摘 要:介紹了混凝土灌注樁在施工過程中的質量保證措施,并根據實際施工中出現的混凝土灌注樁缺陷與防治措施進行了闡述,使混凝土灌注樁施工質量進一步提高。
關鍵詞:混凝土灌注樁,質量控制,缺陷與防治措施
中圖分類號: TU473. 1 文獻標識碼:A
鉆孔灌注樁作為一種基礎承載結構和地基支撐的構造形式是施工建設中應用比較普及的技術內容,是一種有效的地基處理方式。近年來在公路工程中被廣泛應用于橋梁修建中,但是鉆孔灌注樁作為隱蔽工程,其內部質量無法觀察,成樁后進行開挖驗收,因費用和工期所限都不現實。因此,一般在施工中都把它當作一項關鍵性工程看待,并選用過硬的施工技術隊伍,加強施工質量過程管理,把握和分析施工過程中可能會發生的問題,在施工過程中嚴把質量關,將一切不良隱患消除在成樁之前。下面就鉆孔灌注樁施工過程中的質量控制及樁的缺陷與防治措施談一些施工體會和經驗。
1 成孔質量的控制
1) 隔孔施工程序。鉆孔灌注樁是先成孔,然后在孔內成樁。成孔階段是依靠泥漿來平衡的,且在進行鉆孔灌注樁施工時會使周圍的土體松動。故采取較適應的樁距對防止坍孔和縮頸是一項穩妥的技術措施。
2) 孔的垂直度。鉆孔灌注樁的垂直度是保證基礎承載力和圍護結構穩定性、建筑尺寸準確性的重要一環。產生斜孔或彎曲狀孔的原因主要是:a. 鉆機安裝就位穩定性差,鉆機作業時振動或鉆桿彎曲所致;b. 地面軟弱或軟硬不均勻時;c. 土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其他硬物等情形。對于這些情況,施工前必須認真做好準備,首先將場地夯實平整,軌道枕木宜均勻著地;在不均勻地層中鉆孔時,采用自重大和鉆桿剛度大的鉆機。進入不均硬層、斜狀巖層和碰到孤石時,鉆速要打慢檔;另外安裝導正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。
3) 確保成孔深度。鉆孔的深度是否達到設計要求,往往也影響灌注樁的承載力。在施工過程中自然地面的標高會發生一些變化,為準確地控制鉆孔深度,在樁架就位后及時復核底梁的水平標高和樁具的總長度并做好記錄,以便在成孔后根據鉆桿在鉆機上的留出長度來校驗成孔達到深度。
4) 泥漿的制備和清孔。清孔則是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態,再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔,最終將樁孔內的沉渣清干凈。從泥漿在混凝土鉆孔樁施工中的護壁和清孔作用可以看出,泥漿的制備和清孔是確保鉆孔灌注樁質量的關鍵環節。根據鉆孔灌注樁所處的不同地質條件。在鉆孔灌注樁施工過程中必須嚴格進行工藝控制,不能就地取材,選用高塑性粘土或膨潤土拌制泥漿,并根據施工機械、工藝及穿越土層的條件進行配合比設計。灌注樁成孔至設計標高,應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續小于1. 10～1. 20 ,測得孔底沉渣厚度小于50 mm ,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放混凝土導管。
2 鋼筋籠質量控制
1) 鋼筋籠制作質量。鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料,然后進行取樣試驗,合格后方可進行鋼筋籠制作施工。同時,還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上,由于吊環長度隨底梁標高的變化而改變,所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度,以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。
2) 鋼筋籠吊放。在鋼筋籠吊放過程中,應逐節驗收鋼筋籠連接焊縫的質量,對質量不符合規范要求的焊縫、焊口則要進行補焊。在下放時應對準孔位中心,一般采用正、反旋轉緩慢地逐步下沉。
3 混凝土澆筑質量控制
1) 為確保成樁質量,要嚴格檢查驗收進場原材料質保書(水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告) ,如發現實樣與質保書不符,應立即取樣進行復查,對不合格的材料(如水泥、砂、石、水質) ,嚴禁用于混凝土灌注樁。
2) 水下混凝土施工級配比設計提高一級,坍落度為18 cm～22 cm ,擴散度為34 cm～38 cm ,導管應離孔底0. 5 m ,混凝土初灌量必須保證能埋住導管0. 8 m～1. 3 m ,導管內放置隔水橡皮球膽。
3) 由于灌注樁不能象上部結構施工那樣逐層振搗,而且存在一定的混凝土灌入阻力,在灌注混凝土時必須克服很大的灌入阻力以保證混凝土樁身的質量,所以最好采用大體積混凝土沖擊灌注法。每一斗灌注要將2 m3～3 m3 混凝土在大斗中積蓄夠量,出料口直接插入導管,然后打開活門一次連續沖擊下去。其優點是:a. 功能大、沖擊力強。在巨大的沖力作用下,混凝土的向上頂升力和側向擠壓力就有了保證,樁的摩阻力和樁身混凝土密實性都可得到保證;b. 首斗混凝土灌注沖擊力大,沉渣、沉淤被濺開,樁端與持力層能較好地結合,確保端承力的發揮;c. 灌注時間短,樁身段骨料分布均勻,樁身段強度得到保證。
4 混凝土灌注樁缺陷及防治措施
4. 1 樁底地基承載力不足
原因:樁端沒有支承在持力層上面。
防治措施:這種情況一般出現在復雜地層,這種地層一般最好取芯檢驗,如不能孔孔取芯,要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進情況(一般鉆進至微風化巖時,鉆頭不蹩鉆,主動鉆桿振動不很厲害,鉆進聲音感覺較好) 、工程地質資料進行綜合考慮。
4. 2 縮頸(孔徑小于設計孔徑)
原因:塑性土膨脹。
防治措施:成孔時,應加大泵量,加快成孔速度,快速通過,在成孔一段時間,孔壁形成泥皮,孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹,如出現縮頸,采用上下反復掃孔的辦法,以擴大孔徑。
4. 3 樁底沉渣量過大
原因:檢查不夠認真,清孔不干凈或沒有進行二次清孔。
防治措施:1) 認真檢查,采用正確的測繩與測錘;2) 一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥漿性能、延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規范要求,應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行,準備一個清孔接頭,一頭可接導管,一頭接膠管,在導管下完后,提離孔底0. 4 m ,在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點:及時有效保證樁底干凈。
4. 4 鋼筋籠上浮
原因:1) 當混凝土灌注至鋼筋籠下,若此時提升導管,導管底端距離鋼筋籠僅有1 m 左右的距離時,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) 由于混凝土灌注過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底部以上,混凝土在導管流出后將以一定的速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。
防治措施:1) 灌注混凝土過程中,應隨時掌握混凝土澆筑標高及導管埋深,當混凝土埋過鋼筋籠底端2 m～3 m 時,應及時將導管提至鋼筋籠底端以上;2) 當發現鋼筋籠開始上浮時,應立即停止澆筑,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,上浮現象即可消除。
4. 5 樁身混凝土強度不足
原因:混凝土遭受孔內水的危害,引起砂漿稀釋,砂石下沉,嚴重破壞混凝土的強度。
防治措施:1) 對于孔內有地下水,水位低、水量小的樁孔,在澆搗時把混凝土拌均,水抽干,可以采用串筒迅速澆搗,但是在水位以下部分,必須調整混凝土配合比,適當減少用水量并增加水泥用量等;2) 對于水位高、出水量大的樁孔,在水位下必須采用水下混凝土配合比與導管灌注法灌注,在水位之上,為了避免水下導管灌注通病樁身上部混凝土強度低,則可采用簡單串筒澆搗,但是水必須抽干,泥漿、浮漿要清除干凈,兩種不同方法施工的交接層,用插搗器穿過反復插搗。
5 結語
鉆孔灌注樁的整個施工過程屬隱蔽工程項目,質量檢查比較困難,加強樁基工程檢測是一種手段,要保證鉆孔灌注樁的施工質量,其關鍵還在于人。強調現場管理人員要有高度責任心,以防為主,所采取的施工工藝是否適合于施工的實際情況,針對實際施工現場情況采取一定的質量保證措施。對樁基各個施工環節要充分重視并精心施工,掌握施工過程實際情況與施工記錄,認真做好成孔記錄與灌注記錄,分析記錄中出現的機械故障及孔內異常情況、事故等,并進行推斷,及時消除隱患。只有這樣,混凝土灌注樁的質量控制才能得到保證。
參考文獻:
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