橋梁工程鉆孔灌注樁施工中常見問題的預防及處理_橋梁工程鉆孔灌注樁施工質量控制

來源:高中 發布時間:2019-07-08 04:16:37 點擊:

  摘要:由于施工管理不善,施工技術素質低,成孔和成樁工藝不當,違章作業,常造成質量事故和隱患,直接影響成樁的質量。本文主要針對鉆孔灌注樁基礎施工中發生的各種問題,對其原因進行研究分析,并提出預防措施。
  
  關鍵詞:鉆孔灌注樁問題分析防治措施
  中圖分類號:[TU997] 文獻標識碼:A 文章編號:
  前言
  鉆孔灌注樁可以穿越各種土質復雜或軟硬變化較大的土層(如各類淤泥層、黏性土、砂土、碎礫石土、風化巖及多夾層的巖層等)對地基進行加固處理,其對承載力的適應范圍廣(為
  300~20000kN),施工機具簡單(一般采用正循環鉆機以及沖擊鉆機),且施工過程具有噪音低、對相鄰樓宇影響小、施工安全性好等諸多優點,因而在地基加固工程中得到廣泛的應
  用。但由于鉆孔灌注樁的施工環節較多,技術要求高,工藝較復雜,需要在一個較短的時間內快速完成水下灌注混凝土隱蔽工程的灌注,無法直觀的對質量進行控制,人為因素的影響較大,若稍有疏忽,很容易出現一些質量病害,甚至造成病樁、斷樁等重大質量事故,危及樁基工程的安全。以下從分析樁基病害的成因入手,簡單介紹一些控制樁身質量病害的原因分析和防治措施。
  
  鉆孔灌注樁常見的質量通病
  鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時候,以樁頂位置所受的壓力最大,下部承受的壓力相對較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實際受力狀況相反,往往是上部混凝土的強度低,中下段混凝土的強度高,若不嚴格控制,容易出現樁上段強度達不到質量要求的情況。除此之外,還容易出現斷樁、縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質量缺陷,造成樁
  基承載力的下降,影響到工程結構的安全。
  
  二、影響成樁質量的原因分析
  1、影響樁身上部強度的原因分析
  (1)按照施工規范的規定,鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥,但在實際施工過程中,很難將淤泥徹底清除,于是在澆灌第一斗混凝土進行封底施工時,孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的,先灌入的混凝土頂升于孔的上面,這樣就容易出現樁上段強度較低的現象。
  (2)澆灌混凝土時,若導管插入混凝土之內過深,澆注速度又較快,則容易在孔體深部沉積較多的骨料,加上振搗過程所造成的混凝土的離析,也容易導致樁體上部強度較低的質量
  問題。
  (3)埋設護筒的周圍土不密實,或護筒水位差太大,或鉆頭起落時碰撞引起質量問題。
  (4)孔壁坍陷的主要原因是土質松散,泥漿護壁不好,護筒周圍未用粘土緊密填封以及護筒內水位不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。
  (5)鉆機安裝就位穩定性差,作業時鉆機安裝不穩或鉆桿彎曲所致;地面軟弱或軟硬不均勻;土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形,以至造成成孔后樁孔出現較
  大垂直偏差或彎曲。
  (6)清孔不干凈或未進行二次清孔;泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起;鋼筋籠吊放過程中,未對準孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底;清孔后,待灌時間過長,致使
  泥漿沉積,以至造成樁底沉渣量過多。
  2、影響樁身質量的其他原因分析
  (1)混凝土澆注施工中,若導管插入混凝土內過淺(<1.5m),則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的,而是攤鋪式的,這時,泥漿、泥塊就容易混入混凝土中,進而影響到樁身的質量。除此之外,若設計的樁身直徑過小,則混凝土上翻時就會受到孔壁的限制,從而使樁體產生空洞、蜂窩缺陷。
  (2)鉆孔灌注樁的承載力主要表現為樁周摩阻力,而樁周摩阻力與孔壁形狀和護壁質量密切相關。在施工過程中,孔壁的形狀是由鉆頭旋轉速度、鉆桿下降速度和土質等因素決定的,泥漿性能(包括容重、黏度膠體率、砂率等指標)愈好、高程越高,越能保護好護壁,其樁周摩阻力愈大,但施工難度加大,費用也相應提高。
  (3)在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中,施工環節多,時間長,會在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質量。靜置的時間越長,淤積的淤泥越多。
  (4)混凝土在水下澆灌的過程中,其流動性、初凝時間、黏聚性能會變得更差,若稍有疏忽,很容易產生空洞、蜂窩、離析、夾泥甚至斷樁的質量缺陷。
  
  三、成樁質量的控制
  1、樁上段強度的保證措施
  為保證樁上段強度達到要求,應從下述幾方面采取相應的質量保證措施:
  (1)依據樁徑和樁底的濃度,正確確定出第一斗混凝土的體積,也可以按樁身的設計體積的10%加以控制。
  (2)成樁質量與樁身的澆注高度有關,一般控制成樁高度高出設計樁頂標高0.5~1.0m。
  (3)導管插入混凝土內的長度應適宜,一般為2~6m,長樁可相應有所增加。
  2、樁身質量的保證措施
  (1)工程施工前,應先做2個以上的試驗鉆孔,通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩定性和孔底沉淤等指標,用以核對所選設備、工藝方法是否符合技術要求。
  (2)護壁用的泥漿應滿足護壁要求,液面需高于地下水位0.5m以上,有條件時,以高于地下水位2m以上更好。
  (3)在混凝土灌注前的一段時間里,須保證孔壁的穩定性,不能有縮頸或孔壁塌落現象發生。為保證孔底沉渣厚度達到規范的技術要求(端承樁≤50mm、摩擦端承樁及端承摩擦樁≤100mm、摩擦樁≤300mm),以免影響樁的承載力,鉆孔到設計持力層以后,要對泥漿進行循環稀釋來降低相對密度,以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。除此之外,還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣,要求嚴格時,在安放鋼筋籠后、下放導管之前仍要進行吸渣處理。
  (4)吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔,不得有變形損壞。吊放后,先將鋼筋籠在垂直位置上固定好,然后進行第二次清孔,檢測孔底的淤泥厚度,符合規定后,于0.5h之內開始混凝土的灌注施工。
  (5)使用的隔水栓直徑應與導管內徑相配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時,應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。
  (6)鋼筋籠初始位置應定位準確,并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,縮短灌注時間,或摻外加劑,防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小,混凝土接近籠時,控制導管埋
  深在1.5-2.0m。
  (7)成孔后,必須認真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔時間應根據孔內沉渣情況而定,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規范規定。
  3、混凝土灌注施工的技術要點
  因為水下混凝土施工的隱蔽性強,很容易產生松散、離析、縮頸等混凝土質量缺陷,因此,必須著重控制水下混凝土的澆注質量,包括選好原材料、做好配合比、改進工機具、嚴格按操作規程施工等方面。
  (1)完成鉆孔到混凝土澆灌過程的作業時間要緊湊,不宜過長;混凝土的漿體濃度要恰當,澆灌量不得低于設計值,不然會降低泥漿的置換率造成夾泥。
  (2)導管口距孔底要保持400mm左右的距離,旋轉時要精確測量,反復校核。當球塞被壓出導管并灌下一定數量的混凝土后,應將導管緩慢下降100~200mm,使灌注初期導管被混凝土埋入的深度盡可能加大,以保證底層的混凝土質量。
  (3)在灌注過程中,要嚴格把握施工進度和時間,經常地略微提升導管,以使混凝土均勻注入。導管埋入混凝土的深度一般控制在1~3m之間且不得<1m,每間隔15~20min,要對混凝土面和導管沉入深度進行一次測量和校核。
  (4)若施工過程中發生了混凝土堵塞導管的現象,一般是由于材料規格或配合比選取不當,或者是因為導管漏水漏漿導致管內混凝土與管壁的摩擦力增大、流動性降低造成的,要分清原因有針對性地加以解決,切不要無控制地靠提管消除堵塞。
  4、樁身質量的驗收
  灌注樁質量的檢驗內容和方法應符合規范的規定,通常檢測承載力采用樁荷試驗或大應變動測法,而檢驗樁身質量連云港地區一般是通過對成樁實施小應變超聲波檢測進行檢驗,觀察樁體形狀是否完好。而在澆灌鉆孔灌注樁的同時,預留兩組砼試塊,一組進行同條件養護,一組進行標養,28d進行試壓,以確定灌注樁樁體強度。
  
  四、結束語
  在施工過程中,通過采取以上控制措施,各道工序嚴格把關,工程已施工完成通過驗收,全部符合設計要求,為后續施工創造了條件。
  
  參考文獻:
  [1]鐵路工程施工技術手冊《橋涵》.北京:中國鐵道出版社
  [2]《建筑樁基技術規范》JGJ94-2008

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