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摘要:本文通過對橋梁鉆孔灌注樁施工質量缺陷的分析,提出了相應的防治措施。
關鍵詞:橋梁;鉆孔灌注樁施工;質量缺陷;防治
一、鉆孔灌注樁的施工特點
鉆孔灌注樁是按照成樁方法分類而定義的一種樁型,是指在施工現(xiàn)場,通過機械鉆孔的方式,在地基土層中形成樁孔,然后在樁孔內放置鋼筋籠、灌注混凝土而形成的樁。鉆孔灌注樁的施工特點包括:第一,可以建造直徑遠大于預制樁的樁型;第二適用范圍廣,在各種地基上都可以使用;第三樁體的承載能力直接受到施工質量的影響,并且影響非常巨大【1】;第四,與沉入樁施工相比,無論是噪音還是震動都要小的多;第五,由于混凝土的灌注需要在泥水中進行,因此很難對混凝土的質量進行有效控制;第六,施工周期長,成孔速度慢,鉆出的泥渣如果不能有效處理,會對環(huán)境造成污染。
二、橋梁鉆孔灌注樁施工質量缺陷分析
1、斷樁
斷樁是鉆孔灌注樁在灌注混凝土的時候,泥漿或砂礫摻入水泥混凝土,把原本完整的混凝土隔成上下兩段,使得混凝土變質或截面積受損,使得樁基滿足不了設計的受力要求。發(fā)生斷樁一般可分為以下幾個原因:(1)運輸或等待的時間太長使得混凝土出現(xiàn)離析,灌注前又沒進行二次攪拌,灌注時容易出現(xiàn)大量骨料卡在導管內,不得不提升導管進行振動處理,導致斷樁。混凝土在灌注過程中,測定灌注混凝土表面標高時出現(xiàn)差錯,使得導管埋深過小,而出現(xiàn)拔脫導管現(xiàn)象形成夾層斷樁;因為計算失誤,導管長度有點短,底口與孔底距離太大,首批灌注的混凝土沒有埋住導管底部,導致斷樁。尤其是灌注樁后期,泥漿中混合的坍土層容易被誤認為混凝土表面。(2)卡管現(xiàn)象也是出現(xiàn)斷樁的一個重要原因,因為混凝土坍落度過小,或者集料粒徑過大,導管口徑較小,在灌注過程中容易堵塞導管,如若在混凝土初凝前沒有疏通好,則就得提起導管,導致斷樁。而且人工配料隨意性大,有些機械配料計量不精確,加上某些工作人員責任心不強,混凝土配合比在配置過程中往往易產生較大的誤差,使得坍落度出現(xiàn)大的波動、不穩(wěn)定。
2、坍孔
坍孔指樁孔孔壁的坍塌,在成孔過程中或者成孔后,由于土質相對松散,泥漿護壁質量較差,或者護筒埋設不好、鉆進速度過快等原因,會導致樁孔孔壁出現(xiàn)不同程度的塌落現(xiàn)象,影響鋼筋籠吊放和混凝土灌注施工的順利進行。
3、串樁
串樁是指混凝土進入相鄰樁孔的現(xiàn)象,不僅會增加孔內沉渣的厚度,還會加大成孔難度,影響工程整體的施工進度。造成串樁的原因是主要包括:在對原有基礎進行開挖時,造成樁位在淺部連通;大量淤泥雜質填充抽水滲井,導致井體周圍土質相對松散,容易造成一定范圍內樁位連通的情況;孔位設置不合理,間距過小,在施工中混凝土通過側向擠壓,進入相鄰樁孔;沒有對孔斜過大以及坍孔的問題進行及時處理,使得樁位出現(xiàn)深部連通【2】。
4、鋼筋上浮
由于混凝土初凝和終凝時間過短,孔內混凝土結塊太早,當從導管往下灌注的混凝土面升到鋼筋籠底時,繼續(xù)灌注的混凝土結塊托起了鋼筋籠。清孔時孔內泥漿里懸浮的砂粒過多,混凝土灌注過程中這些砂粒回沉在混凝土表面,形成相對密實的砂層,并隨孔內混凝土面的逐漸抬升,當砂層與鋼筋籠底部再繼續(xù)抬升時便托起鋼筋籠。
5、孔底沉渣
孔底如果沉渣過多,會影響整個灌注樁的質量,影響工程的施工進度。而造成孔底沉渣過多的原因包括:泥漿粘度不足,沒有對樁孔進行全面清理;清孔使用的泥漿比重過?。辉趯︿摻罨\進行吊放時,沒有保持垂直對中,與孔壁發(fā)生碰撞,導致泥土坍落等。
三、橋梁鉆孔灌注樁施工質量缺陷的防治措施
1、斷樁的處理
1.1 灌注初期的斷樁
在開灌后,才灌注了幾米就因故暫停的,且真的不可以在短時間內恢復灌注的,須立即拔出導管,用氣舉法吸渣把鉆井內還沒有凝結的混凝土清除干凈。假若斷樁時,鉆井內已有相當數量的混凝土,采用氣舉法來吸除的話,護筒底離混凝土面還有相當的距離,對此問題可考慮割去部分鋼筋籠,在混凝土強度還較低時采用沖擊鉆把混凝土連同鋼筋一起沖碎清除,碎斷后的鋼筋可使用電磁鐵吸除。此外斷樁后假若可以提出鋼筋籠,亦可快速的把其提出井外,再使用沖擊鉆重新鉆孔,清孔后方可下鋼筋籠,后再立刻重新連續(xù)灌注混凝土。
1.2 內套鋼護筒,清水接樁
在灌注暫停,當混凝土面離孔口不足20m時,可使一個比鋼筋籠直徑小一點的牙輪鉆,從混凝土面鉆進1m以用來清除表層混凝土,再制作一個比已擁有的護筒稍小而比鋼筋籠直徑大一些,盡可能接近設計樁徑的鋼護筒,把其從外護筒與鋼筋籠之間下入孔內,直到混凝土面止。
2、坍孔的處理
針對坍孔問題,可以根據坍孔原因,選擇針對性的處理措施。例如,在松散土層中進行鉆孔施工時,應該根據實際情況,對回填土進行壓實處理,并且適當增加護筒的埋深;要選擇優(yōu)質泥漿,適當提高泥漿的比重和粘度;在進行鋼筋籠的吊放時,應該確保吊放角度的準確性,同時對下放的速度進行控制,避免對孔壁的碰撞;成孔后,必須在3小時之內進行混凝土的澆筑,同時盡可能在保證施工質量的基礎上,縮短灌注時間。
3、鉆孔灌注樁定位
鉆孔灌注樁施工準備時應對鉆孔位置進行精確的工程放樣,嚴格控制護筒的空間坐標,以有效保證鉆孔灌注樁平面位置的準確性。在樁身豎直方向的控制方面,由于護筒對鉆頭在重力作用下起到了一定的引導作用,所以務必要保證護筒本身的垂度控制。在開鉆第一個孔位時,其平面位置和空間垂直度必須給與足夠的重視,在工程實踐中必須采用兩道井字架進行鉆孔作業(yè),同時在鉆孔的施工過程中應實時觀察平臺的位移情況,以及時進行糾正。鉆孔施工完畢下放鋼筋籠的過程中務必保證鋼筋籠的垂直度和位置,并確定保護層的厚度滿足相應規(guī)范和設計文件的要求。同時,應對鋼筋籠進行臨時固定以防止其發(fā)生上浮等質量問題。
4、串樁處理
在對串樁問題進行處理時,應該結合實際情況選擇恰當的處理措施。對于上部連通的情況,在混凝土灌注到連通位置時,應該設置相應的保護圈,避免混凝土進入其他樁孔;對于坍孔以及深部連通的情況,要向滲井中下放水泥套管,以確保成樁質量。
5、孔底沉渣的處理
在鉆孔完成后,應該將鉆頭提到距離孔底1-20cm的位置,保持慢速空轉至少30min以上,確保清孔的全面性;清孔工作要選用優(yōu)質泥漿,控制泥漿比重和粘度下要直接用清水置換;在對鋼筋籠進行吊放時,如果發(fā)現(xiàn)下放困難,要輕提鋼筋籠并且對其位置進行調整,避免強行下放的行為;清孔完畢后,要立即進行混凝土的澆筑,避免長時間放置造成雜物進入樁孔。其中清孔很重要,清孔是指清除孔底的沉渣,清孔工作主要是為了保證鉆孔灌注樁的承載力滿足規(guī)范和設計文件的要求。工程實踐中常采用改善泥漿稠度,延長清孔時間等措施清除孔底沉渣。在清孔工作中常常采用兩次清孔。第一次清孔在鉆孔結束過后,第二次清孔在吊放鋼筋籠和導管后。清孔工作對泥漿質量有特別的要求,在保證不發(fā)生坍塌事故的基礎上適當降低泥漿稠度。在鋼筋籠和導管下放完畢后,孔內殘存的沉渣隨泥漿再次沉到孔底,為有效保證鉆孔灌注樁的承載力,應在混凝土灌注前進行孔底的第二次清孔工作。當沉渣和泥漿稠度等問題檢測復核滿足設計要求后,可進行后序混凝土灌注施工??椎壮猎臏y量常用吊錘法,測量時將測錘反復敲擊孔底以判定孔底沉渣的情況,沉渣厚度的檢測應在二次清空后45min內進行。對于沉渣厚度的控制,端承樁厚度應小于5cm,摩擦樁厚度應小于15cm。
6、鋼筋上浮的處理
加強鋼筋籠制作質量,鋼筋籠應捍接牢固,使用規(guī)格合適的加強箍,如鋼筋籠主筋數量較多(如抗拔樁、擋土嵌巖柱等),應增大加強箍的規(guī)格。當樁的直徑較大,而鋼筋籠相對較短時,可用鋼管套住主筋,固定鋼筋籠頂端。灌注砼時,當上升的砼面接近于鋼筋籠底端時,一方面應放慢速度,另一方面應控制適當的導管埋置深度,使鋼筋籠底端被逐步埋入混凝土【3】。
結束語
總之,橋梁鉆孔灌注樁施工質量直接關系著整個橋梁工程的質量,本文針對橋梁鉆孔灌注樁施工質量缺陷以及防治措施進行研究,對于后期橋梁工程有著重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻:
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[3]胡興良. 橋梁鉆孔灌注樁施工質量問題及防治措施[J]. 魅力中國,2010,14:325-326.