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淺談橋梁鉆孔灌注樁施工中存在的問題與措施

作者:建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間:2010-02-24 16:59:53 [收藏]
摘要:鉆孔灌注樁成孔技術(shù)要求高,灌注砼施工過程工序環(huán)節(jié),工藝復(fù)雜,工作量較大,并需在短時間內(nèi)快速完成水下砼灌注施工,過程控制受人為因素影響較大,稍有疏忽,就難免出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,造成病樁或斷樁等質(zhì)量事故,影響整個橋梁的質(zhì)量及使用壽命。
    關(guān)鍵詞:
    本文分析了橋梁鉆孔灌注樁施工中存在的一些問題及問題產(chǎn)生的原因,并提出防治措施。
    關(guān)鍵詞:橋梁  鉆孔灌注樁  問題  措施
            1 護(hù)筒周邊冒水
            在陸上鉆孔灌注施工過程中,護(hù)筒外壁有水冒出,嚴(yán)重的會引起地基下沉、護(hù)筒傾斜和移位,造成鉆孔偏斜,甚至無法施工。
            1.1 原因分析 埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實,或護(hù)筒內(nèi)外水位差太大,或鉆頭起落時碰撞護(hù)筒。
            1.2 防治措施 在埋設(shè)護(hù)筒之前,樁位與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實,保證護(hù)筒高出地面30cm或水面1.0~2.0m;在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持1.0~1.5m的水頭高度;鉆頭起落時,應(yīng)防止碰撞護(hù)筒;發(fā)現(xiàn)護(hù)筒周邊冒水時,應(yīng)立即停止鉆孔,用粘土在四周填實加固;若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或移位時,則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。
            2 孔壁坍陷
            鉆進(jìn)過程中,如發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)泥漿面不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然漏失,則表示有孔壁坍陷跡象。
            2.1 原因分析 孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護(hù)壁不好,護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)外水頭差不多。鉆進(jìn)速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長均會引起孔壁坍陷。
            2.2 防治措施 在松散易坍的土層中,適當(dāng)加深護(hù)筒,用粘土密實填封護(hù)筒四周;使用優(yōu)質(zhì)泥漿,保證泥漿的比重、粘度和膠體率,保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位;搬運(yùn)和吊裝鋼筋籠時,應(yīng)防止變形,安放要對準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁,鋼筋籠接長時要加快進(jìn)度,盡可能縮短沉放時間;成孔后,待灌時間一般不應(yīng)大于3h,并控制混凝土的灌注速度,在保證施工質(zhì)量的情況下,盡量縮短灌注時間。
            3 縮孔
            縮孔即孔徑小于設(shè)計孔徑。
            3.1 原因分析 在鉆孔過程中,由于鉆錐磨損或焊補(bǔ)不及時,再或地層中遇到膨脹的軟土、粘土、泥巖等,容易產(chǎn)生縮孔現(xiàn)象。
            3.2 防治措施 應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)泥漿,降低失水量;成孔時,應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段時間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹;或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片,在鉆進(jìn)或起鉆時起到掃孔作用;如出現(xiàn)縮孔,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑。
            4 鉆孔偏斜
            成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。
            4.1 原因分析 鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致;地面軟弱或軟硬不均勻;土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。
            4.2 防治措施 先將場地夯實平整,軌道枕木要均勻著地;安裝鉆機(jī)時要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于20mm;在不均勻地層中鉆孔時,采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機(jī);進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時,鉆速要打慢檔;另外,安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡單有效方法。鉆孔偏斜時,可提起鉆頭,上下反復(fù)掃鉆幾次,以便削去硬土;如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填粘土或片石至偏孔處0.5m以上,重新鉆進(jìn)。

            5 導(dǎo)管堵塞
            灌注混凝土?xí)r,經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞,問題雖小,但麻煩很大,應(yīng)引起足夠重視。
            5.1 原因分析 初灌時,隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析;混凝土中粗骨料粒過大;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導(dǎo)管中停留時間過長而堵管;導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。
            5.2 防治措施 使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相匹配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出;在混凝土灌注時,應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制;水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實驗室確定,坍落度宜為180~220mm,粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6~1/8和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且不應(yīng)大于40mm;為改善混凝土的和易性和減緩混凝土的凝結(jié)時間,水下混凝土宜摻外加劑;應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗,嚴(yán)禁使用氣壓試壓;進(jìn)行水密試驗的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深壓力的1.3倍;在混凝土澆筑過程中,導(dǎo)管頂口應(yīng)設(shè)置排氣孔,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞;在施工過程中,應(yīng)時刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備,確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常,避免機(jī)械事故的發(fā)生。
            6 鋼筋籠上浮
            在混凝土澆灌過程中,鋼筋籠整體上浮現(xiàn)象。
            6.1 原因分析 鋼筋籠放置初始位置過高,混凝土流動性過小,導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大,鋼筋籠被混凝土拖頂上升;當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下,若此時提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時,由于澆筑的混凝土自導(dǎo)管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠的上?。挥捎诨炷凉嘧⒊^鋼筋籠底口且導(dǎo)管埋深較大時,其上層混凝土因澆注時間較長,已接近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力,如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部以上,混凝土從導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上升。
            6.2 防治措施 鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,縮短灌注時間,或摻外加劑,防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變??;混凝土接近鋼筋籠底口時,控制導(dǎo)管埋深在1.5~2.0m;灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土拌和物上升到骨架底口4m以上時,提升導(dǎo)管,使其底口高于骨架底部2m以上;導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2~6m;在灌注過程中,應(yīng)經(jīng)常測探井孔內(nèi)混凝土面的位置,及時調(diào)整導(dǎo)管埋深;當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時,應(yīng)立即停止灌注混凝土,查明原因,處理后再灌注混凝土。
            7 斷樁
            樁體混凝土不連續(xù),中間被泥漿等疏松體及泥土填充形成間斷樁。
            7.1 原因分析 導(dǎo)管底端距孔底間距過大,混凝土被泥漿稀釋,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?,泥漿浸入混凝土使水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體;澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升速度過快,使得導(dǎo)管露出混凝土面,或因停電、待料時間過長等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象。
            7.2 防治措施 成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般是采用優(yōu)質(zhì)泥漿清孔,沖孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定;清孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定;灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確計算首次混凝土灌注量;混凝土澆注過程中,應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程;嚴(yán)格控制混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求;在地下水豐富的地段,首先要用套管或水泥進(jìn)行處理,止水成功后方可灌注混凝土;灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,要求灌注過程連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水;確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定,切勿將導(dǎo)管拔出混凝土面以上。

            8 結(jié)束語
            鉆孔樁事故處理的方法很多,難度也較大,無論采取什么先進(jìn)的辦法處理都將對工程的進(jìn)度、質(zhì)量及施工企業(yè)的信譽(yù)帶來不可忽視的影響。因此,在鉆孔樁施工中必須做到每個工序嚴(yán)格按照規(guī)范操作,橋梁鉆孔灌注樁施工中遇到的問題是多種多樣的,在實際施工過程中,應(yīng)根據(jù)實際情況來分析歸納,對可能出現(xiàn)的問題制定切實有效的防范措施,盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。
    參考文獻(xiàn):
    [1]陳開利.橋梁工程鑒定與加固手冊[M].北京:人民交通出版社.2005.
    [2]張樹仁.橋梁病害診斷與改造加固設(shè)計[M].北京:人民交通出版社.2006.
    [3]張勁泉.橋梁檢測與加固手冊[M].北京:人民交通出版社.2007.
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