摘要:鉆孔灌注樁在各類(lèi)土木工程中得到廣泛應(yīng)用,具有抗震性好、承載力大、施工噪音小、可以解決特殊地基沉載力等諸多優(yōu)點(diǎn),灌注樁施工工藝比打入樁復(fù)雜,容易出現(xiàn)斷樁、坍孔、混凝土離析和孔底虛土或沉渣過(guò)厚等質(zhì)量問(wèn)題,這不僅影響工期,造成經(jīng)濟(jì)損失而且還會(huì)引起工程事故,因此為了進(jìn)一步推廣鉆孔灌注樁的應(yīng)用,減少斷樁和坍孔現(xiàn)象,通過(guò)實(shí)踐對(duì)坍孔和斷樁的危害及產(chǎn)生原因進(jìn)行了探討,總結(jié)出了解決上述現(xiàn)象的方法和措施。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁 坍孔 斷樁
中圖分類(lèi)號(hào):TU1文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2011)25-0337-03
目前,混凝土鉆孔灌注樁是橋梁施工結(jié)構(gòu)的主要形式,這主要是由于樁能將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到深層穩(wěn)定的土層中去,具有沉降量小、承載力高的特點(diǎn),可以解決特殊地基土的承載力。從而大大減少基礎(chǔ)沉降和建筑物的不均勻沉降,是一種抗震性好,施工噪音小且安全可靠的基礎(chǔ)形式,目前復(fù)合基礎(chǔ)(將樁或管柱與沉井組合的一種深水基礎(chǔ))和大直徑鉆孔灌注樁(大直徑灌注樁具有承載力大,剛度大,施工快,造價(jià)少的優(yōu)點(diǎn),國(guó)外很多采用直徑2米~4米的大直徑鉆孔樁,而且往往采用擴(kuò)孔方法,直徑可達(dá)3米~4米在連續(xù)結(jié)構(gòu)尤其是連拱或連續(xù)斜拉橋,設(shè)計(jì)中剛度起關(guān)鍵作用以減少下部結(jié)構(gòu)的水平位移,減少由此引起的附加內(nèi)力)等國(guó)內(nèi)外新技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。但是,灌注樁的成孔是在樁位處的地面下或水下完成的,施工工序多,質(zhì)量控制難度大,施工工藝比打入樁復(fù)雜,稍有不慎易產(chǎn)生斷樁、坍孔等質(zhì)量問(wèn)題。并且由于鉆孔樁質(zhì)量不夠穩(wěn)定,要抽檢更多數(shù)量的樁進(jìn)行檢驗(yàn),增加檢測(cè)費(fèi)用,再加上成樁后不易進(jìn)行質(zhì)量檢查等,所以施工運(yùn)用還存在一定限制,目前國(guó)內(nèi)外已有多種常用的樁基檢測(cè)方法如:鉆芯檢測(cè)法、振動(dòng)檢測(cè)法、超聲脈沖檢驗(yàn)法、射線法等對(duì)其進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè),對(duì)出現(xiàn)坍孔、斷樁等現(xiàn)象有了很好的處理方法及預(yù)防措施。
一、樁基檢測(cè)方法
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)樁基檢測(cè)方法也越來(lái)越多,目前常用的有以下幾種:
1.鉆芯檢測(cè)法:由于大直鉆孔灌注樁的設(shè)計(jì)荷載一般較大,用靜力試樁法有許多困難,所以常用地質(zhì)鉆機(jī)在樁身上沿長(zhǎng)度方向鉆取芯樣,通過(guò)對(duì)芯樣的觀察和測(cè)試確定樁的質(zhì)量。但這種方法只能反映鉆孔范圍內(nèi)的小部分混凝土質(zhì)量,而且設(shè)備龐大、費(fèi)工費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴,不宜作為大面積檢測(cè)方法,而只能用于抽樣檢查,一般抽檢總樁量的3%~5%,或作為無(wú)損檢測(cè)結(jié)果的校核手段。
2.振動(dòng)檢測(cè)法:又稱(chēng)動(dòng)測(cè)法。它是在樁頂用各種方法施加一個(gè)激振力,使樁體及至樁土體系產(chǎn)生振動(dòng)?;蛟跇秲?nèi)產(chǎn)生應(yīng)力波,通過(guò)對(duì)波動(dòng)及波動(dòng)參數(shù)的種種分析,以推定樁體混凝土質(zhì)量及總體承載力的一種方法。這類(lèi)方法主要有四種,分別為敲擊法和錘擊法、穩(wěn)態(tài)激振機(jī)械阻抗法、瞬態(tài)激振機(jī)械阻抗法、水電效應(yīng)法。
3.超聲脈沖檢驗(yàn)法:該法是在檢測(cè)混凝土缺陷的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。其方法是在樁的混凝土灌注前沿樁的長(zhǎng)度方向平行預(yù)埋若干根檢測(cè)用管道,作為超聲檢測(cè)和接收換能器的通道。檢測(cè)時(shí)探頭分別在兩個(gè)管子中同步移動(dòng),沿不同深度逐點(diǎn)測(cè)出橫斷面上超聲脈沖穿過(guò)混凝土?xí)r的各項(xiàng)參數(shù),并按超聲測(cè)缺原理分析每個(gè)斷面上混凝土質(zhì)量。
4.射線法:該法是以放射性同位素輻射線在混凝土中的衰減、吸收、散射等現(xiàn)象為基礎(chǔ)的一種方法。當(dāng)射線穿過(guò)混凝土?xí)r,因混凝土質(zhì)量不同或因存在缺陷,接收儀所記錄的射線強(qiáng)弱發(fā)生變化,據(jù)此來(lái)判斷樁的質(zhì)量。
二、坍孔的原因及處理措施
(一)孔口附近產(chǎn)生坍孔
1.主要表現(xiàn)是:護(hù)筒(鉆桿) 傾斜、護(hù)筒下沉明顯;鉆頭吊繩偏離孔位中心;孔內(nèi)水位驟然下降并冒密集的小氣泡等。
2.主要原因是:(1)護(hù)筒埋置深度不夠或護(hù)筒周?chē)靥畹酿ね练謱雍粚?shí)不夠;(2)孔口附近地面受水浸濕泡軟(如泥漿沉淀池距孔口過(guò)近);(3)孔內(nèi)水頭壓力不足;向孔內(nèi)補(bǔ)水時(shí)水流對(duì)孔壁有沖刷,開(kāi)始沖孔進(jìn)尺過(guò)快;(4)吊繩放松過(guò)長(zhǎng)致使鉆頭撞擊護(hù)筒或孔壁;(5)泥漿稠度不夠等。
3.處理措施:(1)如護(hù)筒下沉過(guò)多或傾斜,應(yīng)及時(shí)扶正護(hù)筒,或者將護(hù)筒四周回填土清除,擺正護(hù)筒,用黏土分層回填夯實(shí)。嚴(yán)重時(shí)應(yīng)挖出護(hù)筒,重新按要求埋置后再?zèng)_孔;(2)在護(hù)筒底腳以下2m~4m 范圍內(nèi)屬河床表層,通常比較松散,所以開(kāi)始沖孔時(shí)應(yīng)采用黏土加礫石的稠泥漿小沖程,防止鉆頭撞擊護(hù)筒;(3)補(bǔ)水管應(yīng)置于護(hù)筒中部,防止沖刷孔壁;(4)保持孔內(nèi)有足夠的水頭壓力(孔內(nèi)水位比孔外高出2m 以上);(5)在砂夾卵石及砂層中開(kāi)孔時(shí),按1∶1 投入黏土和小片石,遇有軟土層時(shí),按2 ∶1 或3 ∶1投入黏土和小片石,采用小沖程、高頻率反復(fù)沖砸到護(hù)筒腳下1m~1.5m 處停下,回填到護(hù)筒底以上1m,再繼續(xù)沖擊,使孔壁堅(jiān)實(shí),不坍不漏。1.3.6一旦判明發(fā)生了坍孔,如情況不嚴(yán)重時(shí),可按1∶1 投入黏土和小礫石,回填至坍孔位置以上(或護(hù)筒底腳以上)1m,并加大泥漿比重繼續(xù)沖擊; 如情況嚴(yán)重時(shí),應(yīng)將鉆孔全部用砂夾黏土或小礫石夾黏土(1∶1)回填,經(jīng)3~5 天密實(shí)后,再重新沖(鉆) 孔。
(二)鉆進(jìn)中發(fā)生坍孔
1.主要表現(xiàn)是:在鉆孔過(guò)程中,如果鉆孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒細(xì)密的水泡,就表示已坍孔。此時(shí),出渣量顯著增加而不見(jiàn)鉆頭進(jìn)尺,但鉆孔負(fù)荷顯著增加,泥漿泵壓力突然上升,造成憋泵。一旦坍孔,鉆孔便無(wú)法正常進(jìn)行,易造成掉鉆、埋鉆事故。
2.主要原因是:(1)泥漿相對(duì)密度不夠及其他泥漿性能指標(biāo)不符合要求,使孔壁未形成堅(jiān)實(shí)泥皮。(2)通過(guò)砂礫等強(qiáng)透水層,孔內(nèi)水流失等而造成孔內(nèi)水頭高度不夠。(3)護(hù)筒埋置太淺,下端孔口漏水、坍塌或孔口附近地面受水浸濕泡軟,或鉆機(jī)直接接觸在護(hù)筒上,由于振動(dòng)使孔口坍塌,擴(kuò)展成較大坍孔。(4)在松軟砂層中鉆進(jìn)進(jìn)尺太快。(5)提出鉆錐鉆進(jìn),回轉(zhuǎn)速度過(guò)快,空轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng)。(6)水頭太高,使孔壁滲漿或護(hù)筒底形成反穿孔。(7)清孔后泥漿相對(duì)密度、黏度等指標(biāo)降低,用空氣吸泥機(jī)清孔泥漿吸走后未及時(shí)補(bǔ)漿(或水),使孔內(nèi)水位低于地下水位。(8)清孔操作不當(dāng),供水管嘴直接沖刷孔壁、清孔時(shí)間過(guò)久或清孔停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。(9)吊入鋼筋骨架時(shí)碰撞孔壁。
3.處理措施:(1)在松散粉砂土或流砂中鉆孔時(shí),應(yīng)選用較大比重、黏度的泥漿。一般選用優(yōu)質(zhì)黃泥制作黃泥漿,要求黃泥中不得含有沙石等雜質(zhì),塑性指數(shù)大于22。并放慢進(jìn)尺速度(鉆孔進(jìn)尺的平均速度一般控制在6m~7m/h為宜),也可投入黏土摻片石或卵石,低錘沖擊,將黏土膏、片石卵石擠入孔壁穩(wěn)定孔壁。(2)根據(jù)不同地質(zhì),調(diào)整泥漿比重。確保泥漿具有足夠的稠度確??變?nèi)外水位差,維護(hù)孔壁穩(wěn)定。黃泥漿的比重控制在1.25~1.30左右,數(shù)量不少于單樁井孔體積的2倍。實(shí)踐證明:高質(zhì)充足的黃泥漿是確保鉆孔灌注樁施工質(zhì)量的關(guān)鍵之一。鉆至井孔上段6m~7m時(shí),可不必向井孔內(nèi)輸入高壓水,使鉆碴自然形成濃稠的泥漿護(hù)壁,特別是護(hù)住最易坍塌的護(hù)筒底腳處的井壁。(3)清孔時(shí)應(yīng)指定專(zhuān)人負(fù)責(zé)補(bǔ)水,保證鉆孔內(nèi)必要的水頭高度,中段6m~7m可輸入高壓水承壓清孔。下段6m~7m輸入黃泥漿,如此做法,既有效地保證了施工質(zhì)量,又節(jié)省了成本較高的黃泥用量。(4)發(fā)生孔口坍塌時(shí),可立即拆除護(hù)筒并回填鉆孔,重新埋設(shè)護(hù)筒再鉆。坍孔部位不深時(shí),可用深埋護(hù)筒法,將護(hù)筒周?chē)梁粚?shí)填密實(shí)重新鉆孔。(5)發(fā)生孔內(nèi)坍塌時(shí),判明坍塌位置,回填砂和黏土(或砂礫和黃土)混合物到坍孔處以上1m~2m。如坍孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)全部回填,待回填物沉積密實(shí)后再進(jìn)行鉆進(jìn)。
(三)孔內(nèi)深部發(fā)生坍孔
1.主要表現(xiàn)是:孔內(nèi)水位驟然下降并冒密集的氣泡;沖擊機(jī)或卷?yè)P(yáng)機(jī)負(fù)荷明顯增加甚至鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)不起來(lái);長(zhǎng)時(shí)間沖擊 進(jìn)尺很小等(用測(cè)繩測(cè)得的孔深與理論計(jì)算值差距較大) 。
2.主要原因是:(1)孔內(nèi)水位高度不夠,沒(méi)有足夠的水頭壓力(往往由掏渣后未及時(shí)補(bǔ)水或泥漿所致);泥漿稠度不夠;(2)沖孔通過(guò)取土層有潛流或流速較大,產(chǎn)生對(duì)流,加之補(bǔ)水不及時(shí);(3)鉆頭或掏渣筒吊繩放松過(guò)長(zhǎng)致使其撞擊孔壁;(4)在松軟砂層中進(jìn)尺太快(采用大沖程) 等。
3.處理措施:(1)沖孔過(guò)程中應(yīng)始終注意保持孔內(nèi)泥漿有一定的稠度;(2)松散粉砂或流砂中沖進(jìn)時(shí)應(yīng)多加黏土與礫石,或者風(fēng)化片石等,將松軟土層擠緊,同時(shí)加大泥漿稠度;(3)保證孔內(nèi)有足夠的水頭壓力(水頭高于孔外2m 左右);(4)控制進(jìn)尺,放松卷?yè)P(yáng)機(jī)或沖擊機(jī)不宜過(guò)多。(5)一旦判明發(fā)生了坍孔,當(dāng)孔內(nèi)坍塌不嚴(yán)重時(shí),可回填至坍塌位置以上1m~2m,并加大泥漿比重繼續(xù)沖進(jìn)。較嚴(yán)重的坍孔,應(yīng)將鉆孔全部用砂夾黏土或小礫石、小片石夾黏土回填,經(jīng)一星期左右沉淀密實(shí)后,校正護(hù)筒位置無(wú)誤后再重新孔。
(四)混凝土灌注中發(fā)生坍孔
1.主要表現(xiàn)是:一個(gè)輕微坍孔在施工中不易被察覺(jué),聲測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂的現(xiàn)象。
2.主要原因是:在1\"樁基中在距聲測(cè)管頂端4.5m~5m斷面處出現(xiàn)異常情況AB測(cè)面讀數(shù)均勻正常,但BC,AC面無(wú)讀數(shù)判定此兩面交匯處可能出現(xiàn)裹泥塊。
3.處理措施:該標(biāo)在C聲測(cè)管處用鉆機(jī)干鉆了一直徑為1.2m,距樁頂5m的井,用木版和鋼筋圈加固后,叫人從距樁頂4.5m處開(kāi)鑿,發(fā)現(xiàn)C聲測(cè)管處有一高25cm,寬10cm,深14cm,的黏土塊,我們采用清除—鑿出新鮮的混泥土2cm,在清洗(飽和棉干)進(jìn)行高標(biāo)號(hào)混凝土修補(bǔ),保證了樁的整體性和完整性。
三、斷樁的原因及處理措施
是指鉆孔灌注樁在灌注砼的過(guò)程中,泥漿或沙礫進(jìn)入水泥砼,把灌注的砼隔開(kāi)并形成上下兩端,造成砼變質(zhì)或截面積受損,從而使不能滿足受力要求,是嚴(yán)重的質(zhì)量事故。對(duì)于誘發(fā)斷樁的因素,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)生或一旦發(fā)生事故及時(shí)采取補(bǔ)救措施。
(一)斷樁的原因及預(yù)防措施
1.初灌未封底導(dǎo)管距孔底太遠(yuǎn),初灌量沒(méi)有埋住導(dǎo)管。導(dǎo)管底端距孔底高度依據(jù)樁徑,隔水閥種類(lèi)及大小而定最高≯0.5m。
2.導(dǎo)管堵塞澆筑時(shí)間過(guò)長(zhǎng),上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時(shí)間增長(zhǎng),泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋韽亩雍窳司鄯e在砼表面的沉淀物造成砼澆筑極為困難而堵管因此應(yīng)盡可能提高砼澆筑速度,快速連續(xù)澆筑使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài),可防導(dǎo)管堵塞,如突然澆筑大量的砼,使導(dǎo)管內(nèi)空氣不能馬上排出,可能導(dǎo)致堵塞,如發(fā)生堵塞可在導(dǎo)管上部用鋼筋疏通或在下部提取導(dǎo)管上下振擊。
3.導(dǎo)管漏水導(dǎo)管使用前須做密封試驗(yàn),澆筑前檢查導(dǎo)管是否漏水等缺陷,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更換,在澆筑過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)加快澆筑速度,并加大砼埋深,使管內(nèi)砼超出漏水處。
4.導(dǎo)管拔出砼面,導(dǎo)管提漏有兩中原因:(1)當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí),一般采用上下提振法,使砼強(qiáng)行流出,但如果此時(shí)導(dǎo)管埋深很小極易提漏。(2)因泥漿過(guò)稠因在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí),對(duì)砼澆筑高度判斷錯(cuò)誤,而在卸管時(shí)又多提,使導(dǎo)管提離砼面,就會(huì)產(chǎn)生提漏,因此必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)探錘測(cè)量孔內(nèi)砼表面高度,并認(rèn)真核對(duì),保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。
5.導(dǎo)管被砼埋住、卡死,在澆筑過(guò)程中導(dǎo)管埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo),導(dǎo)管埋深過(guò)大,以及澆筑時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致已澆筑砼流動(dòng)性降低,從而增大砼與導(dǎo)管壁的摩擦力,阻止采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管,在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁,因此鋼筋籠主筋接頭要焊平,導(dǎo)管法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管,連接處罩以圓錐形的鐵罩,底部以法蘭大小一致,并在套管頭上卡住,避免提導(dǎo)管時(shí),法蘭掛住鋼筋籠,導(dǎo)管插入砼中的深度因根據(jù)攪拌砼的質(zhì)量,供應(yīng)速度,澆筑速度??變?nèi)護(hù)壁泥漿狀態(tài)來(lái)決定,一般情況下,以2m~6m為宜,如果導(dǎo)管插入砼中的程度較大供應(yīng)砼間隔時(shí)間較長(zhǎng),是砼和易性稍差,易發(fā)生“堵管”,如果預(yù)料到不能及時(shí)供應(yīng)砼(>1H)砼運(yùn)輸距離遠(yuǎn),交通堵塞等因素時(shí),除砼中加緩凝劑外,導(dǎo)管在注入砼中的深度不宜太小,據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)以5m~6m為宜,約每隔15min將導(dǎo)管上下擺動(dòng)幾次,幅度2.0為宜,以免使砼產(chǎn)生初凝假象。澆筑砼中中斷>2h,因判為斷樁。
6.坍塌。因工程地質(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,施工者談不上有什么經(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)泥沙性斷樁。
7.機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行,突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。
8.天氣影響,天氣的急劇變化如突然降暴雨、山洪等往往也是造成斷樁的原因。
(二)斷樁的處理
斷樁的處理難度較大,費(fèi)用和時(shí)間的占用較多,因此斷樁事故以預(yù)防為主。確實(shí)出現(xiàn)斷樁時(shí)應(yīng)根據(jù)斷樁的原因和部位慎重處理。
1.灌注初期的斷樁處理。灌注初期由于被灌未封底,導(dǎo)管堵塞,導(dǎo)管拔出砼面,坍塌、機(jī)械故障和停電、天氣影響等原因造成斷樁,而比孔內(nèi)砼面高度較小,鋼筋籠可以拔出,這時(shí)應(yīng)終止?jié)仓纬鲣摻罨\,重新成孔。
2.孔內(nèi)砼面高度較高時(shí)的斷樁處理??變?nèi)砼面高度較高時(shí)若由于導(dǎo)管拔出砼面而斷樁,在砼初凝前可以用兩次導(dǎo)管插入法,將導(dǎo)管底端加底蓋閥,插入砼面約1m導(dǎo)管料斗內(nèi)注灑砼時(shí),將導(dǎo)管提起約0.5m,底蓋閥脫掉,即可繼續(xù)進(jìn)行水下澆筑砼、施工,由于要克服泥漿對(duì)導(dǎo)管的浮力,砼面較深的不宜采用,此方法使用時(shí)必須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),導(dǎo)管長(zhǎng)度,吊預(yù)制砼球閥鐵絲長(zhǎng)度,鐵絲抗拉強(qiáng)度,砼面實(shí)際位置等數(shù)據(jù)必須要加以確定,當(dāng)斷樁后停頓時(shí)間較長(zhǎng)而不能采用兩次導(dǎo)管插入,可采用補(bǔ)樁的辦法即在設(shè)計(jì)樁位兩側(cè)補(bǔ)做兩根加樁、頂部設(shè)蓋梁,以扁擔(dān)樁的形式對(duì)原樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
3.斷樁位置距地面不深時(shí)的斷。此時(shí)可采用接樁的辦法,接樁一般用人工挖孔的辦法處理,清除樁頂殘?jiān)愉摻罨\澆筑砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高,施工時(shí)要特別注意接頭質(zhì)量和施工安全,當(dāng)砼面距地面很近時(shí),也要采用明挖立模,澆筑的辦法接到設(shè)計(jì)標(biāo)高,但回填時(shí)必須分層夯填密實(shí)。
如本橋3\"樁在灌注過(guò)程中發(fā)生導(dǎo)管焊口破裂,裂縫長(zhǎng)27cm,寬0.5cm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15m,當(dāng)時(shí)水下混凝土已灌注9m,為確保工程質(zhì)量,停止混凝土的澆筑并提前拔出導(dǎo)管。確定接樁方案,首先,對(duì)樁進(jìn)行聲測(cè)確定好混凝土的部位;其次,根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料表明樁頂以下10m均為黏土層,確定井點(diǎn)降水—開(kāi)挖-20#素混凝土進(jìn)行護(hù)壁,護(hù)壁內(nèi)用12的鋼筋箍圈以15cm間距進(jìn)行加固,護(hù)壁間連接筋用12鋼筋以15cm間距布置。最后,挖至合格數(shù)處利用人工鑿毛,按挖孔法混凝土施工方法進(jìn)行混凝土的澆注。
四、結(jié)語(yǔ)
本文從各方面談?wù)摿算@孔灌注樁中出現(xiàn)的原因,并從目前國(guó)內(nèi)外常用樁基檢測(cè)方法中對(duì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象,進(jìn)行了原因分析,從而總結(jié)出以下的一些意見(jiàn)供同人參考。(1)在鉆孔過(guò)程中始終保持護(hù)筒內(nèi)水位要高出筒外1m~1.5m的水位差和護(hù)壁泥漿的要求,泥漿比重為1.1-1.3黏度為10s~25s(含砂率≤6%),以起到護(hù)壁固壁作用,防止坍孔。(2)鉆孔宜一氣呵成不宜中途停鉆以避免,若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆(3)鉆孔過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位成孔情況的檢查工作。(4)在灌注過(guò)程中要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)砼灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度,提管時(shí)控制和保證導(dǎo)管埋入砼面內(nèi)有3m~5m深度。(5)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。(6)灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量??赡芴岣唔艥仓俣?,快速連續(xù)澆筑使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài),可防導(dǎo)管堵塞,如突然澆筑大量的砼,使導(dǎo)管內(nèi)空氣不能馬上排出,可能導(dǎo)致堵塞,如發(fā)生堵塞可在導(dǎo)管上部用鋼筋疏通或在下部提取導(dǎo)管上下振擊。
3.導(dǎo)管漏水導(dǎo)管使用前須做密封試驗(yàn),澆筑前檢查導(dǎo)管是否漏水等缺陷,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)更換,在澆筑過(guò)程中發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)加快澆筑速度,并加大砼埋深,使管內(nèi)砼超出漏水處。
4.導(dǎo)管拔出砼面,導(dǎo)管提漏有兩中原因:(1)當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí),一般采用上下提振法,使砼強(qiáng)行流出,但如果此時(shí)導(dǎo)管埋深很小極易提漏。(2)因泥漿過(guò)稠因在測(cè)量導(dǎo)管埋深時(shí),對(duì)砼澆筑高度判斷錯(cuò)誤,而在卸管時(shí)又多提,使導(dǎo)管提離砼面,就會(huì)產(chǎn)生提漏,因此必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測(cè)探錘測(cè)量孔內(nèi)砼表面高度,并認(rèn)真核對(duì),保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。
5.導(dǎo)管被砼埋住、卡死,在澆筑過(guò)程中導(dǎo)管埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo),導(dǎo)管埋深過(guò)大,以及澆筑時(shí)間長(zhǎng),導(dǎo)致已澆筑砼流動(dòng)性降低,從而增大砼與導(dǎo)管壁的摩擦力,阻止采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管,在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁,因此鋼筋籠主筋接頭要焊平,導(dǎo)管法蘭盤(pán)連接的導(dǎo)管,連接處罩以圓錐形的鐵罩,底部以法蘭大小一致,并在套管頭上卡住,避免提導(dǎo)管時(shí),法蘭掛住鋼筋籠,導(dǎo)管插入砼中的深度因根據(jù)攪拌砼的質(zhì)量,供應(yīng)速度,澆筑速度??變?nèi)護(hù)壁泥漿狀態(tài)來(lái)決定,一般情況下,以2m~6m為宜,如果導(dǎo)管插入砼中的程度較大供應(yīng)砼間隔時(shí)間較長(zhǎng),是砼和易性稍差,易發(fā)生“堵管”,如果預(yù)料到不能及時(shí)供應(yīng)砼(>1H)砼運(yùn)輸距離遠(yuǎn),交通堵塞等因素時(shí),除砼中加緩凝劑外,導(dǎo)管在注入砼中的深度不宜太小,據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)以5m~6m為宜,約每隔15min將導(dǎo)管上下擺動(dòng)幾次,幅度2.0為宜,以免使砼產(chǎn)生初凝假象。澆筑砼中中斷>2h,因判為斷樁。
6.坍塌。因工程地質(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,施工者談不上有什么經(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)泥沙性斷樁。
7.機(jī)械故障和停電造成施工不能連續(xù)進(jìn)行,突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。
8.天氣影響,天氣的急劇變化如突然降暴雨、山洪等往往也是造成斷樁的原因。
(二)斷樁的處理
斷樁的處理難度較大,費(fèi)用和時(shí)間的占用較多,因此斷樁事故以預(yù)防為主。確實(shí)出現(xiàn)斷樁時(shí)應(yīng)根據(jù)斷樁的原因和部位慎重處理。
1.灌注初期的斷樁處理。灌注初期由于被灌未封底,導(dǎo)管堵塞,導(dǎo)管拔出砼面,坍塌、機(jī)械故障和停電、天氣影響等原因造成斷樁,而比孔內(nèi)砼面高度較小,鋼筋籠可以拔出,這時(shí)應(yīng)終止?jié)仓?,拔出鋼筋籠,重新成孔。
2.孔內(nèi)砼面高度較高時(shí)的斷樁處理??變?nèi)砼面高度較高時(shí)若由于導(dǎo)管拔出砼面而斷樁,在砼初凝前可以用兩次導(dǎo)管插入法,將導(dǎo)管底端加底蓋閥,插入砼面約1m導(dǎo)管料斗內(nèi)注灑砼時(shí),將導(dǎo)管提起約0.5m,底蓋閥脫掉,即可繼續(xù)進(jìn)行水下澆筑砼、施工,由于要克服泥漿對(duì)導(dǎo)管的浮力,砼面較深的不宜采用,此方法使用時(shí)必須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo),導(dǎo)管長(zhǎng)度,吊預(yù)制砼球閥鐵絲長(zhǎng)度,鐵絲抗拉強(qiáng)度,砼面實(shí)際位置等數(shù)據(jù)必須要加以確定,當(dāng)斷樁后停頓時(shí)間較長(zhǎng)而不能采用兩次導(dǎo)管插入,可采用補(bǔ)樁的辦法即在設(shè)計(jì)樁位兩側(cè)補(bǔ)做兩根加樁、頂部設(shè)蓋梁,以扁擔(dān)樁的形式對(duì)原樁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
3.斷樁位置距地面不深時(shí)的斷。此時(shí)可采用接樁的辦法,接樁一般用人工挖孔的辦法處理,清除樁頂殘?jiān)?,接鋼筋籠澆筑砼至設(shè)計(jì)標(biāo)高,施工時(shí)要特別注意接頭質(zhì)量和施工安全,當(dāng)砼面距地面很近時(shí),也要采用明挖立模,澆筑的辦法接到設(shè)計(jì)標(biāo)高,但回填時(shí)必須分層夯填密實(shí)。
如本橋3\"樁在灌注過(guò)程中發(fā)生導(dǎo)管焊口破裂,裂縫長(zhǎng)27cm,寬0.5cm。設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)15m,當(dāng)時(shí)水下混凝土已灌注9m,為確保工程質(zhì)量,停止混凝土的澆筑并提前拔出導(dǎo)管。確定接樁方案,首先,對(duì)樁進(jìn)行聲測(cè)確定好混凝土的部位;其次,根據(jù)設(shè)計(jì)提供的地質(zhì)資料表明樁頂以下10m均為黏土層,確定井點(diǎn)降水—開(kāi)挖-20#素混凝土進(jìn)行護(hù)壁,護(hù)壁內(nèi)用12的鋼筋箍圈以15cm間距進(jìn)行加固,護(hù)壁間連接筋用12鋼筋以15cm間距布置。最后,挖至合格數(shù)處利用人工鑿毛,按挖孔法混凝土施工方法進(jìn)行混凝土的澆注。
四、結(jié)語(yǔ)
本文從各方面談?wù)摿算@孔灌注樁中出現(xiàn)的原因,并從目前國(guó)內(nèi)外常用樁基檢測(cè)方法中對(duì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象,進(jìn)行了原因分析,從而總結(jié)出以下的一些意見(jiàn)供同人參考。(1)在鉆孔過(guò)程中始終保持護(hù)筒內(nèi)水位要高出筒外1m~1.5m的水位差和護(hù)壁泥漿的要求,泥漿比重為1.1-1.3黏度為10s~25s(含砂率≤6%),以起到護(hù)壁固壁作用,防止坍孔。(2)鉆孔宜一氣呵成不宜中途停鉆以避免,若坍孔嚴(yán)重應(yīng)回填重鉆(3)鉆孔過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)樁位成孔情況的檢查工作。(4)在灌注過(guò)程中要隨時(shí)測(cè)量和記錄孔內(nèi)砼灌注標(biāo)高和導(dǎo)管入孔長(zhǎng)度,提管時(shí)控制和保證導(dǎo)管埋入砼面內(nèi)有3m~5m深度。(5)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。(6)灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。
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