劉憲波 王振峰 潘永權
【摘 要】結合筆者多年的工程實踐經(jīng)驗就鉆孔灌注樁施工控制進行敘述,鉆孔灌注樁屬于地下作業(yè),質量具有隱蔽性,在施工過程容易出現(xiàn)質量問題,監(jiān)理人員必須重視施工全過程質量監(jiān)控。希望通過敘述,為今后在橋梁鉆孔灌注樁施工質量的監(jiān)控提供借鑒與參考。
【關鍵詞】鉆孔灌注樁;施工監(jiān)理;控制措施
鉆孔灌注樁是樁基礎中常見的一種基礎形式,廣泛應用于公路橋梁及其它工程領域,具有施工簡便、成本適中、適應性強、承載力大等優(yōu)點。本文就施工中易出現(xiàn)的質量問題:坍孔、縮孔、斷樁、鉆孔偏斜、樁底沉渣過多、鋼筋籠上浮出現(xiàn)的原因,監(jiān)理過程中的監(jiān)控重點和一般處理方法進行探討。
1 坍孔
在鉆孔過程中,如果出現(xiàn)鉆孔內水位突然下降,孔口冒細密的水泡,出渣明顯增加,而進尺慢或停止,就表示有坍孔。一旦坍孔,鉆孔就無法進行,易造成掉鉆,埋鉆事故。
1.1 引起坍孔的原因
(1)在松軟砂層中成孔速度太快,泥漿護壁來不及形成泥膜,泥漿濃度和密度不足,起不到可靠的護壁的作用。(2)護筒深度不夠,下端孔口處過于軟弱,在孔內水壓力下產(chǎn)生漏水。(3)鉆機直接觸及護筒,由于振動使孔口坍塌。(4)水頭太大,使孔壁滲漿或護筒底形成反穿孔,清孔操作不當,供水嘴直接沖刷孔壁,清孔時間過久或清孔后停頓時間過久。(5)施工過程中鉆錐升降不平穩(wěn),來回擺動碰撞孔壁,沖擊鉆孔時沖程過高,鉆錐強烈振動;清孔排渣時鉆錐起落位置離空口位置太近,對孔壁造成振動沖擊;鋼筋籠吊放時頂撞孔壁等操作不當引起坍孔。
1.2 監(jiān)理控制重點
(1)督促施工單位提高泥漿質量,選用相對密度、粘度、膠體率較大的泥漿,如果鉆孔土質是粉質砂土或亞粘土應增加粘土來制漿;(2)增加護筒的埋置深度,使護筒底端不漏漿,確保孔內水壓力大于孔外,增加孔壁側壓力。(3)清孔時要保證孔內必要的水頭高度。供水管最好不直接插入鉆孔中,應通過水槽或水池使水減速后流入鉆孔中,可免沖刷孔壁。(4)為避免鉆孔觸動孔壁周圍的土壤,在施工中施工人員要嚴格按施工規(guī)范進行施工,經(jīng)常校正鉆機的中心位置和垂直度,確保鉆機垂直鉆進,避免在鉆孔時觸動孔周圍的土壤。同時,鋼筋籠沉放應選用吊機垂直沉放,避免碰撞孔壁。
1.3 處理方法
(1)如果發(fā)生的孔口坍孔能用加大泥漿濃度來控制水位差,能使孔壁不再坍塌即可;如果不能停止時,當發(fā)生孔口坍塌時,可立即拆除護筒并立即回填鉆孔,重新埋設深埋護筒,并將護筒周圍土夯實填密實重新鉆孔。(2)如果發(fā)生孔內坍孔時,回填砂和粘土混合物,待回填物沉積密實后再進行鉆進。
2 縮孔
產(chǎn)生孔徑小于設計孔值現(xiàn)象稱為縮孔,縮孔產(chǎn)生鋼筋籠保護層過小及降低樁承載力的質量問題。
2.1 引起縮孔原因
(1)鉆機補焊不及時,嚴重磨損的鉆錐鉆出的比設計樁徑稍小。(2)鉆進土層中有軟粘土,遇水膨脹后使孔徑縮小。(3)清孔不徹底,泥漿中含泥塊較多,在加上終灌拔管過快,引起樁頂周邊夾泥,導致保護層厚度不足。(4)孔中水頭下降,對孔壁靜水壓力減小,導致局部對孔壁土層失穩(wěn)坍塌,造成樁身夾泥或縮徑。
2.2 監(jiān)控重點
(1)經(jīng)常檢查鉆具尺寸,并督促施工單位及時補焊或更換鋸齒,有軟素土時,采用失水率小的優(yōu)質泥漿。(2)清孔時,要做到清渣而不清泥,防止清孔后澆的混凝土過程中局部坍孔,導致縮徑產(chǎn)生。
2.3 處理方法
如果產(chǎn)生縮徑,采用鉆具上、下反復掃孔的方法來擴大孔徑。
3 斷樁
斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中,泥漿或砂礫進入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔開使混凝土變質或截面受損,從而使樁不能滿足受力要求。
3.1 形成原因
(1)首灌混凝土量不足,不能埋注導管底部,從而形成斷樁。(2)混凝土坍落度過小或石料粒徑過大,導管直徑過小堵管,當處理不好不得不提導管時形成斷樁。(3)導管口滲漏使泥漿進入導管。(4)導管埋置深度不足,拔導管時,導管底脫離混凝土面,形成斷樁。
3.2 監(jiān)控重點
(1)一定要復核首灌混凝土的量是否準確。(2)對拌制混凝土的粗集料要控制好,最大粒徑不得超過40mm,不得大于導管內徑的1/6~1/8,選擇合理內徑的導管。(3)對混凝土灌注所用的導管,應督促承包人做密水承壓和接頭抗拉試驗,以防導管漏氣。(4)在灌注混凝土的過程中,嚴格控制導管埋置深度2m~6m。
3.3 處理方法
(1)斷樁后能提鋼筋籠的迅速提出鋼筋籠,用沖擊鉆將已灌注的混凝土沖碎,重新灌注新混凝土。(2)斷樁在地表以下5m~10m之內的,可開挖再接樁。(3)斷樁在無條件進行現(xiàn)場處理或無法處理的,可報告設計單位,由設計單位提出補樁方案,在原樁兩側補樁。
4 鉆孔偏斜
現(xiàn)場鉆成的樁孔,垂直度不豎直,傾斜度不符合要求或樁位偏離設計樁位等稱為鉆孔偏斜。會使鉆孔灌注樁施工時鋼筋籠難以吊入,以造成樁的承載力小于設計要求。
4.1 形成原因
(1)樁機本身未豎直,平臺未水平。(2)擴孔較大處鉆頭擺動偏向一方。(3)鉆機產(chǎn)生不均勻沉降。(4)鉆桿彎曲,接頭不正。(5)在鉆孔過程中遇大孤石或探頭石。
4.2 監(jiān)控重點
(1)檢查鉆桿、鉆架的垂直度,不符合要求,及時調整。(2)加大樁機支撐面積,使樁機穩(wěn)固,并保證樁機水平臺水平。(3)嚴格要求按規(guī)范要求配備鉆桿。
4.3 處理方法
在偏斜處鉆頭上下反復掃孔,使孔正直。
5 樁底沉渣過多
經(jīng)過一段時間孔內沉渣沉淀后,孔內標高已達不到設計標高
5.1 形成原因
(1)泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起。(2)沒有及時觀察土層的狀況,造成局部泥漿同土層不相適應,并沒有及時調整泥漿成分,造成孔壁坍塌。(3)未進行二次清孔或清孔不干凈。(4)鉆孔完畢后,用檢孔器檢查時,強行放下,或鋼筋籠吊放過程中碰撞孔壁使泥土塌落樁底。(5)清孔后,待灌時間太長,導致泥漿沉積。
5.2 監(jiān)控重點
(1)檢查泥漿比重以及孔底沉渣厚度。(2)檢查鉆孔深度
5.3 處理方法
(1)使用性能較好的泥漿,控制泥漿的比重和粘度,不要用清水進行置換。(2)下放鋼筋籠后,檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,則應利用導管進行二次清孔。
6 鋼筋籠上浮
在灌注混凝土時,鋼筋籠固定不住,出現(xiàn)往上浮起的現(xiàn)象。
6.1 形成原因
(1)當混凝土灌注到鋼筋籠下,若此時提升導管,導管底端距鋼筋籠僅1m左右的距離,由于澆筑的混凝土自導管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠上浮。(2)由于混凝土灌注自鋼筋籠且導管埋深較大時,其上層混凝土因澆筑時間較長,已近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上,混凝土在導管流出后將以一定速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。
6.2 監(jiān)控重點
(1)灌注混凝土過程中,應隨時掌握混凝土澆筑標高和導管埋深,當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時,應及時將導管提自鋼筋籠底端以上。(2)當發(fā)現(xiàn)鋼筋籠上浮時,應立即停止?jié)仓?,并準確計算導管埋深和已澆混凝土標高,提升導管后再進行澆筑,上浮現(xiàn)象即可消除。
6.3 處理方法
發(fā)現(xiàn)鋼筋籠有上浮跡象時,可適當加壓,以防止繼續(xù)上浮。
7 結束語
由于各工程的情況不同,施工人員的操作水平差異,工程條件優(yōu)劣,設備完好不同等主客觀條件不一樣,這些質量問題往往使成樁難以滿足設計要求,且補救困難,不能完全通過事后檢查來判斷存在的問題,必須加強施工準備、成孔、清孔、下鋼筋籠、灌注水下混凝土等施工全過程中各環(huán)節(jié)的質量監(jiān)控,采取各種有效預防措施,才能保證或提高鉆孔灌注樁的成樁質量。
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