反循環(huán)成孔法將已澆入的砼排出。
(3)機械設備故障
澆注砼時攪拌機、運輸設備、吊車等設備出現故障,不能單純等待搶修設備,否則導管會粘結在砼中。如果在水泥初凝時間內能搶修完畢,則只需分期上提導管,保持導管內、外砼流動即可;如果搶修時間大大超過水泥初凝時間,則應盡快拔出導管。
(4)導管埋深過大或混凝土初凝使導管內外摩擦力增大,水下混凝土灌注應嚴格控制埋管深度,不得大于6m,且不小于1m。為防止混凝土初凝,除適當加緩凝劑外還應振動導管。
一旦埋管發(fā)生,應先查明究竟是何種原因,盡可能增大拔力拔起導管(但要防止拔漏導管),拔起過程中應正反搖動導管,使其易于拔起。
2、導管安設不下去
安放鋼筋籠后,如果導管安設不下去,經再次測量孔深,發(fā)現塌方將孔封住,鋼筋籠也被埋住。出現該問題時,首先考慮的是保留樁位,尤其對一柱一樁的情況,其經濟效果更顯著。因此,最佳的處理辦法是立刻把已入孔的導管取出,再采用“抽筋法”逐一抽出鋼筋,以保住樁位,然后用粘土回填,數天后加大泥漿比重二次成孔。
3、混凝土不合格
如果開盤后的混凝土坍落度過小或拌和不均勻,加上累積混凝土過程中粗骨料下沉,可能導致漏斗口處粗骨料相互擠壓密實而堵塞漏斗口,導致剪球后混凝土難以下落。
補救的辦法同上,同時必須注意:第一斗混凝土坍落度一般以控制在水下混凝土坍落度規(guī)范要求的高限為宜,為確保剪球順利,可適當控制石料用量,等剪球完成后再按正常配合比進行拌和。如果采取措施后混凝土仍不下落,時間又長,只能放棄這斗混凝土,適當清孔或用空壓機對孔底進行擾動后重新灌注混凝土。
4、灌注中途卡管
因機械故障(如斷電)使混凝土在導管內停留時間過長,或者灌注時間過長,部分混凝土已經初凝使下落阻力增大而堵在導管內。這種事故宜以預防為主。灌注前應全面檢修設備。盡可能使灌注連續(xù)快速,炎熱季節(jié)在灌注初期混凝土中摻入適量緩和劑,以避免混凝土過早初凝。
如果已灌注混凝土厚度3m以內出現卡管又無法補救到繼續(xù)灌注時,建議停止?jié)沧?,拔出導管,采用吸泥機吸出混凝土,并重新清孔再灌注,或者提起鋼筋籠,重下鉆頭,加大泥漿濃度鉆至設計標高并排出已灌混凝土,再按常規(guī)辦法清孔,重新灌注,以小的損失換取高質量工程。
如果已灌注混凝土厚度較大,重鉆清孔不太可能,只能采取更換導管重新灌注的辦法。
5、浮籠
浮籠事故在灌注水下混凝土過程中并不鮮見,本工程樁基鋼筋籠均為半籠,(即鋼筋籠長度小于成孔深度),浮籠現象較容易發(fā)生。產生這種現象的原因與混凝土的頂推力有關,但預防不力是一個因素,所以下籠時應采取相對固定措施,盡可能多焊幾條主筋在鉆機底座上,增大固結力。
在灌注過程中混凝土何時接近或進入鋼筋籠應做到心中有數。在混凝土面接近和進入鋼筋籠時,應保持許可范圍之內的較深埋管,并連續(xù)灌入混凝土盡可能減少混凝土從導管底口出來后對鋼筋籠的沖擊力;當混凝土面進入鋼筋籠一定深度后,適當提升導管,以增加鋼筋籠的埋深,使得混凝土與鋼筋籠的握裹力保證鋼筋籠不至上浮。
[Page]如果出現浮籠,應盡快處理,扼制繼續(xù)上浮,最好用多根直徑6cm左右鋼管套住鋼筋籠主筋再焊在護筒上,并用鋼筋或方木成網狀壓住所焊鋼管及護筒,這樣,還能保證鋼筋籠上浮時不至過份偏位。
6、斷樁與夾泥層原因分析:
(1)泥漿過稠,增加了澆注砼的阻力,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,因此,在施工中經常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現象,有時甚至灌滿導管還是不行,最后只好提取導管上下振擊,由于導管內儲存大量砼,一旦流出其勢甚猛,在砼流出導管后,即沖破泥漿最薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內,造成夾泥層;
(2)灌注砼過程中,因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層和斷樁的原因。導管提漏有兩種原因:a.當導管堵塞時,一般采用上下振擊法,使混凝土強行流出,但如此時導管埋深很少,極易提漏。b.因泥漿過稠,如果估算或測砼困難,在測量導管埋深時,對砼澆注高度判斷錯誤,而在卸管時多提,使導管提離砼面,也就產生提漏,引起斷樁;
(3)灌注時間過長,而上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時間增長,泥漿中殘渣將不斷沉淀,從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注極為困難,造成堵管與導管拔不上來,引發(fā)斷樁事故;
(4)導管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導管拔上后砼不能及時沖填,造成泥漿填入。
防治方法:
(1)認真做好清孔,防止孔壁坍塌;
(2)盡可能提高混凝土澆注速度:a.開始澆砼時盡量積累大量砼,產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續(xù)澆注,使砼和泥漿一直保持流動狀態(tài),可防導管堵塞;
(3)提升導管要準確可靠,灌注砼過程中隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規(guī)程;(4)灌注水下砼前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現問題要及時更換。
四、結論
本工程目前樁基施工已經全部完成,在施工過程中由于當地地質條件為海相巖層地段,我單位技術人員在相同地質條件下的施工經驗欠缺,在施工過程中會出現上述各種質量問題,本文通過在施工過程中的累積經驗以及施工后的分析,總結了該種地質條件下質量控制要點,并分析樁基易出現的質量問題以及處理方法,希望在以后施工相似地質條件下的樁基過程中能夠起到一定的幫助作用。
最后,感謝各位評審員在百忙之中閱讀本文,并希望各位能提出寶貴意見,得到各位專家的指導!
五、參考文獻
1.《公路橋涵施工設計規(guī)范》(JTJ041-2000)2.公路施工手冊
3.《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTGD63-2007)4.《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62-2004)5.《公路工程質量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)6.《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)
編輯:王欣欣
監(jiān)督:0571-85871667
投稿:news@ccement.com