摘 要:對橋梁鉆孔灌注樁在施工中出現的斷樁問題產生的原因,提出了預防與防治措施。
關鍵詞:橋梁 鉆孔灌注樁 質量缺陷
中圖分類號: T U 7 文獻標識碼: A 文章編號:1672-3791(2007)04(c)-0033-01
1 常見的斷樁形式及影響因素
1.1 常見的斷樁形式
從目前情況看,常見的斷樁形式一般有以四種:
⑴混凝上樁體與基巖之間被不凝固。由于導管下孔距孔底過遠或混凝上被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固而出現斷樁現象。
(2)樁身中段出現混凝土不凝體。受地下水活動的影響或濘管密封不良,沖洗液浸入使局部混凝土水灰比增大,也能產生斷樁現象。
(3)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開。在澆注混凝上時,濘管提升過多,露出了混凝土面, 或因停電、待料等原因造成夾渣, 這些問題也是產生斷樁現象的重要原因。
(4)樁身出現空洞體。原因是未采用“回頂”法灌注, 而是從孔口直接傾倒的辦法灌注混凝土,產生離析,造成凝固后不密實,個別區段產生疏松、空洞現象。
1.2 影響斷樁的因素
斷樁是由于樁基混凝土的某一部分和全部端面段泥漿浸入,破壞了樁的整體性受力形態, 形成廢樁。影響斷樁的因素是各種各樣的,但主要是由于材料、工藝不當造成的,歸納起來,這些產生因素主要有以下幾點:⑴水泥初凝時間過短; ⑵骨料粒徑偏太,砂粒中有大卵石;⑶水泥混凝土的和易性差,流動性差;⑷清孔工作不徹底;⑸導管埋得過深或過淺;⑹導管進水了;⑺由于機械故障、施工機具配置、勞動力組織不合理,致使灌注時間過長。
2 產生斷樁的原因分析
斷樁作為產生嚴重質量事故的重要原因。對于誘發斷樁的因素,我們必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時又必須準備相應的對策,預防事故的發生。一旦發生事故,就要及時采取補救措施。分析起來,斷樁產生的原因有以下幾個方面:
2.1 在灌注混凝土過程中
由于測定已灌混凝土表面標高錯誤,導致導管埋深過小,出現拔脫提漏現象,形成夾層斷樁。特別是鉆孔灌注樁后期,超壓力不大或探測儀器不精確時,易將泥漿中混合的坍土層誤認為是混凝土表面。因此,必須嚴格按照規程規定的測深錘測量孔內混凝土表面高度,并認真核對,保證提升導管不出現失誤。
2.2 在灌注過程中
導管的埋置深度是一個重要的施工指標。由于導管埋深過大,以及灌注時間過長,導致已灌混凝土流動性降低,從而增大混凝土與導管壁的摩擦力,加上導管采用已很落后且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管, 在提升時, 因為連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁。
2.3 產生卡管現象
由于人工配料的隨意性較大,如果責任心差, 造成混凝土配合比在執行過程中的誤差大, 使坍落度波動大, 拌出的混合料時稀時干。坍落度過大時會產生離析現象, 使粗骨料相互擠壓阻塞導管;由于坍落度過小或灌注時間過長,使混凝土的初凝時間縮短,加大混凝土下落阻力而阻塞導管, 都會導致卡管事故,造成斷樁。所以,要嚴格控制混凝土配合比,縮短灌注時間,這是減少和避免此類斷樁的重要措施。
2.4 坍塌
由于工程地質情況較差,施工單位組織施工時重視不夠,有甚者分包或轉包,施工者沒有經驗,在灌注過程中,井壁坍塌嚴重或出現流砂、軟塑狀質等, 造成類泥砂性斷樁。這類現象在本工程的斷樁中占有相當大的比例,較為嚴重, 而且位置深、難處理。這些都是導致工期無限延期及經濟浪費的重要因素。
2.5 特殊原因
由于導管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續進行,井中水位突然下降等因素,都可能造成斷樁。因此,認真對待灌注前的準備工作, 這對保證樁基的質量是也十分重要的。
3 斷樁的預防與處治措施
針對上述分析,我們應從預防與處治兩方面采取措施:
3.1 采取預防措施
⑴要選用初凝時間不早于2.5h 的水泥,對于樁較長,樁徑大,灌注時間較長者,可在首批混凝土中摻入緩凝劑;
⑵嚴格把好材料關,嚴格控制粗骨料最大粒徑不大于導管內徑的1/6 — 1/8 和鋼筋最小凈距的1/4,細骨料的級配選擇良好的中砂,同時注意剔除細骨料中的大卵石;
⑶最大限度地降低實際生產與試驗之間的偏差,施工過程中要及時做好材料含水量的檢測,應該做到每車集料都要過秤,采取重量比控制,保證用水量和含砂率不至產生較大偏差,保證混凝土的和易性和流動性,其坍落度控制在18cm-20cm 之間;
⑷要嚴格按規范要求進行清孔。由于孔內沉淀層厚度對于摩擦樁不大于0.5 倍的樁徑,對于柱樁不大于設計規定;泥漿的比重在1.05-1.20 之間,含砂率小于4%,粘度17s —20s。灌注前,必須對孔底沉淀層厚度再進行一次測定,如厚度超過規定,需再次清孔,可用灌注導管做吸泥管用空氣吸泥機清孔,或對孔底高壓射水或射風3min-5min,使沉渣懸浮,然后立即灌注混凝土;
⑸灌注即將結束時,如出現混凝土頂升困難時, 除按規范保證漏斗底口高出井孔水面4m=6m 外, 應在孔內加水稀釋泥漿,并掏出部分沉淀土。在拔出最后一段導管時,拔管速度應較慢些,以防泥漿擠入樁內。
3.2 處治措施
(1)灌注初期的斷樁
在開盤后,僅僅灌注了數米就因故中止,而且確實不能在短時間內恢復灌注,則應立即拔出導管,用氣舉法吸渣將孔內尚未凝結的混凝土清除干凈,不宜采用二次剪球的方法,因為這樣處理易造成夾泥的缺陷。如斷樁時,孔內混凝土已有相當數量,氣舉法難以吸除而混凝土面離護筒底還有一定距離。這種情況下可考慮割除部分鋼筋籠,趁混凝土強度低時用沖擊鉆將混凝土連同鋼筋全部沖碎清除。鋼筋碎斷后可用電磁鐵吸除。
(2)內套鋼護筒,清水接樁
在灌注中止時, 混凝土面離孔口不足20米, 可采用一個比鋼筋籠直徑稍小的牙輪鉆,從混凝土面鉆入1 米以清除表層混凝土,然后制作一條比現有護筒稍小而比鋼筋籠直徑稍大,盡量接近設計樁徑的鋼護筒,從外護筒與鋼筋籠之間放入孔內, 可直至混凝土面。
(3)旋噴帷幕法
要在樁身周圍連續鉆孔后旋噴灌漿,漿與砂土固結后形成一帷幕,然后用小鉆頭掃除樁經內1 米后混凝土表層,將泥漿置換為清水,由潛水員下去將余渣清除干凈,最后在清水中第二次灌注水下混凝土。如果鉆孔間距20～60 米不等, 依具體地質情況而定。為穩妥期間,要防止液竄入孔內,還應向孔內回填土才能保證質量。
(4) 凍結法
要用人工制冷技術,在樁外周鉆孔,放置冷混凝土,將混凝土以上護筒以下的孔壁土體中的水凍結,形成強度約為5~10MPa 的凍土帷幕,達到人工處理斷面并在干處澆注混凝土的目的。在冷凍孔內宜采取降低水化熱措施,并攙加防凍早強劑,從而以免混凝土遭凍害及產生溫度裂紋。
4 結語
總之,從上面的分析看,雖然斷樁的產生有著很多原因,只要我們認真分析清楚斷樁產生的原因,找出相應的預防措施,斷樁是可以避免的。如果產生了斷樁,我們還應采取相應的處治理措施。
參考文獻
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