?鉆孔灌注樁是埋于地層內(nèi)的隱蔽建筑物,是以樁體外壁與周?chē)寥赖哪Σ亮驑都獾某休d力來(lái)傳力的橋梁基礎(chǔ)形式。目前鉆孔灌注樁以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他工程領(lǐng)域。
但由于灌注樁屬于隱蔽工程,影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,如地質(zhì)狀況、鉆孔工藝、護(hù)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(dāng),就會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量事故,小到塌孔松散、縮頸,大到斷樁報(bào)廢,不僅影響工期,對(duì)整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
所以,在施工過(guò)程中對(duì)每一環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格要求,對(duì)各種影響因素都必須詳細(xì)考慮,高度重視,并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失,以利于工程的順利進(jìn)展。本文著重闡述鉆孔灌注樁斷樁產(chǎn)生的原因及防治措施。
1.1常見(jiàn)的斷樁形式
在鉆孔灌注樁施工中,由于操作失誤,設(shè)備不良及水文地質(zhì)條件等影響,極易發(fā)生斷樁事故,一般而言,常見(jiàn)的斷樁形式有以下4種
(1)混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土所充填,其原因是:由于導(dǎo)管下距孔底過(guò)遠(yuǎn),混凝土被泥水稀釋?zhuān)顾冶仍龃螅斐苫炷敛荒獭?/span>
(2) 樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體,其原因是:受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?,泥水浸入使混凝土水灰比增大?/span>
(3) 樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開(kāi),其原因是在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過(guò)多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣。
(4) 樁身出現(xiàn)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(dǎo)致混凝土產(chǎn)生離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬,個(gè)別孔段產(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)而形成。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),這些影響因素主要有以下幾點(diǎn):
(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(dòng)性差;
(4)清孔工作不徹底;
(5)導(dǎo)管埋得過(guò)深或過(guò)淺;
(6)導(dǎo)管進(jìn)水;
(7)由于機(jī)械故障或施工機(jī)具配置、勞動(dòng)力組織不合理,致使灌注時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
1.3 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。分析起來(lái),斷樁產(chǎn)生的原因有以下幾個(gè)方面。
(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)在灌注過(guò)程中,導(dǎo)管的埋置深度是一項(xiàng)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接螺拴拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。
(3)產(chǎn)生卡管現(xiàn)象:由于人工配料的隨意性較大,加之責(zé)任心又差,勢(shì)必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: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。這些都會(huì)導(dǎo)致卡管現(xiàn)象,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)斷樁事故的重要措施。
(4) 坍塌:由于工程地質(zhì)情況較差,施工單位組織施工時(shí)重視又不夠,有甚者分包或轉(zhuǎn)包,施工人員沒(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)時(shí),造成類(lèi)泥砂性斷樁。這類(lèi)現(xiàn)象斷樁占有相當(dāng)大的比例,較為嚴(yán)重,而且位置深、難處理,這也是導(dǎo)致工期無(wú)限延期及成本增加的重要因素。
(5) 特殊原因:由于導(dǎo)管漏水、機(jī)械故障或停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行,井中水位突然變化等因素,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)量是十分重要的。
斷樁的防治措施
(1)樁孔成孔后,必須認(rèn)真清孔。一般是采用沖洗液沖孔,沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時(shí)灌注混凝土,避免孔底沉渣。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確計(jì)算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特別要注意基巖中的孔徑擴(kuò)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(dǎo)管下端埋住0.8m以上的要求,首次灌注時(shí),第1~2斗投料需采用水泥砂,并盡量做到一次性灌入孔內(nèi)。
(3)灌注導(dǎo)管口徑下限應(yīng)控制在200mm以上。導(dǎo)管下端應(yīng)盡量光滑,其連接處要加放密封圈,以防止泥水浸入。導(dǎo)管使用前要進(jìn)行清洗,除掉污垢與殘?jiān)?。?dǎo)管下端距孔底宜為0.5m。導(dǎo)管內(nèi)水泥隔水塞應(yīng)加放橡皮板,增強(qiáng)隔水效果。
(4)混凝土配合比應(yīng)合理,應(yīng)嚴(yán)格控制其塌落度(一般控制在16cm~20cm為宜)。改變水泥標(biāo)號(hào)、品種及生產(chǎn)廠家時(shí),必須先做好配合比試驗(yàn),按配合比控制質(zhì)量。
(5)在地下水活動(dòng)較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行止水處理,止水成功后方可灌注混凝土。采用從導(dǎo)管內(nèi)灌入的“回頂”法進(jìn)行灌注。
(6)準(zhǔn)備灌注的混凝土所需的各種材料要準(zhǔn)備足量。在灌注過(guò)程中應(yīng)避免停水、停電。
(7)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度,合理掌握導(dǎo)管拆卸長(zhǎng)度,在正常情況下應(yīng)保持導(dǎo)管下端被埋2m~3m,切勿起拔過(guò)多。
(8)在灌注混凝土過(guò)程中,要定時(shí)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的深度,并繪制曲線,以監(jiān)視斷樁是否出現(xiàn)。在正常情況下, 導(dǎo)管內(nèi)外混凝土界面的距離是開(kāi)始大,然后逐漸縮小,最后重合。若發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外混凝土灌注曲線距離拉大,并且導(dǎo)管外混凝土曲線變平,而管內(nèi)混凝土曲線變陡,則是斷樁預(yù)兆,應(yīng)查明原因,盡快處理。
如不慎發(fā)生鉆孔灌注樁的斷樁事故,應(yīng)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救,筆者認(rèn)為一般補(bǔ)救處理措施主要有以下幾種:
3.1 二次造孔法
(1)若斷樁位置在10m以下,鋼筋籠被混凝土埋置較淺,且通過(guò)調(diào)試能將鋼筋籠提升,應(yīng)迅速將其整體提出孔外,然后用沖擊鉆重新鉆孔,清孔后再就位鋼筋籠,重新灌注水下混凝土。點(diǎn)這免費(fèi)下載施工技術(shù)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內(nèi)徑的沖擊鉆,在原樁位進(jìn)行沖擊鉆孔,直至鋼筋籠底口以下1.0m,然后將鋼筋籠整體或一根根地吊出孔外,接著再進(jìn)行二次造孔至設(shè)計(jì)直徑,清孔后重新就位鋼筋籠,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?xún)?nèi),且地質(zhì)條件良好,樁位處為旱地時(shí),可采用開(kāi)挖法接樁。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí),開(kāi)挖樁基周?chē)练街翑鄻段恢?,將混入泥漿、孔底沉渣的樁頭混凝土鑿除,直至密實(shí)混凝土層,將表面混凝土鑿毛,將鋼筋籠表面的泥漿刷干凈后,復(fù)核樁位、支立鋼模、分層澆筑、振搗混凝土、拆模后蓋上土養(yǎng)生。
3.3 調(diào)整樁位法
若樁基工程量不大,且斷樁為施工的第一根樁基礎(chǔ)時(shí),也可報(bào)監(jiān)理、設(shè)計(jì)單位,同意后,通過(guò)調(diào)整樁位(中線不變)來(lái)進(jìn)行解決。
鉆孔灌注樁工程是技術(shù)性很強(qiáng)的隱蔽工程,從鉆孔、泥漿制備、鋼筋籠吊裝到混凝土澆筑各項(xiàng)工序應(yīng)銜接緊密。影響成樁質(zhì)量的因素和需要控制的環(huán)節(jié)很多,加強(qiáng)樁基工程檢測(cè)是一個(gè)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(chǎng)管理人員要有高度責(zé)任心,以防為主,對(duì)樁基各個(gè)施工環(huán)節(jié)要充分重視并精心施工。只有這樣,樁基的質(zhì)量控制才能得到保證。