閆帥
【摘 要】鉆孔灌注樁以其具有承載力高、造價低、施工快捷等優(yōu)點被廣泛應用于高層、小高層等基礎工程上。但是鉆孔灌注樁從鉆孔到混凝土灌注的每道工序都需要科學安排、精心操作,稍有疏忽,就會發(fā)生意想不到的事故。只要認真做好開鉆前準備工作,制訂出周密的施工方案和應對質(zhì)量事故的處理方案,就一定能圓滿完成灌注樁施工任務的。
【關鍵詞】鉆孔灌注樁;沖擊錐;沖抓錐鉆機;導管
鉆孔灌注樁早在20世紀60年代已在我國開始應用,因為它具有承載力高、造價低、施工技術易掌握且施工快捷等優(yōu)點,廣泛應用于高層、小高層建筑的基礎工程、橋梁、水利閘壩等工程上。但是鉆孔灌注樁從鉆孔到混凝土灌注的每一道工序都需要科學、嚴謹安排和精心操作,尤其是鉆前準備工作,更要全面掌握施工地段的水文地質(zhì)情況、認真鉆研灌注樁的設計要求和質(zhì)量標準,充分準備好所需原材料、施工機械設備等物質(zhì)條件,并制定出符合設計和規(guī)范要求的施工方案和質(zhì)保措施;由于鉆孔灌注樁面對的地質(zhì)條件千變?nèi)f化,施工中難免會遇到各種困難,發(fā)生許多意想不到的事故,只要我們認真分析和查找事故原因,及時提出處理方案和預防措施,就一定能圓滿完成灌注樁施工任務的。
1 鉆孔施工中常見事故原因分析和處理方法
1.1 錯位孔和偏位樁
在鉆孔中出現(xiàn)這種情況,主要原因是樁位坐標計算失誤。因此,在樁位放線、定位前,測量人員和施工員一定要仔細核對、計算,確保準確無誤。
處理方法:采用沖擊錐或沖抓錐鉆孔時常見的處理方法有:(1)砂礫石地層中采用沖抓錐鉆孔時,雖然抓錐能抓出比鉆孔半徑大的孤石,但大孤石不一定正處于孔中心,沖抓鉆就無能為力了,只能改用十字頭沖擊錐將大孤石打碎,再用沖抓錐抓。(2)采用沖擊錐處理前,要對偏位的井孔用高塑性粘土摻一部分片石(片石尺寸約15cm)后分層夯填,以便沖擊過程中使片石嵌入井壁,起到護壁作用。(3)在沖抓錐鉆孔過程中,當砂卵石、碎石掉進沖抓錐身內(nèi),將其內(nèi)外套或滑輪卡住,使錐頭因不能閉合或張開而停鉆;此時應提出并修理好抓錐鉆頭。(4)用沖擊錐沖孔時,由于鋼絲繩斷裂、沖擊錐頭掉進孔底,如沒有發(fā)生塌孔,可用鐵鉤打撈,更換鋼絲繩后再沖擊鉆孔。(5)沖孔中如發(fā)生塌孔,泥土將錐頭掩埋,不能提升錐頭,如塌孔不嚴重,可先用高壓射水法將泥漿沖出,或用清水循環(huán)將泥漿抽出,再用鋼絲繩吊起錐頭,方可繼續(xù)沖擊鉆孔。
1.2 鉆機停鉆
鉆機在鉆孔過程中停鉆,通常是由于鉆機不適應復雜的地層土質(zhì)所致。由于建筑工程中的地質(zhì)條件千變?nèi)f化,不同的土質(zhì)應選擇相應的鉆機,比如,對第四紀河床沖積層(砂土、粘性土、淤泥等)應選用回旋鉆機;對風化巖層、河床砂礫石層應選用沖擊(或沖抓)錐鉆機;對砂礫石膠結(jié)層、含大塊孤石的砂土層,則應采用沖擊鉆與回旋鉆配合鉆孔;或采用地質(zhì)巖芯鉆機。
1.3 塌孔
在復雜地層(如疏松土質(zhì)、砂層)中鉆孔,常發(fā)生如下塌孔現(xiàn)象。
1)采用沖擊錐沖擊疏松土層下的砂礫石層時,較大的沖擊力常引起其上淤泥土層(砂性土)塌陷,有時塌土將錐頭深埋而不能提升錐頭,導致停鉆。此時可采用高壓射水法將孔內(nèi)泥土沖出,將錐頭提出后在孔中用土、碎磚、小片石等廢料分層夯填至超過塌方高度,待該回填土穩(wěn)定后重新鉆孔。
2)在強透水的粉細砂層、砂壤土層、疏松的砂礫石層中鉆孔,由于泥漿護壁質(zhì)量(粘稠度)達不到要求,或鉆孔過程中水位突然下降(比如因水泵出故障、斷水),導致塌孔,造成停鉆。處理方法:井孔用土分層夯填后,選用優(yōu)質(zhì)粘土做泥漿護壁重新鉆孔。
3)孔口塌方。通常是因護筒埋設不當、孔口周圍土質(zhì)不良,或填土位夯實,在水流滲透、施工機械振動作用下,孔周填土塌陷,使護筒歪斜、下沉,導致停鉆。處理方法是拆除護筒,回填井孔、孔口分層夯填,重新埋設護筒、鉆孔。
2 灌注水下混凝土施工中常見事故的原因分析和處理方法
灌注水下混凝土是鉆孔灌注樁施工中的關鍵工序,為此,必須作好灌注前的準備工作;灌注施工必須連續(xù)、迅速,應在混凝土初凝之前的規(guī)定時間內(nèi)一次灌成。在灌注過程中發(fā)生“缺陷樁”、“斷樁”、灌注不順暢、鋼筋籠上浮等事故,其原因和處理方法主要有以下幾種。
2.1 孔底淤泥厚度太大
樁孔成孔后立即清孔,如清孔不徹底,未用清水換泥漿循環(huán),不僅沉淤厚度大,而且孔內(nèi)泥漿太稠,在灌注混凝土時,導管外反壓力增大,當導管稍偏離中心一點,混凝土上翻過程中可能有稠泥漿卷入其中,造成夾泥層,發(fā)生缺陷樁或斷樁事故。處理方法:重新清孔,清孔要徹底。
2.2 導管不能“封口”
因?qū)е孪驴诰嗫椎走^高(>400㎜),“封口”用的首批混凝土量不足,“剪球”后混凝土沖向孔底,后續(xù)混凝土未及時連續(xù)注入漏斗、充滿導管沖向孔底,不能將導管底口埋(封)住,泥漿水進入導管,形成缺陷樁或斷樁。處理方法:暫停灌注,拔除鋼筋籠,作二次清孔、剪球灌注。
2.3 導管漏水
導管漏水原因有三個:導管本身有孔眼而漏水,使用前應做水壓試驗,以確保其無孔眼;連接導管使用了有裂紋的止水膠圈,應更換成新膠圈;接頭螺栓未擰緊,應認真擰緊即可。
2.4 混凝土灌注不順暢
很可能是導管內(nèi)漏進泥水,使混凝土發(fā)生離析,粗骨料堵塞導管造成灌注不暢。處理方法:按消除導管漏水方法處理。
2.5 導管埋入混凝土深度問題
在混凝土灌注過程中應定時測量孔內(nèi)混凝土頂面高程,以控制導管的埋深。一般要求導管埋深2~6m:對于長度大于30m的長樁,在灌注該樁的下部時,導管埋深可大些,約4~5m,同時還要考慮起吊能力,故不應大于6m;在灌注該樁的上部時,可逐漸減小埋管深度,但不得小于2m。
2.6 鋼筋籠上浮問題
灌注混凝土時有時會發(fā)生鋼筋籠上浮現(xiàn)象,有兩種情況:一是由于導管未居中或?qū)Ч苡悬c傾斜,法蘭盤或吊導管的鋼絲繩沒有綁好就掛住鋼筋籠,當提升導管時把它提起。此時可將導管下落一點,晃動幾下導管,并將導管移向中心位置使鋼筋籠于導管脫開,即可繼續(xù)灌注。
2.7 機械設備發(fā)生故障問題
在灌注混凝土前,如果準備工作較差,所用機械設備不配套或未經(jīng)檢修,又無備用設備,很可能在施工中因設備發(fā)生故障而停鉆或停止灌注。施工中常發(fā)生以下幾種設備故障:(1)攪拌機停轉(zhuǎn),又無備用機;(2)外電線路故障、停電,工地又無備用電機;(3)吊車、卷揚機等起吊設備突發(fā)故障,不能提升導管;(4)混凝土運輸設備損壞,一時無法修復,等。以上各類機械設備發(fā)生故障都會導致停工,待搶修、排除故障后也許已延誤混凝土連續(xù)施工時間,如果停灌時間超過2小時,混凝土已初凝或終凝了,將會把導管固結(jié)在混凝土中,鋼筋籠也無法拔出來,損失會更嚴重。因此,事先必須認真檢查所需各種設備的完好狀態(tài)和與供電公司聯(lián)系談妥供電保障事宜,施工期間要確保供電。
2.8 斷頭樁及樁頭混凝土不密實問題
水下混凝土灌注主要靠其自重壓力,混凝土從導管下口向上不斷頂升而灌滿樁孔,在混凝土面接近樁頭位置時,由于超灌壓力太小,很容易發(fā)生斷頭樁或樁頭混凝土不密實缺陷。處理方法:根據(jù)經(jīng)驗,應讓導管埋入混凝土不小于3m,頂進料斗高距樁頂不小于3m(即確保導管內(nèi)混凝土有6m高的壓力),才能保證樁頭混凝土不出現(xiàn)斷頭樁或樁頭混凝土不密實現(xiàn)象;如果已發(fā)生斷頭樁或樁頭混凝土不密實質(zhì)量事故,均應鑿除樁頭,清理后人工支模,按原設計強度等級混凝土重新澆搗樁頭混凝土(接樁)并加強保濕養(yǎng)護。
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