摘 要:對(duì)橋梁鉆孔灌注樁在施工中出現(xiàn)的斷樁問(wèn)題產(chǎn)生的原因,提出了預(yù)防與防治措施。
關(guān)鍵詞:橋梁 鉆孔灌注樁 質(zhì)量缺陷
中圖分類(lèi)號(hào): T U 7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):1672-3791(2007)04(c)-0033-01
1 常見(jiàn)的斷樁形式及影響因素
1.1 常見(jiàn)的斷樁形式
從目前情況看,常見(jiàn)的斷樁形式一般有以四種:
?、呕炷蠘扼w與基巖之間被不凝固。由于導(dǎo)管下孔距孔底過(guò)遠(yuǎn)或混凝上被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固而出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
(2)樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體。受地下水活動(dòng)的影響或濘管密封不良,沖洗液浸入使局部混凝土水灰比增大,也能產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。
(3)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開(kāi)。在澆注混凝上時(shí),濘管提升過(guò)多,露出了混凝土面, 或因停電、待料等原因造成夾渣, 這些問(wèn)題也是產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象的重要原因。
(4)樁身出現(xiàn)空洞體。原因是未采用“回頂”法灌注, 而是從孔口直接傾倒的辦法灌注混凝土,產(chǎn)生離析,造成凝固后不密實(shí),個(gè)別區(qū)段產(chǎn)生疏松、空洞現(xiàn)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段泥漿浸入,破壞了樁的整體性受力形態(tài), 形成廢樁。影響斷樁的因素是各種各樣的,但主要是由于材料、工藝不當(dāng)造成的,歸納起來(lái),這些產(chǎn)生因素主要有以下幾點(diǎn):⑴水泥初凝時(shí)間過(guò)短; ⑵骨料粒徑偏太,砂粒中有大卵石;⑶水泥混凝土的和易性差,流動(dòng)性差;⑷清孔工作不徹底;⑸導(dǎo)管埋得過(guò)深或過(guò)淺;⑹導(dǎo)管進(jìn)水了;⑺由于機(jī)械故障、施工機(jī)具配置、勞動(dòng)力組織不合理,致使灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
2 產(chǎn)生斷樁的原因分析
斷樁作為產(chǎn)生嚴(yán)重質(zhì)量事故的重要原因。對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素,我們必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對(duì)策,預(yù)防事故的發(fā)生。一旦發(fā)生事故,就要及時(shí)采取補(bǔ)救措施。分析起來(lái),斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面:
2.1 在灌注混凝土過(guò)程中
由于測(cè)定已灌混凝土表面標(biāo)高錯(cuò)誤,導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過(guò)小,出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)象,形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期,超壓力不大或探測(cè)儀器不精確時(shí),易將泥漿中混合的坍土層誤認(rèn)為是混凝土表面。因此,必須嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的測(cè)深錘測(cè)量孔內(nèi)混凝土表面高度,并認(rèn)真核對(duì),保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。
2.2 在灌注過(guò)程中
導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。由于導(dǎo)管埋深過(guò)大,以及灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng),導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低,從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力,加上導(dǎo)管采用已很落后且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管, 在提升時(shí), 因?yàn)檫B接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。
2.3 產(chǎn)生卡管現(xiàn)象
由于人工配料的隨意性較大,如果責(zé)任心差, 造成混凝土配合比在執(zhí)行過(guò)程中的誤差大, 使坍落度波動(dòng)大, 拌出的混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過(guò)大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象, 使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管;由于坍落度過(guò)小或灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng),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(dǎo)管, 都會(huì)導(dǎo)致卡管事故,造成斷樁。所以,要嚴(yán)格控制混凝土配合比,縮短灌注時(shí)間,這是減少和避免此類(lèi)斷樁的重要措施。
2.4 坍塌
由于工程地質(zhì)情況較差,施工單位組織施工時(shí)重視不夠,有甚者分包或轉(zhuǎn)包,施工者沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),在灌注過(guò)程中,井壁坍塌嚴(yán)重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質(zhì)等, 造成類(lèi)泥砂性斷樁。這類(lèi)現(xiàn)象在本工程的斷樁中占有相當(dāng)大的比例,較為嚴(yán)重, 而且位置深、難處理。這些都是導(dǎo)致工期無(wú)限延期及經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)的重要因素。
2.5 特殊原因
由于導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行,井中水位突然下降等因素,都可能造成斷樁。因此,認(rèn)真對(duì)待灌注前的準(zhǔn)備工作, 這對(duì)保證樁基的質(zhì)量是也十分重要的。
3 斷樁的預(yù)防與處治措施
針對(duì)上述分析,我們應(yīng)從預(yù)防與處治兩方面采取措施:
3.1 采取預(yù)防措施
⑴要選用初凝時(shí)間不早于2.5h 的水泥,對(duì)于樁較長(zhǎng),樁徑大,灌注時(shí)間較長(zhǎng)者,可在首批混凝土中摻入緩凝劑;
?、茋?yán)格把好材料關(guān),嚴(yán)格控制粗骨料最大粒徑不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6 — 1/8 和鋼筋最小凈距的1/4,細(xì)骨料的級(jí)配選擇良好的中砂,同時(shí)注意剔除細(xì)骨料中的大卵石;
?、亲畲笙薅鹊亟档蛯?shí)際生產(chǎn)與試驗(yàn)之間的偏差,施工過(guò)程中要及時(shí)做好材料含水量的檢測(cè),應(yīng)該做到每車(chē)集料都要過(guò)秤,采取重量比控制,保證用水量和含砂率不至產(chǎn)生較大偏差,保證混凝土的和易性和流動(dòng)性,其坍落度控制在18cm-20cm 之間;
?、纫獓?yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行清孔。由于孔內(nèi)沉淀層厚度對(duì)于摩擦樁不大于0.5 倍的樁徑,對(duì)于柱樁不大于設(shè)計(jì)規(guī)定;泥漿的比重在1.05-1.20 之間,含砂率小于4%,粘度17s —20s。灌注前,必須對(duì)孔底沉淀層厚度再進(jìn)行一次測(cè)定,如厚度超過(guò)規(guī)定,需再次清孔,可用灌注導(dǎo)管做吸泥管用空氣吸泥機(jī)清孔,或?qū)椎赘邏荷渌蛏滹L(fēng)3min-5min,使沉渣懸浮,然后立即灌注混凝土;
?、晒嘧⒓磳⒔Y(jié)束時(shí),如出現(xiàn)混凝土頂升困難時(shí), 除按規(guī)范保證漏斗底口高出井孔水面4m=6m 外, 應(yīng)在孔內(nèi)加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段導(dǎo)管時(shí),拔管速度應(yīng)較慢些,以防泥漿擠入樁內(nèi)。
3.2 處治措施
(1)灌注初期的斷樁
在開(kāi)盤(pán)后,僅僅灌注了數(shù)米就因故中止,而且確實(shí)不能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)灌注,則應(yīng)立即拔出導(dǎo)管,用氣舉法吸渣將孔內(nèi)尚未凝結(jié)的混凝土清除干凈,不宜采用二次剪球的方法,因?yàn)檫@樣處理易造成夾泥的缺陷。如斷樁時(shí),孔內(nèi)混凝土已有相當(dāng)數(shù)量,氣舉法難以吸除而混凝土面離護(hù)筒底還有一定距離。這種情況下可考慮割除部分鋼筋籠,趁混凝土強(qiáng)度低時(shí)用沖擊鉆將混凝土連同鋼筋全部沖碎清除。鋼筋碎斷后可用電磁鐵吸除。
(2)內(nèi)套鋼護(hù)筒,清水接樁
在灌注中止時(shí), 混凝土面離孔口不足20米, 可采用一個(gè)比鋼筋籠直徑稍小的牙輪鉆,從混凝土面鉆入1 米以清除表層混凝土,然后制作一條比現(xiàn)有護(hù)筒稍小而比鋼筋籠直徑稍大,盡量接近設(shè)計(jì)樁徑的鋼護(hù)筒,從外護(hù)筒與鋼筋籠之間放入孔內(nèi), 可直至混凝土面。
(3)旋噴帷幕法
要在樁身周?chē)B續(xù)鉆孔后旋噴灌漿,漿與砂土固結(jié)后形成一帷幕,然后用小鉆頭掃除樁經(jīng)內(nèi)1 米后混凝土表層,將泥漿置換為清水,由潛水員下去將余渣清除干凈,最后在清水中第二次灌注水下混凝土。如果鉆孔間距20～60 米不等, 依具體地質(zhì)情況而定。為穩(wěn)妥期間,要防止液竄入孔內(nèi),還應(yīng)向孔內(nèi)回填土才能保證質(zhì)量。
(4) 凍結(jié)法
要用人工制冷技術(shù),在樁外周鉆孔,放置冷混凝土,將混凝土以上護(hù)筒以下的孔壁土體中的水凍結(jié),形成強(qiáng)度約為5~10MPa 的凍土帷幕,達(dá)到人工處理斷面并在干處澆注混凝土的目的。在冷凍孔內(nèi)宜采取降低水化熱措施,并攙加防凍早強(qiáng)劑,從而以免混凝土遭凍害及產(chǎn)生溫度裂紋。
4 結(jié)語(yǔ)
總之,從上面的分析看,雖然斷樁的產(chǎn)生有著很多原因,只要我們認(rèn)真分析清楚斷樁產(chǎn)生的原因,找出相應(yīng)的預(yù)防措施,斷樁是可以避免的。如果產(chǎn)生了斷樁,我們還應(yīng)采取相應(yīng)的處治理措施。
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