許 敏 (合肥市軌道交通集團有限公司,安徽 合肥 230000)
堵管作為CFG樁作業(yè)中較為常見的施工問題,其往往為多種原因所致:①混凝土配合比設(shè)計不合理,沒有充分考慮集料的摻入量和性能,以致影響混凝土的和易性與密實度而出現(xiàn)堵管;②混凝土拌和不規(guī)范,拌和時間沒有控制好,拌和不充分,坍落度控制不嚴,其中,坍落度過小容易導(dǎo)致混合料流動性差而堵管,坍落度過大易致使混凝土出現(xiàn)離析,骨料下沉、漿液上浮,密度大的骨料增加了管道的摩擦力進而造成堵管;③設(shè)備結(jié)構(gòu)存在缺陷或清洗不到位,例如死彎的彎頭、軟管彎曲半徑太小,或是輸送管清洗不及時、不徹底,超過一定時間會導(dǎo)致管壁混凝土形成硬結(jié)塊,不僅影響砂漿流動增加堵管幾率,而且還會造成設(shè)備損耗;④沒有充分考慮季節(jié)性施工因素,夏、冬季節(jié)施工對溫度要求不同,冬季時沒有做好保溫工作,致使泵送管道或彎頭位置的混凝土易凍結(jié)而堵管,或夏季高溫時段沒有做好降溫措施等,也會導(dǎo)致混凝土混合料出現(xiàn)速凝而造成堵管。
澆筑過程中泵送混凝土過快,沒有及時提管,導(dǎo)管越埋越深無法拔出,或澆筑時未按要求上下提拔活動導(dǎo)管,以致已澆筑在底部的混凝土發(fā)生初凝,導(dǎo)管與混凝土之間形成合力,摩阻變大而導(dǎo)致導(dǎo)管拔出困難,如若強行拆管極易引起導(dǎo)管發(fā)生斷裂。
①在鉆進過程中,因操作不當(dāng)或者樁距過近導(dǎo)致鉆頭碰撞或者擠壓到臨近樁體,進而發(fā)生樁體出現(xiàn)斷裂的情況;②挖掘設(shè)備操作不規(guī)范,以致基樁受到過大擾動,從而導(dǎo)致受剪力作用發(fā)生斷樁,或成樁后開挖樁間土、破除多余樁頭時,成品樁體保護措施不當(dāng)導(dǎo)致樁體被挖斷或者折斷;③在澆筑混凝土的過程中,提管速度過快,導(dǎo)致混凝土沒有逐段泵送到位,中間形成斷層,或者是泵送量過小、間隔時間過長,以致混凝土沒有較好的粘合;④在混凝土運輸過程中,因運距過長、交通不暢而導(dǎo)致混凝土工作性能變差,或兩次建筑的間歇時間過久,先澆筑混凝土發(fā)生初凝而形成斷層,上述情況均有可能致使出現(xiàn)斷樁。
在高壓塑性淤泥層、承壓水砂土層、飽和粉土及粉細砂層中進行CFG樁施工時,在進行鄰近樁基的施工時,隨著鉆機的不斷鉆進,鄰近的已打樁頂出現(xiàn)下沉,且在完成新樁基混凝土的灌注作業(yè)后,已發(fā)生下沉樁基有所回升,此種兩個鄰近樁基的連通現(xiàn)象即為竄孔。如若竄孔發(fā)現(xiàn)不及時或未采取有效措施,往往會導(dǎo)致出現(xiàn)樁基標高與設(shè)計不符或樁身夾泥等質(zhì)量缺陷。出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因主要是鄰近樁基施工時,剪切振動造成飽和粉土土層液化,并在提鉆時提拔吸力的作用下致使孔內(nèi)出現(xiàn)真空,兩樁間液化的土層向新打樁基處流動而形成竄孔。
樁身夾泥主要是樁身內(nèi)部存在泥土夾層,從而導(dǎo)致樁身截面積變小或出現(xiàn)斷層。導(dǎo)致樁身出現(xiàn)夾泥的原因主要是在軟弱淤泥土層、流塑砂層等地質(zhì)條件下施工時,導(dǎo)管提升速度過快、大粒徑骨料堵管或混凝土流動性差等原因,在提升導(dǎo)管后混凝土流出過緩,導(dǎo)致周圍流動性較好的流塑性土體流入樁身而出現(xiàn)樁身夾泥或夾砂。
①根據(jù)混凝土配比設(shè)計及試樁配比參數(shù)進行混凝土配制,CFG樁澆筑用混凝土坍落度盡量低一些,易控制在18~20cm,以確?;炷帘3州^好的流動性和可泵性。其次,施工用骨料多采用卵石或級配良好的碎石,骨料最大粒徑應(yīng)<30㎜,以保證澆筑作業(yè)時骨料能順暢通過導(dǎo)管。另外,混凝土應(yīng)充分攪拌均勻,攪拌時間應(yīng)>100s,可結(jié)合施工實際摻入適量細度小的粉煤灰,從而在確保不影響混凝土整體性能的前提下,減少混凝土離析和泌水等問題。②現(xiàn)場澆筑時,如遇到混凝土流動性過小而導(dǎo)致泵送較為困難的,可結(jié)合施工實際添加適量泵送劑,以確?;炷翢o論在變徑管、彎管還是柔性管等情況下均能夠順利通過。③對于泵送管道的彎頭選擇,須考慮彎頭曲率半徑合理、充分,且彎頭的連接位置處不得存在死彎;其次,輸送管選用軟管時,彎曲半徑應(yīng)>1m,輸送管道連接方式應(yīng)合理。此外,每次施工前及施工完畢后均需對管道進行沖洗,尤其是建筑工程搶抓進度,長時間或者夜間施工較多,操作工人易疲憊而有懈怠,需要做好跟進提醒,不留隱患。④制定季節(jié)性施工方案,冬季寒冷季節(jié)施工時,做好設(shè)備尤其是輸送管及細小部位混凝土的保溫防凍工作,不施工時做好覆蓋,施工時可用加熱的方式增加混凝土出口時的溫度,但需要注意控制好水溫<60℃,防止水溫過高而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)早凝。夏季炎熱季節(jié)施工時,應(yīng)做好混凝土的降溫,防止溫度過高混凝土早凝而造成堵管。
①混凝土泵送過程中,須嚴格控制泵送速度與提管時間,待泵送混凝土充滿鉆桿芯后再逐漸緩慢提鉆,即混凝土壓蓋一點,提鉆一點,全程保持同步,對于混凝土灌注量大且強度等級較高時,可摻入適量緩凝劑,延長混凝土的初凝時間,防止混凝土早凝而造成埋管;②混凝土澆筑施工過程中須嚴格控制導(dǎo)管埋設(shè)深度,確保導(dǎo)管埋入混凝土內(nèi)的深度不得超過8m,可控制在2~6m 之間,以免埋深過大而導(dǎo)致出現(xiàn)埋管,這就需要相應(yīng)技術(shù)人員應(yīng)做好澆筑施工中的及時跟進量測,做好量測記錄與數(shù)據(jù)分析,長時間澆筑須經(jīng)?;顒犹嵘龑?dǎo)管,以免底部混凝土初凝而造成埋管;③對于已經(jīng)出現(xiàn)埋管的情況時,可借助吊車、挖機等設(shè)備緩慢試拔導(dǎo)管,若試拔不動且混凝土未初凝的,可于已灌注混凝土內(nèi)插入一節(jié)護筒,然后吸掉混凝土表面泥漿,并派專業(yè)潛水工在水下沿混凝土面將導(dǎo)管切斷,然后拔出護筒并重新灌注,且該樁斷層間應(yīng)按要求進行補強處理。
①施工前須提前畫好樁體位置,做好警示標識,適當(dāng)增加樁距,樁距過近時采用間隔打樁方式,或者分批打樁方式,防止互相影響擾動。如存在地下水過于豐富等問題,要及時召集專家論證,制定合理的解決方案。②對樁頭切割和樁間土清理時,一般使用小型機械設(shè)備,靠近樁體位置要謹慎,盡量使用專用切割設(shè)備操作。對置換土要預(yù)留一部分,采用小型機械挖除。已經(jīng)完成的樁體區(qū)域做好圍擋、遮蓋,插立標志標識,防止大型、重型機械設(shè)備進入碾壓,運輸?shù)缆窇?yīng)遠離樁體,防止碰傷、碰斷。③加強項目調(diào)度監(jiān)管,確保施工工序合理,前后場銜接順暢,混凝土泵送時要確保泵送管道順暢,施工過程中,要連續(xù)作業(yè),不能中斷。建筑工程場地一般較小,施工便道等運輸?shù)缆份^窄,要合理調(diào)度混凝土,自拌混凝土要調(diào)度好罐車,商品混凝土要提前溝通協(xié)調(diào),保證充足供應(yīng)量,確保運輸?shù)缆讽槙?,各類施工設(shè)備不發(fā)生互相干擾。④混凝土必須滿足質(zhì)量要求,強度要達到設(shè)計值,施工后要按設(shè)計規(guī)范做好養(yǎng)生,不能提前清土或者違反規(guī)章交叉作業(yè)。之前提到的控制提鉆速度、充分攪拌混凝土等減少堵管、埋管等情況,會有效降低斷樁現(xiàn)象。
①對于特殊地層條件下施工時,可通過加大樁間間距設(shè)計,減少新打樁基對原樁基的剪切擾動;②結(jié)合施工現(xiàn)場實際對打樁順序進行調(diào)整,綜合考慮土層性質(zhì)和樁間距離,一般采用連續(xù)施打或間隔跳打兩種施打方式,其中,對于含水量較大的飽和土或樁間距較小的情況下采取隔樁跳打;③對鉆頭進行改良,提升鉆進速度,以減少鉆進過程中對土體剪切擾動導(dǎo)致土體液化而造成的竄孔;④對于易出現(xiàn)竄孔的施工場地,應(yīng)及時對鉆處的棄土進行清理,以便觀測樁頂?shù)南鲁燎闆r并及時作出應(yīng)對,在條件允許的情況下,可兩孔同時灌注施工。
首先,在進行混凝土灌注時,應(yīng)嚴格控制導(dǎo)管的埋入深度,使導(dǎo)管埋入混凝土的深度始終保持在2~12m,以免埋深過淺導(dǎo)致混凝土沖破隔離層而造成泥砂裹入混凝土內(nèi),防止埋深過深而導(dǎo)致混凝土灌注困難;其次,導(dǎo)管提拔時速度不宜過快,應(yīng)控制與混凝土的灌注速度保持同步,避免導(dǎo)管拔出過快與混凝土灌注面出現(xiàn)空隙而導(dǎo)致流動性好的流塑性土體流入形成夾泥;另外,嚴格控制混凝土骨料粒徑與坍落度,避免骨料粒徑過大堵住導(dǎo)管,確?;炷辆哂辛己玫牧鲃有耘c和易性,防止混凝土離析骨料下沉堵管裹入泥漿;此外,加大首盤混凝土灌注量,確保首盤灌注后的導(dǎo)管埋深>1.5m,以促使首盤混凝土灌注后能夠作為隔離層使后續(xù)混凝土灌注時平穩(wěn)上升。
作為時下被廣泛運用至軟基加固處治中的常見樁基形式,CFG樁的成樁工藝更加簡單、施工工期更短、施工難度與造價成本更低且污染更小、更加環(huán)保。但尺有所短,該工藝亦有其不足短處。為確保軟基加固成效,相應(yīng)施工、監(jiān)管人員務(wù)須對CFG樁施工全程給予全面管控,嚴格依設(shè)計規(guī)范、施組設(shè)計、專項方案開展作業(yè)施工,抓好細節(jié)、抓好關(guān)鍵,提前規(guī)避、防范問題隱患,及時、妥當(dāng)處置突發(fā)狀況,進而為創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)工程、精品工程夯牢根基。