浅谈钻孔灌注桩施工质量问题及处理措施
本文阐述了钻孔灌注桩基础施工质量的影响因素,并根据实际施工经验,就其预防和控制措施进行探讨。
【关键词】 钻孔灌注桩;施工质量;控制措施
钻孔灌注桩系地下室隐蔽工程,影响其质量的因素较多,而且控制难度较大,若忽视其质量可能产生事故,造成经济损失和工期延误。
本人根据从事灌注桩工程施工的经验和体会,针对水下砼灌注中的堵管、钢筋笼上浮、桩身♋缩径、断桩等质量问题,就有关预防和处理的控制措施进行探讨。
1、 导管堵塞
在灌注砼开始或过程中都有可能发生堵管现象,主要原因一般有以下几种:
(1)、导管变形,影响隔水塞通过。
(2)、制作的隔水塞不符合要求,直径过大卡住导管;或直径过小,灌注砼离析,粗骨料进入隔水塞和导管内壁之间卡住。
(3)、初灌时因导管下端距孔底间隙太小,砼流动不畅而堵管。
(4)、拌和砼离析严重,或灌注过程中导管漏水,砼受水冲洗后离析,粗骨料集中在一起而堵管。
(5)、拌和砼坍落度过小,流动性差,或因停电等原因暂停时间过长,使砼在管内停留时间过长而失去流动性,从而产生与管壁较大的摩阻力而堵塞导管。
(6)、灌注时间过长,表层砼已过初凝时间,开始硬化。
为了防止情况(1)和(2)的发生,隔水塞应制作规范,组装导管时要仔细认真检查导管内壁有无局部凹凸,导管出口是否向内翻转,即检查导管连接处密封用的橡皮垫是否突出内壁。
为了防止情况(4)和(5)的发生,应严格控制粗骨料规格、砼坍落度和拌和时间,保证砼的质量。
为了防止情况(6)的发生,应尽量缩短灌注时间,若暂停灌注,应在保证埋管深度的前提下经常上下小范围内提动导管,以免砼失去流动性而堵塞导管。
一旦出现堵管,要具体分析其发生的原因。若由于砼质量、隔水塞等原因堵管,可用粗长钢筋或竹竿疏通管内砼,用铁锤敲振导管处理。若由于导管底部距孔底偏小,砼流动不畅发生堵管,可将导管慢慢提升1m左右进™行抖动,待砼流动后,再将导管下降0.5-0.7m。若上述方法均无效时,应及时拔出导管,重新下设并按处理断桩的方法处理。
2、 钢筋笼上浮
造成钢筋笼上浮的原因如下:
(1)、砼质量差。易离析的、初凝时间不够的、坍落度损失大的砼,ฆ都会使混凝土面上升至钢筋笼底端,钢筋笼难以插入砼而造成上浮,有时砼上面已升至钢筋笼上一定高度时,表层砼开始发生初凝结硬,也会携带钢筋笼上浮。
(2)、钢筋笼孔口固定不牢,未用电焊进行固定。
(3)、提升导管过猛,不慎挂住钢筋笼造成上浮。
(4)、砼面到达钢筋笼底部时,导管埋深过浅,灌注量过大,砼对钢筋笼的上冲力过大。
预防钢筋笼上浮,关键是要严格细致地下好钢筋笼,并将其牢固地绑扎或点焊于孔口。下放导管时,应使导管顺桩孔中心位置而下。在灌注过程中,当砼接近钢筋笼下段时,要徐徐灌注砼,一般灌注速度控制在10m/h左右,以减少砼对钢筋笼向上的冲力。特别注意导管出口与钢筋笼底口不得齐平,一般导管出口要低于钢筋笼1.5m以上,或高于钢筋笼底1m以上,砼应严格按配合比配制,灌注要连续进行,并保证在首批初凝时间内完成整根柱的全部灌注工作。
3、 桩身缩径
造成桩身缩径的原因如下:
(1)、孔壁粘土的侵入,或地层承压水对桩周砼的侵蚀。
(2)、灌注过程中孔壁拥塌。
(3)、砼严重稀释。
此类问题一般在灌注作业时不易被发现,因此要注意预防。
下放钢筋笼必须孔口扶正,慢慢放入,避免挂拖孔壁引起塌孔。钢筋笼下放完毕检查孔底沉渣情况,发现沉渣突然增多,则表明孔壁有失稳垮塌现象,应换用相对密度为1.5-1.7的稠泥浆护壁,防止进一步塌孔。灌注时如发现孔口返水颜色突然改变,并夹有大量的泥土粗砂返出,说明孔内出现了塌孔现象,应停止灌注作业,探测孔内砼面位置,分析塌孔原因,并提出导管,换用干净泥浆清孔,排出坍落物,护住孔壁,重新成孔进行成桩。砼灌注完成后,经验桩发现桩身缩径,如位置较浅,则直接开挖对缩径部位施工补救,如位置较深,且缩径严☠重,则应考虑补桩。
4、 断桩或夹层
断桩是指桩身砼在某一部位出现不连续或某一部位的砼严重变质,致使整根桩承载力大幅度下降,甚至不能使用,是严重的质量事故。产生断桩的原因如下:
(1)、灌注时测深不准或计算错误将导管提升过高,以致导管底部脱离砼层。
(2)、灌注作业因故中断过久,表层砼失去流动性,而继续灌注的砼顶破表层而上升,将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹,形成断桩。
(3)、灌注过程中,砼堵管或导管严重漏水,不得不将导管拔出。
(4)、突然停电,机械故障或突降暴雨等无法预测的情况发生,使中途停顿时间过长,不得不将导管提离砼而形成断桩。
对断桩事故关键在于预防。灌注前要对各个作业环节和岗位进行认真检查,制订有效的预防措施。灌注中严格遵守操作规程,保证灌注作业连续紧凑,有条不紊;反复细心探测砼面,并用理论方法计算出砼面高度,比较后取砼面低的作为拆卸导管的标准。导管提升应匀速、平稳,慢慢起升。控制灌注时间在适当的范围内。要保证设备的正常工作,并有备用设备;灌注前通知配电部门,保证灌注时供应用电;要注意天气预报,合理安排灌注的时间。
当灌注过程中导管因上述原因形成断桩,如混杂泥浆的砼层不厚,能将导管插入并穿透此层到达完好的砼内时,则重新插入导管。但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。由于不可能将导管内的水完全抽干,续灌的砼配合比应增加水泥量,提高稠度,以后的砼可恢复正常的配合比。若砼面在水面以下不很深,且尚未初凝时,可在导管底部设置隔水塞,将导管重新插入砼内,导管上面再加重量,以克服水的浮力,导管内装满砼后,稍提导管,利用砼自身重力将底塞压出,然后继续灌注。
断桩位置较深,断桩处承受的弯矩不大,且断桩处以上已灌注砼时,可用压浆补强的方法处理。做法是:
(1)、先用小型钻孔机沿桩身钻一探孔,探明断桩位置,另在探孔不远处,再沿桩身钻一孔。一个用作进浆孔,另一个用作出浆孔,孔深要求达到补强位置以下至少1m。
(2)、用♡高压水泵向一个孔内压入清水,压力不宜小于0.5-0.7Mpa,将夹泥和松散的砼碎碴从另一个孔中冲出来,直到排出清水为止。
(3)、用压浆泵压浆,第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆(宜用42.5级水泥),进浆管应插入钻孔1m以上,用麻絮填塞进浆管周围,防止水泥浆从进浆口冒出,等孔内原有清水从出浆口压出后,再用水灰比为0.5的浓水泥浆压入。为使浆液得到充分扩散,应压一阵,停一阵,当浓浆从出浆口冒出时,停止压浆,用碎石将出浆口封填,并用麻袋堵实。
(4)、最后用水灰比0.4的水泥浆压入,并增大灌浆压力至0.7-0.8Mpa,稳压闷浆20-25min,压浆工作即可结束。待水泥浆硬化后,应再作一次钻孔取芯,检查补强效果,如断桩、夹泥情况排除,检验合格后,方可交付使用。
5、结束语
钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,因此施工单位在施工中应加强管理,采取科学的施工方案和切实可行的备用备用方案。只有严格按照规范、规程操作,加强监督检测,才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。对已出现问题的桩基,应掌握详尽而准确的现场资料,及时组织专家会诊,制定安全可靠而又经济的处理方案。
参考文献
[1] 陈仲颐,叶书麟. 基础工程学. 北京:中国建筑工业出版社,1995.
[2] 港口工程嵌岩桩设计与施工规程(JTJ285-2000).
[3] 港口工程灌注桩设计与施工规程(JTJ248-2001).