摘 要:介紹了混凝土灌注樁在施工過程中的質(zhì)量保證措施,并根據(jù)實(shí)際施工中出現(xiàn)的混凝土灌注樁缺陷與防治措施進(jìn)行了闡述,使混凝土灌注樁施工質(zhì)量進(jìn)一步提高。
關(guān)鍵詞:混凝土灌注樁,質(zhì)量控制,缺陷與防治措施
中圖分類號(hào): TU473. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)承載結(jié)構(gòu)和地基支撐的構(gòu)造形式是施工建設(shè)中應(yīng)用比較普及的技術(shù)內(nèi)容,是一種有效的地基處理方式。近年來在公路工程中被廣泛應(yīng)用于橋梁修建中,但是鉆孔灌注樁作為隱蔽工程,其內(nèi)部質(zhì)量無法觀察,成樁后進(jìn)行開挖驗(yàn)收,因費(fèi)用和工期所限都不現(xiàn)實(shí)。因此,一般在施工中都把它當(dāng)作一項(xiàng)關(guān)鍵性工程看待,并選用過硬的施工技術(shù)隊(duì)伍,加強(qiáng)施工質(zhì)量過程管理,把握和分析施工過程中可能會(huì)發(fā)生的問題,在施工過程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),將一切不良隱患消除在成樁之前。下面就鉆孔灌注樁施工過程中的質(zhì)量控制及樁的缺陷與防治措施談一些施工體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。
1 成孔質(zhì)量的控制
1) 隔孔施工程序。鉆孔灌注樁是先成孔,然后在孔內(nèi)成樁。成孔階段是依靠泥漿來平衡的,且在進(jìn)行鉆孔灌注樁施工時(shí)會(huì)使周圍的土體松動(dòng)。故采取較適應(yīng)的樁距對防止坍孔和縮頸是一項(xiàng)穩(wěn)妥的技術(shù)措施。
2) 孔的垂直度。鉆孔灌注樁的垂直度是保證基礎(chǔ)承載力和圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑尺寸準(zhǔn)確性的重要一環(huán)。產(chǎn)生斜孔或彎曲狀孔的原因主要是:a. 鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,鉆機(jī)作業(yè)時(shí)振動(dòng)或鉆桿彎曲所致;b. 地面軟弱或軟硬不均勻時(shí);c. 土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其他硬物等情形。對于這些情況,施工前必須認(rèn)真做好準(zhǔn)備,首先將場地夯實(shí)平整,軌道枕木宜均勻著地;在不均勻地層中鉆孔時(shí),采用自重大和鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均硬層、斜狀巖層和碰到孤石時(shí),鉆速要打慢檔;另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。
3) 確保成孔深度。鉆孔的深度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求,往往也影響灌注樁的承載力。在施工過程中自然地面的標(biāo)高會(huì)發(fā)生一些變化,為準(zhǔn)確地控制鉆孔深度,在樁架就位后及時(shí)復(fù)核底梁的水平標(biāo)高和樁具的總長度并做好記錄,以便在成孔后根據(jù)鉆桿在鉆機(jī)上的留出長度來校驗(yàn)成孔達(dá)到深度。
4) 泥漿的制備和清孔。清孔則是利用泥漿在流動(dòng)時(shí)所具有的動(dòng)能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態(tài),再利用泥漿膠體的粘結(jié)力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環(huán)流動(dòng)被帶出樁孔,最終將樁孔內(nèi)的沉渣清干凈。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護(hù)壁和清孔作用可以看出,泥漿的制備和清孔是確保鉆孔灌注樁質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。根據(jù)鉆孔灌注樁所處的不同地質(zhì)條件。在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴(yán)格進(jìn)行工藝控制,不能就地取材,選用高塑性粘土或膨潤土拌制泥漿,并根據(jù)施工機(jī)械、工藝及穿越土層的條件進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。灌注樁成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高,應(yīng)充分利用鉆桿在原位進(jìn)行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續(xù)小于1. 10～1. 20 ,測得孔底沉渣厚度小于50 mm ,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導(dǎo)管。
2 鋼筋籠質(zhì)量控制
1) 鋼筋籠制作質(zhì)量。鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質(zhì)保資料,然后進(jìn)行取樣試驗(yàn),合格后方可進(jìn)行鋼筋籠制作施工。同時(shí),還要特別注意鋼筋籠吊環(huán)長度能否使鋼筋準(zhǔn)確地吊放在設(shè)計(jì)標(biāo)高上,由于吊環(huán)長度隨底梁標(biāo)高的變化而改變,所以應(yīng)根據(jù)底梁標(biāo)高逐根復(fù)核吊環(huán)長度,以確保鋼筋的埋入標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)要求。
2) 鋼筋籠吊放。在鋼筋籠吊放過程中,應(yīng)逐節(jié)驗(yàn)收鋼筋籠連接焊縫的質(zhì)量,對質(zhì)量不符合規(guī)范要求的焊縫、焊口則要進(jìn)行補(bǔ)焊。在下放時(shí)應(yīng)對準(zhǔn)孔位中心,一般采用正、反旋轉(zhuǎn)緩慢地逐步下沉。
3 混凝土澆筑質(zhì)量控制
1) 為確保成樁質(zhì)量,要嚴(yán)格檢查驗(yàn)收進(jìn)場原材料質(zhì)保書(水泥出廠合格證、化驗(yàn)報(bào)告、砂石化驗(yàn)報(bào)告) ,如發(fā)現(xiàn)實(shí)樣與質(zhì)保書不符,應(yīng)立即取樣進(jìn)行復(fù)查,對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質(zhì)) ,嚴(yán)禁用于混凝土灌注樁。
2) 水下混凝土施工級配比設(shè)計(jì)提高一級,坍落度為18 cm～22 cm ,擴(kuò)散度為34 cm～38 cm ,導(dǎo)管應(yīng)離孔底0. 5 m ,混凝土初灌量必須保證能埋住導(dǎo)管0. 8 m～1. 3 m ,導(dǎo)管內(nèi)放置隔水橡皮球膽。
3) 由于灌注樁不能象上部結(jié)構(gòu)施工那樣逐層振搗,而且存在一定的混凝土灌入阻力,在灌注混凝土?xí)r必須克服很大的灌入阻力以保證混凝土樁身的質(zhì)量,所以最好采用大體積混凝土沖擊灌注法。每一斗灌注要將2 m3～3 m3 混凝土在大斗中積蓄夠量,出料口直接插入導(dǎo)管,然后打開活門一次連續(xù)沖擊下去。其優(yōu)點(diǎn)是:a. 功能大、沖擊力強(qiáng)。在巨大的沖力作用下,混凝土的向上頂升力和側(cè)向擠壓力就有了保證,樁的摩阻力和樁身混凝土密實(shí)性都可得到保證;b. 首斗混凝土灌注沖擊力大,沉渣、沉淤被濺開,樁端與持力層能較好地結(jié)合,確保端承力的發(fā)揮;c. 灌注時(shí)間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強(qiáng)度得到保證。
4 混凝土灌注樁缺陷及防治措施
4. 1 樁底地基承載力不足
原因:樁端沒有支承在持力層上面。
防治措施:這種情況一般出現(xiàn)在復(fù)雜地層,這種地層一般最好取芯檢驗(yàn),如不能孔孔取芯,要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進(jìn)情況(一般鉆進(jìn)至微風(fēng)化巖時(shí),鉆頭不蹩鉆,主動(dòng)鉆桿振動(dòng)不很厲害,鉆進(jìn)聲音感覺較好) 、工程地質(zhì)資料進(jìn)行綜合考慮。
4. 2 縮頸(孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑)
原因:塑性土膨脹。
防治措施:成孔時(shí),應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,快速通過,在成孔一段時(shí)間,孔壁形成泥皮,孔壁不會(huì)滲水,亦不會(huì)引起膨脹,如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑。
4. 3 樁底沉渣量過大
原因:檢查不夠認(rèn)真,清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。
防治措施:1) 認(rèn)真檢查,采用正確的測繩與測錘;2) 一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥漿性能、延長清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行二次清孔。二次清孔可利用導(dǎo)管進(jìn)行,準(zhǔn)備一個(gè)清孔接頭,一頭可接導(dǎo)管,一頭接膠管,在導(dǎo)管下完后,提離孔底0. 4 m ,在膠管上接上泥漿泵直接進(jìn)行泥漿循環(huán)。二次清孔優(yōu)點(diǎn):及時(shí)有效保證樁底干凈。
4. 4 鋼筋籠上浮
原因:1) 當(dāng)混凝土灌注至鋼筋籠下,若此時(shí)提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1 m 左右的距離時(shí),由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動(dòng)了鋼筋籠上浮;2) 由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí),其上層混凝土因澆筑時(shí)間較長,已近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋底部以上,混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上移。
防治措施:1) 灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆筑標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2 m～3 m 時(shí),應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上;2) 當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋籠開始上浮時(shí),應(yīng)立即停止?jié)仓?并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆筑,上浮現(xiàn)象即可消除。
4. 5 樁身混凝土強(qiáng)度不足
原因:混凝土遭受孔內(nèi)水的危害,引起砂漿稀釋,砂石下沉,嚴(yán)重破壞混凝土的強(qiáng)度。
防治措施:1) 對于孔內(nèi)有地下水,水位低、水量小的樁孔,在澆搗時(shí)把混凝土拌均,水抽干,可以采用串筒迅速澆搗,但是在水位以下部分,必須調(diào)整混凝土配合比,適當(dāng)減少用水量并增加水泥用量等;2) 對于水位高、出水量大的樁孔,在水位下必須采用水下混凝土配合比與導(dǎo)管灌注法灌注,在水位之上,為了避免水下導(dǎo)管灌注通病樁身上部混凝土強(qiáng)度低,則可采用簡單串筒澆搗,但是水必須抽干,泥漿、浮漿要清除干凈,兩種不同方法施工的交接層,用插搗器穿過反復(fù)插搗。
5 結(jié)語
鉆孔灌注樁的整個(gè)施工過程屬隱蔽工程項(xiàng)目,質(zhì)量檢查比較困難,加強(qiáng)樁基工程檢測是一種手段,要保證鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,其關(guān)鍵還在于人。強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場管理人員要有高度責(zé)任心,以防為主,所采取的施工工藝是否適合于施工的實(shí)際情況,針對實(shí)際施工現(xiàn)場情況采取一定的質(zhì)量保證措施。對樁基各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工,掌握施工過程實(shí)際情況與施工記錄,認(rèn)真做好成孔記錄與灌注記錄,分析記錄中出現(xiàn)的機(jī)械故障及孔內(nèi)異常情況、事故等,并進(jìn)行推斷,及時(shí)消除隱患。只有這樣,混凝土灌注樁的質(zhì)量控制才能得到保證。
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