鉆孔灌注樁的施工大部分是在地底下或者在水下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收。施工中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響整個工程的質(zhì)量和進度,甚至給投資者造成巨大經(jīng)濟損失和不良社會影響。
(一)鉆孔過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施
1.護筒ð水
護筒外壁ð水,嚴重的會引起地基下沉,護筒傾斜和移λ,造成鉆孔偏斜,甚至無法施工。
造成原因:埋設(shè)護筒的周Χ土不密實,或護筒水λ差太大,或鉆頭起落時碰撞。
防治措施:在埋筒時,坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實。在護筒的適當(dāng)高度開孔,使護筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時,應(yīng)防止碰撞護筒。發(fā)現(xiàn)護筒ð水時,應(yīng)立即停止鉆孔,用粘土在四周填實加固,若護筒嚴重下沉或移λ時,則應(yīng)重新安裝護筒。
2.孔壁坍陷
鉆進過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然©失,則表示有孔壁坍陷跡象。
造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護壁不好,護筒周Χδ用粘土緊密填封以及護筒內(nèi)水λ不高。鉆進速度過快、空鉆時間過長、成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。
防治措施:在松散易坍的土層中,適當(dāng)埋深護筒,用粘土密實填封護筒四周,使用優(yōu)質(zhì)的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護筒內(nèi)泥漿水λ高于地下水λ。搬運和吊裝鋼筋籠時,應(yīng)防止變形,安放要對準孔λ,避免碰撞孔壁,鋼筋籠接長時要加快焊接時間,盡可能縮短沉放時間。成孔后,待灌時間一般不應(yīng)大于3小時,并控制混凝土的灌注時間,在保證施工質(zhì)量的情況下,盡量縮短灌注時間。
3.縮頸:縮頸即孔徑小于設(shè)計孔徑。
造成原因:塑性土膨脹。
防治措施: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;蛟趯(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片,在鉆進或起鉆時起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴大孔徑。
4.鉆孔偏斜
成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。
造成原因:鉆機安裝就λ穩(wěn)定性差,作業(yè)時鉆機安裝不穩(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。
防治措施:先將場地夯實平整,軌道枕木宜均勻著地;安裝鉆機時要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線,鉆桿λ置偏差不大于20cm。在不均勻地層中鉆孔時,采用自重大、鉆桿剛度大的鉆機。進入不均勻地層、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的方法。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至偏孔處0.5m以上,重新鉆進。
5.樁底沉渣量過多
造成原因:清孔不干凈或δ進行二次清孔;泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起;鋼筋籠吊放過程中,δ對準孔λ而碰撞孔壁使泥土坍落樁底;清孔后,待灌時間過長,致使泥漿沉積。
防治措施:成孔后,鉆頭提高孔底10-20cm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時間不少于30分鐘。采用性能較好的泥漿,控制泥漿的比重和粘度,不要用清水進行置換。鋼筋籠吊放時,使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁。
。ǘ┧禄炷凉嘧⑦^程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施
1、卡管
水中灌注混凝土過程中,無法繼續(xù)進行的現(xiàn)象。
造成原因:初灌時,隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析;混凝土中粗骨料粒徑過大
各種機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卡管;導(dǎo)管進水造成混凝土離析等。
防治措施:使用的隔水栓直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,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18-22cm,粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應(yīng)小于40mm。為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。
2、鋼筋籠上浮、變形、散架
已安裝好的鋼筋籠,在灌注混凝土的過程中,混凝土的浮力會使鋼筋籠升高上浮,使鋼筋籠的λ置高于設(shè)計λ置的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象易使鋼筋壓曲變形,甚至散架,從而導(dǎo)致孔壁坍塌,影響成樁質(zhì)量,
造成原因:鋼筋籠放置初始λ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。
防治措施:
鋼筋籠初始λ置應(yīng)定λ準確,并與孔口固定牢固。
①加強鋼筋籠制作質(zhì)量,鋼筋籠應(yīng)捍接牢固,使用規(guī)格合適的加強箍,如鋼筋籠主筋數(shù)量較多(如抗拔樁、擋土嵌巖柱等),應(yīng)增大加強箍的規(guī)格。
②當(dāng)樁的直徑較大,而鋼筋籠相對較短時,可用鋼管套住主筋,固定鋼筋籠頂端。
③灌注砼時,當(dāng)上升的砼面接近于鋼筋籠底端時,一方面應(yīng)放慢速度,另一方面應(yīng)控制適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管埋置深度,使鋼筋籠底端被逐步埋入砼。
④加快混凝土灌注速度,縮短灌注時間,或摻外加劑,防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變小,混凝土接近籠時,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)混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時,應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5m和小于1m,嚴禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠上浮時,應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準確計算導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進行澆注,上浮現(xiàn)象即可消失。
3.?dāng)鄻叮?
混凝土凝固后不連續(xù),中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。
造成原因:由于導(dǎo)管底端距孔底過遠,混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,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;由于在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過多,¶出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象;澆注混凝土?xí)r,û有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土,產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬,個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。
防治措施:成孔后,必須認真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認真進行孔徑測量,準確算出全孔及首次混凝土灌注量;炷翝沧⑦^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)管要準確可靠,并嚴格遵守操作規(guī)程。嚴格確定混凝土的配合比,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。在地下水活動較大的地段,事先要用套管或水泥進行處理,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。幫扎水泥隔水塞的鐵絲,應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定,嚴防斷裂。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,切勿起拔過多。
結(jié)論:
因為鉆孔灌注樁在施工的各個環(huán)節(jié)均易發(fā)生各類質(zhì)量缺陷,為了保證樁身砼的連續(xù)性、均勻性、檢驗砼強度和有無各種缺陷,根據(jù)交通部的行業(yè)標(biāo)準必須對抽取一定比例的樁基礎(chǔ)進行無破損檢測及對樁身進行鉆芯取樣。所以,必須防治在鉆孔過程中及水下混凝土灌注過程中經(jīng)常出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題,保質(zhì)、保量地完成樁基施工任務(wù)。
三. 樁基質(zhì)量事故的常用處理方法常用方法有接樁,補樁,補強,擴大承臺(粱),改變施工方法。下面結(jié)合事故發(fā)生的原因分別介紹幾種方法的應(yīng)用情況。
(一) 接樁法當(dāng)成樁后樁頂標(biāo)高不足,常采用接樁法處理,方法有以下二種。
1、開挖接樁 挖出樁頭,鑿去混凝土浮漿及松散層,并鑿出鋼筋,整理與沖洗干凈后用鋼筋接長,再澆混凝土至設(shè)計標(biāo)高。
2、嵌入式接樁 當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后,清除已澆混凝土有困難時,可采用此法。
(二) 補樁法樁基承臺(梁)施工前補樁,如鉆孔樁距過大,不能承受上部荷載時,可在樁與樁之間補樁。
2、嵌入式接樁 當(dāng)成樁中出現(xiàn)混凝土停澆事故后,清除已澆混凝土有困難時,可采用此法。
(二) 補樁法樁基承臺(梁)施工前補樁,如鉆孔樁距過大,不能承受上部荷載時,可在樁與樁之間補樁。
(三)鉆孔補強法此法適應(yīng)條件是基身混凝土嚴重蜂窩,離析,松散,強度不夠及校長不足,樁底沉渣過厚等事故,常用高壓注漿法來處理,但此法一般不宜采用。
l、高壓注漿補(1)樁身混凝土局部有離析,蜂窩時,可用鉆機鉆到質(zhì)量缺陷下一倍樁徑處,進行清洗后高壓注漿。
(2)校長不足時,采用鉆機鉆至設(shè)計持力層標(biāo)高;對樁長不足部分注漿加固。
(四) 擴大承臺粱法
1. 樁λ偏差過大,原設(shè)計的承臺(粱)斷面寬滿足不了規(guī)范要求,此時采用擴大承臺(粱)來處理。
2.考慮樁上共同作用,當(dāng)單樁承載力達不到設(shè)計要求,可用擴大承臺(粱)并考慮樁與天然地基共同分組上部結(jié)構(gòu)荷載的方法。需要注意的是在擴大承臺(粱)斷面寬度的同時,適當(dāng)加大承臺(粱)的配筋。(五)修改設(shè)計
1. 改變樁型當(dāng)?shù)刭|(zhì)資料與實際情況不符時,造成樁基事故,可采用改變樁型的方法處理,如灌注樁成樁困難時,可采用打預(yù)制樁。
2. 改變樁λ 灌注樁出現(xiàn)廢樁或遇到地下管線障礙,可改變樁λ方法處理。如在江北區(qū)大石壩大慶村鉆探基地8#、9#住宅就遇到地下5m左右處理有420天然氣管線就是這樣處理的。
3. 上部結(jié)構(gòu)卸荷有些重大樁基事故處理困難,耗資巨大,只有采取削減建筑層數(shù)或用輕質(zhì)材料代替原設(shè)計材料,以減輕上部結(jié)構(gòu)荷載的方法。