淺談海積層軟土地質(zhì)鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制
摘要:結(jié)合本工程實際情況,總結(jié)相似地質(zhì)條件下鉆孔灌注樁施工過程中的質(zhì)量控制要點,分析樁基易出現(xiàn)質(zhì)量問題并提出處理措施。
關(guān)鍵詞:樁基施工 質(zhì)量 控制
樁基礎(chǔ)作為建筑工程強制控制內(nèi)容之一,是建筑工程質(zhì)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(zhì)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(chǔ)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(nèi)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(zhì)多數(shù)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(zhì)量控制也很難掌握。本文通過該地質(zhì)條件下,樁基施工過程中易出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題,從成孔工藝到砼的灌注兩個方面分析總結(jié)鉆孔灌注樁施工的質(zhì)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?shù)氐刭|(zhì)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(shè)計直徑50mm為宜。 另外對樁位在護筒埋設(shè)前后用全站儀兩次進行放樣復(fù)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(zhuǎn)施工對泥漿質(zhì)量要求不高,但考慮到本工程所處地質(zhì)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(chǎn)生腐蝕。
2.清孔 清孔的目的是抽、換原鉆孔內(nèi)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(jù)地質(zhì)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(zhì)量控制以檢查泥漿相對密度、沉淀厚度為主,根據(jù)本地段地下土質(zhì),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(zhì)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(xiàn)問題立即停止并拉起鋼筋籠重新下放。
②導(dǎo)管及漏斗的控制。本工程采用直徑25cm導(dǎo)管,導(dǎo)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(jù)首批灌注混凝土數(shù)量來確定,本工程部分樁基直徑較大,必要時采取雙導(dǎo)管進行灌注。
4.混凝土灌注
混凝土運至現(xiàn)場時要檢查其均勻性和坍落度等,如不符合要求應(yīng)進行第二次拌和,如仍不符合要求不得使用,應(yīng)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(shù)量,灌注過程中要保證混凝土的連續(xù)性,并保證導(dǎo)管的埋置深度控制在2-6米,在灌注過程中應(yīng)經(jīng)常檢測灌注混凝土深度和導(dǎo)管插入混凝土深度,及時調(diào)整導(dǎo)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(dǎo)管,使其底口高于骨架底部2m以上,恢復(fù)正常灌注速度。
為保證樁基上部質(zhì)量,樁頂標高高出樁頂設(shè)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(xiàn)質(zhì)量問題分析及處理方法
1、導(dǎo)管拔不動
(1)孔壁塌方
澆灌砼時導(dǎo)管拔不動,首先要復(fù)測孔深,如果已澆入的砼和孔深不相符,說明孔壁塌方。可采用吊車或取管器強行拔管,有條件時可采用振動拔管法。
(2)鋼筋籠纏住導(dǎo)管
澆灌一定量的砼后出現(xiàn)導(dǎo)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(dǎo)管。如果鋼筋骨架能略微上升,說明鋼筋籠變形而纏住導(dǎo)管,此時應(yīng)采用“抽筋法”逐一抽出鋼筋使導(dǎo)管解套,然后拔出導(dǎo)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(shè)備故障
澆注砼時攪拌機、運輸設(shè)備、吊車等設(shè)備出現(xiàn)故障,不能單純等待搶修設(shè)備,否則導(dǎo)管會粘結(jié)在砼中。如果在水泥初凝時間內(nèi)能搶修完畢,則只需分期上提導(dǎo)管,保持導(dǎo)管內(nèi)、外砼流動即可;如果搶修時間大大超過水泥初凝時間,則應(yīng)盡快拔出導(dǎo)管。
(4)導(dǎo)管埋深過大或混凝土初凝使導(dǎo)管內(nèi)外摩擦力增大,水下混凝土灌注應(yīng)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(yīng)振動導(dǎo)管。
一旦埋管發(fā)生,應(yīng)先查明究竟是何種原因,盡可能增大拔力拔起導(dǎo)管(但要防止拔漏導(dǎo)管),拔起過程中應(yīng)正反搖動導(dǎo)管,使其易于拔起。
2、導(dǎo)管安設(shè)不下去
安放鋼筋籠后,如果導(dǎo)管安設(shè)不下去,經(jīng)再次測量孔深,發(fā)現(xiàn)塌方將孔封住,鋼筋籠也被埋住。出現(xiàn)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(jīng)濟效果更顯著。因此,最佳的處理辦法是立刻把已入孔的導(dǎo)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(shù)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(dǎo)致漏斗口處粗骨料相互擠壓密實而堵塞漏斗口,導(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)停留時間過長,或者灌注時間過長,部分混凝土已經(jīng)初凝使下落阻力增大而堵在導(dǎo)管內(nèi)。這種事故宜以預(yù)防為主。灌注前應(yīng)全面檢修設(shè)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(nèi)出現(xiàn)卡管又無法補救到繼續(xù)灌注時,建議停止?jié)沧?,拔出?dǎo)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(shè)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(zhì)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(dǎo)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(xiàn)象較容易發(fā)生。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因與混凝土的頂推力有關(guān),但預(yù)防不力是一個因素,所以下籠時應(yīng)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(jié)力。
在灌注過程中混凝土何時接近或進入鋼筋籠應(yīng)做到心中有數(shù)。在混凝土面接近和進入鋼筋籠時,應(yīng)保持許可范圍之內(nèi)的較深埋管,并連續(xù)灌入混凝土盡可能減少混凝土從導(dǎo)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(dǎo)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(xiàn)浮籠,應(yīng)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(wǎng)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(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動不暢等現(xiàn)象,有時甚至灌滿導(dǎo)管還是不行,最后只好提取導(dǎo)管上下振擊,由于導(dǎo)管內(nèi)儲存大量砼,一旦流出其勢甚猛,在砼流出導(dǎo)管后,即沖破泥漿最薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內(nèi),造成夾泥層;
(2)灌注砼過程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層和斷樁的原因。導(dǎo)管提漏有兩種原因:a.當導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管埋深時,對砼澆注高度判斷錯誤,而在卸管時多提,使導(dǎo)管提離砼面,也就產(chǎn)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(dǎo)管拔不上來,引發(fā)斷樁事故;
(4)導(dǎo)管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導(dǎo)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(chǎn)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(dǎo)管堵塞;
(3)提升導(dǎo)管要準確可靠,灌注砼過程中隨時測量導(dǎo)管埋深,并嚴格遵守操作規(guī)程;(4)灌注水下砼前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現(xiàn)問題要及時更換。
四、結(jié)論
本工程目前樁基施工已經(jīng)全部完成,在施工過程中由于當?shù)氐刭|(zhì)條件為海相巖層地段,我單位技術(shù)人員在相同地質(zhì)條件下的施工經(jīng)驗欠缺,在施工過程中會出現(xiàn)上述各種質(zhì)量問題,本文通過在施工過程中的累積經(jīng)驗以及施工后的分析,總結(jié)了該種地質(zhì)條件下質(zhì)量控制要點,并分析樁基易出現(xiàn)的質(zhì)量問題以及處理方法,希望在以后施工相似地質(zhì)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(dǎo)!
五、參考文獻
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3.《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTGD63-2007)4.《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)5.《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTGF80/1-2004)6.《公路工程技術(shù)標準》(JTGB01-2003)
編輯:王欣欣
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