灌注樁樁身缺陷的成因與預(yù)防措施
2006-12-26 00:00
| 提 要:本文著重分析了公路橋梁鉆孔灌注樁產(chǎn)生缺陷的幾個(gè)主要原因，特別是樁身最大彎距處缺陷產(chǎn)生的原因，并提出預(yù)防措施。 關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁、缺陷原因、預(yù)防措施。 中圖分類(lèi)號(hào)：TU522 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 1.前言 鉆孔灌注樁因其自重輕、外型美觀、施工方便、適用各種地基，在公路橋梁應(yīng)用十分廣泛，但由于施工工藝的特殊性，樁身極易產(chǎn)生斷樁、夾層、縮徑、孔洞、離析和膠接不良等缺陷。一旦樁身發(fā)生嚴(yán)重缺陷，就很難采取補(bǔ)救措施，造成很大的經(jīng)濟(jì)損壞。因此我認(rèn)為必須堅(jiān)持以預(yù)防為主的思想，加強(qiáng)質(zhì)量管理，改進(jìn)施工操作工藝，提高鉆孔灌注樁質(zhì)量。本文對(duì)鉆孔灌注樁經(jīng)常出現(xiàn)的樁身缺陷加以分析，并提出預(yù)防措施。 2.產(chǎn)生樁身缺陷的原因 鉆孔灌注樁質(zhì)量的好壞，灌注水下混凝土是成樁的關(guān)鍵工序。由于灌注水下混凝土工藝較復(fù)雜、工序較系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)操作引起樁身缺陷的原因較多，其中常見(jiàn)的有卡管、導(dǎo)管進(jìn)水、埋管、坍孔、澆短樁頭等。 2.1樁身一般缺陷原因 2.1.1 卡管：在灌注灌注樁水下混凝土?xí)r，有時(shí)會(huì)由于混凝土級(jí)配碎石偏大、級(jí)配不均、施工混凝土和易性和流動(dòng)性差、施工中途停頓過(guò)久或混凝土拌和不均而導(dǎo)致卡管，這時(shí)施工人員的本能反應(yīng)就是頻繁地升降導(dǎo)管，致使混凝土離析及混凝土與沉碴混合，產(chǎn)生樁身缺陷。 2.1.2導(dǎo)管進(jìn)水：在鉆孔灌注樁灌注水下混凝土過(guò)程中，如果因?yàn)閷?dǎo)管密封不緊而進(jìn)水，進(jìn)入導(dǎo)管的這些泥水會(huì)混進(jìn)混凝土中，并一起澆筑進(jìn)樁身中，從而引起樁身產(chǎn)生缺陷。 2.1.3埋管：導(dǎo)管是灌注水下混凝土的重要機(jī)具，我們常用的導(dǎo)管是由每節(jié)１～２米的鋼管通過(guò)法蘭盤(pán)拼接而成。施工過(guò)程中，操作人員往往為減少拆管次數(shù)使導(dǎo)管在混凝土中埋置過(guò)深，而不斷升降導(dǎo)管盡量使混凝土上升到極限，由于導(dǎo)管不斷升降造成首批混凝土上面的孔底沉碴在法蘭盤(pán)阻礙磨擦的作用下不斷進(jìn)入已灌注好的樁身中，形成導(dǎo)管口以上一層含泥率和含水率較高的劣質(zhì)混凝土，所以導(dǎo)管升降次數(shù)越多，進(jìn)入頂層混凝土的泥漿機(jī)會(huì)就越多，升降深度越深，劣質(zhì)混凝土的厚度就越厚。如果提升導(dǎo)管后，其導(dǎo)管口剛好在這些較差混凝土之上，就會(huì)產(chǎn)生樁身局部結(jié)合不良或局部離析。 2.1.4坍孔：在灌注灌注樁水下混凝土過(guò)程中，如橋基位置地質(zhì)中夾有砂性土等容易松落、不穩(wěn)定的土層時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生坍孔現(xiàn)象，而坍落的泥土掉落在首批混凝土頂面，增加孔底沉碴厚度，在頻繁升降導(dǎo)管的過(guò)程中會(huì)由于法蘭盤(pán)的作用而間接產(chǎn)生樁身缺陷。同時(shí)在灌注混凝土過(guò)程中會(huì)由于無(wú)法得知坍孔程度，盲目拆管而導(dǎo)致斷樁。 2.1.5澆短樁頭：由于澆注灌注樁水下混凝土?xí)r，其頂面一層混凝土質(zhì)量往往較差，如果孔底沉碴較厚，澆注混凝土過(guò)程中出現(xiàn)坍孔現(xiàn)象、清孔時(shí)泥漿濃度較濃、埋管較深或?qū)Ч艽┎宕螖?shù)較多，這時(shí)如果預(yù)留的樁頭太短，在處理樁頭差質(zhì)混凝土?xí)r，仍會(huì)留下部分質(zhì)量差的混凝土而導(dǎo)致樁身缺陷。 2.1.6孔底沉碴：孔底沉碴是造成樁身缺陷的直接原因，我們經(jīng)常使用沖抓錐鉆孔，孔底往往有泥塊，以及下鋼筋籠時(shí)，鋼筋碰擦孔壁坍落的泥塊及從清孔后至灌注混凝土前的沉淀渣等統(tǒng)稱孔底沉碴，若清孔不徹底，當(dāng)首批水下混凝土灌注后，孔底沉碴被埋置在首批混凝土底面，將直接影響樁身質(zhì)量，所以其厚度是至關(guān)緊要。 2.1.7地質(zhì)因素：鉆孔樁的成孔、清孔結(jié)束后，拆除鉆桿、鉆頭需要數(shù)小時(shí)，或在灌注混凝土過(guò)程中，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時(shí)，特別是個(gè)別地質(zhì)層中含有軟塑土遇水澎漲后孔徑縮小，或有松散性土層引起坍孔，也會(huì)造成樁身缺陷。 2.2樁身特殊位置缺陷成因 根據(jù)沿海河道通航凈空和地形情況，一般河床水深為2.5米左右，樁頂或蓋梁底離水面高為1米左右，工作平臺(tái)一般高度為離水面1.5 米左右。而實(shí)踐證明墩樁缺陷經(jīng)常發(fā)生在離墩頂６米以內(nèi)，而低樁承臺(tái)的臺(tái)樁缺陷經(jīng)常發(fā)生在離樁頂３米以內(nèi)的可能性較大。而恰恰這些部位是樁身最大彎距處，樁身缺陷對(duì)受力影響很大，不可等閑視之。下面便對(duì)這些缺陷的成因進(jìn)行分析。 2.2.1 墩樁樁身缺陷成因：一般地，導(dǎo)管長(zhǎng)度超過(guò)10 米時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土超壓力大，導(dǎo)管埋置深度也大，發(fā)生缺陷少，導(dǎo)管長(zhǎng)度小于10 米時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土超壓力小，導(dǎo)管埋置深度也淺，容易發(fā)生樁身缺陷。實(shí)踐證明，當(dāng)導(dǎo)管口離孔內(nèi)混凝土頂面高度小于６米時(shí)，此時(shí)導(dǎo)管內(nèi)壓力與外阻力平衡，導(dǎo)管內(nèi)混凝土不可能自動(dòng)下灌，而此時(shí)混凝土灌注速度較慢，埋管深度也很難保持正常，如果此時(shí)埋管深度小于2米，且導(dǎo)管口位于質(zhì)量差混凝土以上，繼續(xù)灌注以上混凝土，就會(huì)產(chǎn)生墩樁缺陷，所以說(shuō)墩樁缺陷發(fā)生在６米以內(nèi)的可能性較大。 2.2.2 臺(tái)樁樁身缺陷成因:高樁承臺(tái)臺(tái)樁與墩樁情況相同，而低樁承臺(tái)位置往往靠近河岸，鉆孔平臺(tái)一般與地面相平，樁頂在水下3 米左右，導(dǎo)管上口在水面上1 米左右，與墩樁類(lèi)似，當(dāng)導(dǎo)管上口離孔內(nèi)混凝土頂面高度為6米左右時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)混凝土超壓力與外阻力平衡，混凝土不能自動(dòng)下灌，所以低樁承臺(tái)臺(tái)樁缺陷容易發(fā)生在樁頂以下2.5 米以內(nèi)。 3.1樁身一般缺陷的預(yù)防措施 3.1.1提高清孔質(zhì)量，減少孔底沉碴厚度。施工中絕對(duì)禁止用加深孔底深度的方法代替清孔，以防為樁身缺陷埋下禍根。 3.1.2克服不良地質(zhì)條件造成影響。遇到不良地質(zhì)情況，要采取相應(yīng)對(duì)策，早做準(zhǔn)備。如遇到軟塑土（橡皮泥）時(shí)，可采取的擴(kuò)大孔徑的辦法，以防孔身縮徑。 3.1.3縮短水下灌注混凝土?xí)r間。要求施工單位根據(jù)灌注混凝土數(shù)量，合理安排機(jī)具和勞力，并盡可能縮短拆除導(dǎo)管的間隔時(shí)間。當(dāng)機(jī)具和勞力難以安排調(diào)度時(shí)，用緩凝劑延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間，確保在初凝前完成混凝土灌注。 3.1.4 保證導(dǎo)管最小埋置深度，嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行施工。一般情況下使導(dǎo)管埋置最小深度為２米，如有發(fā)生坍孔現(xiàn)象，應(yīng)視情況相應(yīng)加大埋管深度，防止新灌混凝土頂破首批混凝土，造成夾層或斷樁。 3.1.5 保證導(dǎo)管的緊密性。施工時(shí)進(jìn)行必要的水密、承壓和接頭抗拉等試驗(yàn)，進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不小于井孔內(nèi)水深1.5倍的壓力，進(jìn)行承壓試驗(yàn)時(shí)的水壓不小于導(dǎo)管壁所能承受的最大壓力。 3.2樁身特殊缺陷的預(yù)防措施 3.2.1盡量提高混凝土灌注平臺(tái)高度，或在后期灌注混凝土?xí)r將漏斗放置高些。因此，建議施工單位在施工時(shí)必須考慮到這個(gè)問(wèn)題，以確保工程質(zhì)量。 3.2.2減少導(dǎo)管升降次數(shù)。導(dǎo)管升降次數(shù)越多越容易夾帶沉碴進(jìn)入混凝土中造成樁身缺陷，導(dǎo)管上口離孔內(nèi)混凝土頂面高度足夠長(zhǎng)時(shí)，禁止導(dǎo)管升降亂拉，由導(dǎo)管內(nèi)混凝土產(chǎn)生超壓力或沖擊力自動(dòng)下灌。當(dāng)澆注到末期混凝土確實(shí)難以下灌時(shí)，應(yīng)控制升降次數(shù)，保證頂層混凝土質(zhì)量。 3.2.3 增長(zhǎng)導(dǎo)管底節(jié)長(zhǎng)度。底節(jié)導(dǎo)管長(zhǎng)度最好為４～６米，不設(shè)法蘭盤(pán)，這樣在灌注混凝土?xí)r，便不會(huì)把沉碴拉進(jìn)混凝土，從根本上消除樁身缺陷。 3.2.4改進(jìn)導(dǎo)管法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)。為了防止導(dǎo)管法蘭盤(pán)在升降時(shí)把沉碴拉進(jìn)混凝土中，可將法蘭盤(pán)導(dǎo)管接頭改用車(chē)絲套管并其上下為錐形的快速接頭結(jié)構(gòu)導(dǎo)管。 4.結(jié)束語(yǔ) 近年來(lái)，本地沿海一帶橋梁大多采用鉆孔灌注樁，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益，但存在問(wèn)題也不少。這主要是要提高施工隊(duì)伍的素質(zhì)，對(duì)操作人員進(jìn)行嚴(yán)格訓(xùn)練，提高其質(zhì)量意識(shí)，端正其施工態(tài)度；其次是施工人員須針對(duì)橋址的特殊情況采取相應(yīng)措施，克服各種特殊部位的樁身缺陷；再就是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員須對(duì)施工后的樁身及時(shí)進(jìn)行動(dòng)測(cè)檢查，以便及時(shí)對(duì)所產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行補(bǔ)救處理。因此，要提高灌注樁的施工質(zhì)量，除了采取相應(yīng)的技術(shù)措施外，更要加強(qiáng)對(duì)施工單位的質(zhì)量意識(shí)教育，根本解決施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題。 |
| 原作者： 林仙春 |
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