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鉆孔灌注樁樁身施工中產(chǎn)生的問題與防治
[摘要]筆者通過多年工作經(jīng)驗,并了大量資料,探討了鉆孔灌注樁樁身施工中某些施工產(chǎn)生的問題,并分析了原因,提出了防治對策。[關(guān)鍵詞]鉆孔 灌注樁 問題 防治
一、鉆孔灌注樁樁身施工前的準(zhǔn)備工作
1.材料質(zhì)量要求。(1)粗骨料:應(yīng)采用質(zhì)地堅硬的卵石、碎石其粒徑宜用15～25mm。卵石不宜大于50mm,碎石不宜大于40mm。含泥量不大于2%,無垃圾及雜物。(2)細(xì)骨料:應(yīng)選用質(zhì)地堅硬的中砂,含泥量不大于5%,無垃圾、草根、泥塊等雜物。(3)水泥:宜用32.5級或42.5級的普通硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥,使用前必須查明其品種、強(qiáng)度等級、出廠日期,應(yīng)有出廠質(zhì)量證明,到現(xiàn)場后分批見證取樣,復(fù)試合格后才準(zhǔn)使用。
2.成孔前準(zhǔn)備工作。用作樁基的工程樁施工前應(yīng)做試成孔,試成孔數(shù)每個場地不應(yīng)少于二個。用試成孔核對地質(zhì)資料,檢驗所選的設(shè)備、機(jī)具、施工工藝及技術(shù)要求是否合適。如滿足設(shè)計要求時,試成孔的泥漿密度,通過不同地層選用的鉆速、鉆壓,鉆頭直徑、形式等施工工藝參數(shù)即為施工時選擇工藝參數(shù)的依據(jù)。成孔要求:(1)機(jī)具就位平整垂直,護(hù)筒埋設(shè)牢固并且垂直,保證樁孔成孔的垂直。(2)要控制孔內(nèi)的水位高于地下水位1.0m左右,防止地下水位高后上起坍孔。(3)發(fā)現(xiàn)輕微坍孔的現(xiàn)象應(yīng)及時調(diào)正泥漿的比重和孔內(nèi)水頭。泥漿的比重按土質(zhì)情況的不同而不同,一般控制在1.1～1.5的范圍內(nèi)。成孔的快慢與土質(zhì)有關(guān),應(yīng)靈活掌握鉆進(jìn)的速度。(4)成孔時發(fā)現(xiàn)難于鉆進(jìn)或遇到硬土、石塊等,應(yīng)及時檢查,以防樁孔出現(xiàn)嚴(yán)重的偏斜、位移等。
二、斷樁
1.產(chǎn)生的原因。(1)混凝土拌和物發(fā)行離析使樁身中斷。(2)灌注中,發(fā)生堵塞導(dǎo)管又未能處理好;或灌注中發(fā)重型導(dǎo)管卡掛鋼筋籠,埋導(dǎo)管,嚴(yán)重坍孔,而處理不良時,都會演變?yōu)闃渡韲?yán)重夾泥,混凝土樁身中斷的嚴(yán)重事故。(3)灌注時間過長,首批混凝土已初凝,而后灌注的混凝土沖破頂層與泥漿相混;或?qū)Ч苓M(jìn)水,未及時作良好處理,均會在兩層混凝土中產(chǎn)生部分夾泥漿渣土的截面。
2.防治措施。(1)導(dǎo)管要有足夠的搞拉強(qiáng)度,能承受其自重和盛滿混凝土的重量;內(nèi)徑應(yīng)一致,其誤差應(yīng)小于±2mm,內(nèi)壁須光滑無阻,組拼后須用球塞、檢查錘作通過試驗;導(dǎo)管最下端一節(jié)導(dǎo)管長度要長一些,一般為4m,其底端不得帶法蘭盤。(2)導(dǎo)管在澆灌前要進(jìn)行試拼,并做好水密性試驗。(3)嚴(yán)格控制導(dǎo)管進(jìn)而深與拔管速度,導(dǎo)管不宜進(jìn)埋入混凝土過深,也不可過淺。及時測量混凝土澆灌深度,嚴(yán)防導(dǎo)管拔空。(4)經(jīng)常檢測混凝土拌合物,確保其符合要求。
三、縮徑
1.產(chǎn)生的原因。(1)清孔不徹底,泥漿中含泥塊較多,再加上終灌拔管過快,引起樁頂周邊夾泥,導(dǎo)致保護(hù)層厚度不足。(2)孔中水頭下降,對孔壁的靜水壓力減小,導(dǎo)致局部孔壁土層失穩(wěn)坍落,造成混凝土樁身夾泥或縮頸。孔壁坍落部分留下的窟窿,成樁后形成護(hù)頸。
2.防治措施。(1)使用直徑合適的鉆頭成孔,根據(jù)地層變化配以不同的泥漿。(2)成孔施工時應(yīng)重視清孔,在清孔時要做到清渣而不表泥,預(yù)防清孔后的在澆筑的過程中局部坍塌,導(dǎo)致縮徑的產(chǎn)生。
四、樁頂局部冒水、樁身孔洞
1.產(chǎn)生的原因。(1)水下混凝土灌注過程中,導(dǎo)管埋深過大,導(dǎo)管內(nèi)處混凝土新鮮程度不同,再加上灌注過程中上下活動導(dǎo)管過于頻繁,致使導(dǎo)管活動部位的混凝土離析,保水性能差而泌出大量的水,這些水沿著導(dǎo)管部位最后灌入的、最為新鮮的混凝土往上冒,形成通道(即樁身孔洞)。(2)水下混凝土灌注過程中,混凝土傾倒入導(dǎo)管速度過快過猛,把空氣悶在導(dǎo)管中,在樁內(nèi)形成高壓氣包。高壓氣包在其自身浮力或?qū)Ч芷鸢蔚韧饬Φ淖饔孟?氣包便滯留在樁身內(nèi),最終形成樁身孔洞。另外,有一些樁在余樁截后,樁身內(nèi)殘余的高壓氣體,因通道打開而順樁身的細(xì)小縫隙釋放出來。這時常會攜帶部分遺留在氣包內(nèi)的水往上冒,出現(xiàn)“樁頂冒氣泡”的怪現(xiàn)象。(3)水下混凝土灌注時間過長,最早灌入孔內(nèi)的混凝土坍落度損失過大,流動性變差,終灌導(dǎo)管起拔后會留下難以愈合的孔洞。
2.防治措施。(1)控制導(dǎo)管的埋深,灌注過程中做到導(dǎo)管勤提勤拔。(2)混凝土傾入導(dǎo)管的速度應(yīng)根據(jù)混凝土在管內(nèi)的深度控制,管內(nèi)深度越深,混凝土傾入速度越應(yīng)放慢。在可能的情況下,應(yīng)始終保持導(dǎo)管內(nèi)混凝土,以防止樁身形成高壓氣包。實際施工中,往往因為導(dǎo)管每次起拔后管內(nèi)都會形成空管,再次灌注時,樁身形成高壓氣包就很難避免。因此,應(yīng)在灌注過程中適當(dāng)上下活動導(dǎo)管,把已形成的高壓氣包引出樁身。(3)加適當(dāng)緩凝劑,確�；炷猎诔跄巴瓿伤鹿嘧�。 五、樁頭問題
1.產(chǎn)生的原因。(1)清孔不徹底,樁頂浮漿過深過厚,影響下混凝土灌注時測量樁頂位置的精度。(2)導(dǎo)管起拔速度過快,尤其是樁頭直徑過大時,如未經(jīng)插搗,直接起拔導(dǎo)管,樁頭很容易出現(xiàn)混凝土中間高、四周低的“爛樁頭”。(3)澆筑速度過快,導(dǎo)致孔壁局部坍塌,影響測量結(jié)果。
2.防治措施。(1)認(rèn)真做好清孔工作,確保清孔完成后孔口沒有泥塊返出;在空孔較長的樁內(nèi)測量混凝土上升面時,應(yīng)控制好測量重錘的質(zhì)量。通常認(rèn)為使用5～40mm碎石混凝土?xí)r,重錘的質(zhì)量可以控制在1kg左右。在設(shè)計樁頂與地面距離<4m時,通常認(rèn)為使用竹竿通過手感測量混凝土面更直觀,精度更高。(2)混凝土終灌拔管前,應(yīng)使用導(dǎo)管適當(dāng)?shù)夭鍝v混凝土,把樁身可能存在的氣包盡量排出樁外后,以便精確測量混凝土面。也可通過導(dǎo)管插搗使樁頂混凝土攤平。
六、灌注混凝土?xí)r樁孔坍孔
灌注水下混凝土過程中,發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)泥漿水位忽然上升溢出護(hù)筒,隨即驟降并冒出氣泡,為坍孔征兆。如用測深錘探測混凝土面與原深度相差很多時,可確定為坍孔。
1.原因分析。(1)灌注混凝土過程中,孔內(nèi)外水頭未能保持一定高差。在潮汐地區(qū),沒有采取措施來穩(wěn)定孔內(nèi)水位。(2)護(hù)筒刃腳周圍漏水;孔外堆放重物或有機(jī)械振,使孔壁在灌注混凝土?xí)r坍孔。(3)導(dǎo)管卡掛鋼筋籠及堵管時,均易發(fā)生坍孔。
2.預(yù)防方法。(1)灌注混凝土過程中,要采取各種措施來穩(wěn)定孔內(nèi)水位,還要防止護(hù)筒及孔壁漏水。(2)用吸泥機(jī)吸出坍入孔內(nèi)的泥土,同時保持或加大水頭高度,如不再坍孔,可繼續(xù)灌注。(3)如用上法處治,坍孔應(yīng)不停時,或坍孔部位較深,宜將導(dǎo)管、鋼筋籠拔出,回填粘土,重新鉆孔。
七、孔位傾斜
1.原因分析。(1)樁機(jī)本身未豎直或樁機(jī)平臺不水平。(2)樁機(jī)在鉆孔過程中發(fā)生不均勻沉降。(3)在進(jìn)行超深樁作業(yè)時,樁機(jī)鉆桿太細(xì)。
2.預(yù)防方法。(1)首先要擴(kuò)大樁機(jī)支承面積,使樁機(jī)穩(wěn)固,并保證鉆機(jī)平臺水平。(2)采
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