高洪
杭州萧山建筑科学研究所 浙江省杭州市 311200
摘要:为了适应现阶段钻孔灌注桩的工作要求,进行施工工艺的完善是必要的,从而有效解决成孔环节、成桩环节中的工作问题,进行相关防治处理策略的应用,实现施工质量病害的有效性降低,保障桩基整体质量的提升。本文浅析钻孔灌注桩质量通病成因及预防措施。
关键词:钻孔灌注桩;质量通病;成因;预防
引言
钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层,对承载力的适应范围广,施工机具简单,施工过程具有噪声低等诸多优点,因而在工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,需要在一个较短的时间内快速完成水下混凝土灌注,无法直观地对质量进行控制,很容易出现一些质量病害,危及桩基工程的安全。
1概述
水下钻孔灌注桩施工属于隐蔽工程,在施工中历来是耗费桥梁工程师最大精力的关键工序,能够顺利地对其施工,决定了全桥结构的施工进度。作为隐蔽工程,我们无法直观看到钻孔灌注桩的成孔质量、孔底泥浆的沉积状况、钢筋笼下放的位置偏差、混凝土灌注的连续情况、拔出导管的埋置情况等一系列施工控制要点,直接影响了钻孔灌注桩的成桩质量。如出现断桩等质量问题将对项目建设带来极大的经济损失和工期影响。因此,工程师们必须高度重视,认真分析钻孔灌注桩施工的风险,熟知质量通病预防措施、做好施工组织设计的编制、加强技术交底和质量管控、严密组织协调和工序衔接、动态监测施工状况,从真正意义上杜绝质量通病的出现。
2钻孔灌注桩病害成因分析
2.1护筒冒水
护筒冒水是常见的成孔过程中存在的问题,这主要受护筒埋设、地质条件等因素的影响,如果护筒周边不密实,护筒内外水位相差过大,工作过程中钻头碰撞,就容易出现该类问题。防治措施:必须做好护筒的埋设工作,进行最佳含水量粘土层的选择,确保其各个分层的夯实性。在钻孔工作过程中,需要在护筒适当高度开孔,保证护筒内水头的高度,避免钻头碰撞护筒。如果护筒出现位移状况,需要及时做好返工重埋工作。
2.2钻孔偏斜
桩孔成孔后,垂直桩不竖直或桩位偏离设计桩位。原因主要包括:(1)钻机机架未安置水平,钻进过程中不均匀机架沉陷;(2)地层地质不均匀,软硬地层界面处钻头受力不均;(3)钻孔中遇较大孤石或探头石。防治措施:(1)安装钻机时,要保证钻机底座安置水平稳固,起重滑轮缘、钻头中心和护筒中心三者投影同心。在钻机钻进过程中,要采用水平尺及时对钻机进行水平和垂直校正,及时检修钻孔设备,保证钻进方向竖直。(2)当遇到地层地质不均匀,钻孔作业时钻头会偏向软弱部位。要在桩孔偏斜的地方利用钻头上下反复扫孔,确保孔位顺直。偏斜严重时,可采用硬质材料回填,重新冲钻。(3)当存在孤石时,可以先使用钻机破坏其整体性,后用冲击钻将其击碎。如该方法无效,则需考虑采用爆破工艺去掉孤石。
2.3孔壁坍塌
孔壁坍塌问题主要受泥浆护壁、护筒埋设等因素的影响,如果护筒内水位较低,钻头钻进速度过快,空钻时间太长,都容易出现钻孔坍塌问题。防治措施:为了满足施工要求,需要在易坍塌的土层中深埋护筒,进行优质泥浆的选用,实现泥浆比重及粘度的提升。也需要进行护筒的加高以提高护筒内的水位,及钻孔过程中的泥浆补给工作,进行水头高度的保持。
2.4桩孔缩颈
桩孔缩颈问题是受到泥浆质量、地质情况等因素的影响,如果泥浆整体性能较差,邻桩施工间距不当,上层中应力并未消散,就容易导致桩孔缩径问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果钻头磨损过大不及时进行整修,造成成孔直径偏小(小于设计直径)从而导致桩孔缩径问题。防治措施:为了提升施工质量,预防缩颈,必须进行优质泥浆的使用,进行泥浆比重及粘度的控制,实现失水量的有效性降低。当设计桩距小于4d时,需要跳隔一定数量的桩展开施工,做好钻头的扫孔工作,清孔完毕后,需要立即进行混凝土的灌注。
2.5导管漏水
导管漏水主要有3个方面的体现:灌注首批混凝土方量不足,孔内泥浆从导管渗入导管;灌注中,导管接头处进水;灌注中,提升导管过量致使孔内泥浆从导管底部涌入导管。导管进水的危害很多,轻者可能会造成桩身混凝土离析、夹泥或夹砂;重者会出现夹层甚至是断桩。导管漏水主要是因为以下问题:(1)导管预拼装时没有进行水密性试验,导管安装时未逐个检查接头处有无止水胶圈;(2)量测孔底深度、计算导管下放长度和拔除长度有误,致使首批混凝土不能满足导管埋置深度;(3)灌注水下混凝土不连续或速率控制不均,致使导管内形成气囊产生高压,将导管间接头处的止水胶圈挤出,致使导管接口漏空而进水。预防措施:(1)确保首批灌注的混凝土总方量,能满足填充导管下口与桩孔底面间隙和使导管下口首灌时被埋没深度≥1m的需要。首灌前,导管下口距孔底一般不超过40cm如果过紧;(2)在拔除导管前,要反复量测混凝上表面的深度,可采用多点量测的方法确认水下混凝土顶面的深度,严格控制导管拔除长度,保证导管底部在水下混凝土面的埋置深度不小于2m;(3)导管下放前必须要试拼装,同时要认真检查导管的水密性、承压性和接头抗拉等试验,这些试验对于导管法灌注水下混凝土意义重大,因此不容忽视。要保证试拼的导管中心位于同一条直线,试拼完成后,将各节导管由下及上逐个编号,相关数据要记录在册,以便后期灌注混凝土拔除导管所用,导管下放要居于孔位中心,起吊和下放导管时不得刮碰钢筋笼,以防止造成导管接头损坏;(4)要保证混凝土连续供应,做好混凝土拌合、运输和现场灌注等工序衔接。同时在灌注混凝土要匀速、避免形成气囊;如出现导管漏水,应将漏水后灌注的混凝土全部吸出后再浇筑满足要求的混凝土。
2.6导管堵塞
导管堵塞是常见的成桩问题,这受到多种因素的影响,初灌时隔水塞堵管,混凝土坍落度不满足工程的要求,粗骨料的粒径太大,其拌和不均匀,导致离析问题。在这个过程中,如果导管连接处不密封,就容易出现漏水问题,管内混凝土不满时,混凝土倾入导管,从而形成高压气塞,容易导致导管漏水问题。机械发生故障时,导管内混凝土已经初凝,导致其下落阻力增大与导管堵塞。预防措施:为了解决实际问题,必须确保隔水塞直径与导管内径的匹配性,确保其能够从管内顺利排出。首盘先进行一定数量水泥砂浆的灌注,然后进行混凝土的灌注。避免骨料粒径过大,这需要进行小粒径粗骨料的选择,这需要明确粗骨料直径、导管直径、钢筋笼主筋最小净距的关系,实现混凝土配合比的严格性控制,将坍落度控制在合理范围内。做好混凝土的拌和工作,实现搅拌机拌合时间的有效性控制,确保导管连接部位的密封性,避免在导管内形成水塞。在浇灌施工中,混凝土需要慢慢导入导管,避免在导管内形成高压气塞,确保施工机械的正常工作,这需要进行备用搅拌机的准备,在混凝土中掺加相应的缓凝剂。导管中混凝土堵塞时可进行长杆冲捣方法的使用,施工过程中确保导管的强力抖动,也可以在导管上端进行振动器的安装,确保隔水塞或混凝土的下落。当隔水塞堵塞导管时,需要清除孔底的混凝土拌合物,实现水塞浇灌的重新下隔。当灌注过程中混凝土已下落,需要将导管插入原先浇灌的混凝土内,在原位上下进行导管的串插,确保混凝土的混合密实性,然后进行继续浇灌。
结语
钻孔灌注桩施工事关桥梁工程全桥施工的关键,如出现问题将在很大程度上影响工程施工进度。因此,施工人员必须高度重视,做好人员、设备、材料、电力等多方面的协调,充分保证施工工序的顺畅衔接;加强标准化施工理念的贯彻落实,通过标准化的施工工艺控制,保证施工质量;同时,可通过施工方法的创新,提出控制质量、预防通病的新方法、新工艺。
参考文献:
[1]王朝.浅谈钻孔灌注桩常见的质量通病与防治[J].工程建设与设计,2015(1):102-104.
[2]张辉.钻孔灌注桩通病的防治及处理[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2016(5):49-51.
论文作者:高洪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签:导管论文; 混凝土论文; 钻孔论文; 泥浆论文; 钻头论文; 质量论文; 通病论文; 《防护工程》2018年第18期论文;