鉆孔灌注樁施工中的常見質量缺陷和預防
摘要:著重結合工程實際對鉆孔灌注樁缺陷的形成原因進行分析,并將幾種較成功的處理方法作介紹,供廣大工程技術人員參考。
關鍵詞:鉆孔樁;質量缺陷;處治
1. 前言
鉆孔灌注樁是民用和工業(yè)建筑廣泛應用的一種基礎形式,具有適應性強、施工操作簡單、設備投入不大等優(yōu)點。鉆孔灌注樁為地下隱蔽工程,影響其施工質量的因素多且復雜,施工中常遇到塌孔、灌注混凝土中阻、鋼筋籠上浮、縮頸與斷樁等問題,處治不當將造成延誤工期、經(jīng)濟損失嚴重的后果。文章分析灌注樁在鉆孔過程中及水下混凝土灌注過程中可能出現(xiàn)的問題,進行必要的防范是保證鉆孔灌注樁成樁質量,確?;A工程安全的重要措施。文章分析了幾種缺陷樁的形成與處治方法,供廣大工程技術人員參考。
2. 幾種缺陷樁的形成與處治
2.1 斷樁原因分析
斷樁是嚴重的質量事故。對于誘發(fā)斷樁的因素,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(fā)生或一旦發(fā)生事故及時采取補救措施。斷樁產生的原因主要有以下幾個方面。
① 灌注混凝土過程中,測定已灌混凝土表面標高出現(xiàn)錯誤,導致導管埋深過小,出現(xiàn)拔脫提漏現(xiàn)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為混凝土表面。因此,必須嚴格按照規(guī)程用規(guī)定的測深錘測量孔內混凝土表面高度,并與灌注的混凝土量認真核對,以計算值與測量值對比,保證提升導管不出現(xiàn)失誤。
② 在灌注過程中,導管的埋置深度是一個重要的施工指標。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而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管,在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁。因此,現(xiàn)場施工人員必須增大責任心,及時測量導管埋深;采用新型導管,減小提升阻力;加快灌注速度,縮短灌注時間。
③ 卡管現(xiàn)象也是誘發(fā)斷樁的重要原因之一。由于人工配料(有的機械配料不及時校核)隨意性大,責任心差,造成混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大,使坍落度波動大,拌出混合料時稀時干。坍落度過大時會產生離析現(xiàn)象,使粗骨料相互擠壓阻塞導管;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。所以嚴格控制混凝土配合比,及時檢查坍落度,縮短灌注時間,是減少和避免此類斷樁的重要措施。
?、?nbsp;坍塌。因工程地質情況較差,施工單位組織施工時重視不夠,有甚者分包或轉包,施工者談不上有什么經(jīng)驗,在灌注過程中,井壁坍塌嚴重或出現(xiàn)流砂、軟塑狀質等造成類泥沙性斷樁。這類現(xiàn)象在斷樁事故中占有相當大的比例,較為嚴重。而且位置深、難處理,是導致工期無限延期及經(jīng)濟上大量浪費的重要因素之一。因此,在這些方面應該加大施工過程的質量監(jiān)督力度。
?、?nbsp;另外,導管漏水、機械故障和停電造成施工不能連續(xù)進行,突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁。因此應認真對待灌注前的準備工作,這對保證樁基的質量很重要。
2.2 縮頸
在鉆孔過程中,由于鉆錐磨損或焊補不及時,再或地層中遇到膨脹的軟土、粘土、泥巖等,容易產生縮孔現(xiàn)象。如出現(xiàn)縮孔,即出現(xiàn)膨脹性軟土,俗稱探頭泥,成孔檢驗不太仿事,但至下鋼筋籠時鋼筋籠下不去,拔出鋼筋籠,用鉆錐上下沖擴后仍下不去,則須回填重新鉆孔。如反復多次仍不能成孔,就在錐頭上加焊合金鋼,再度擴大孔徑,成孔后重新澆筑。
2.3 灌注時發(fā)生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土時發(fā)生坍孔現(xiàn)象,若坍塌不止,應將導管拔出,以粘土回填重新成孔;輕微坍落在施工中不易被察覺,聲測時有時會發(fā)現(xiàn)局部裹泥或夾砂現(xiàn)象。如在盤海高速公路施工中,地質條件為粉沙,經(jīng)常發(fā)生井壁坍塌現(xiàn)象。聲測時,曾發(fā)現(xiàn)過夾沙現(xiàn)象,雖不明顯,但也會影響樁的質量。預防此類缺陷,應該根據(jù)地質狀況在鉆孔過程中加大護壁力度;成孔后及時灌注混凝土。
3. 缺陷樁常用的處理方法
缺陷樁處理常用方法有擴大承臺、原位復樁、接樁、樁芯鑿井法、補樁、補強,改變施工方法,修改設計方案等。下面結合事故發(fā)生的原因分別介紹幾種方法的應用情況。
(1) 擴大承臺(梁)法。
a. 樁位偏差過大,原設計的承臺(梁)斷面寬度滿足不了規(guī)范要求,此時采用擴大承臺(梁)來處理。
b. 考慮樁基共同作用,當單樁承載力達不到設計要求,可用擴大承臺(梁)并考慮樁與天然地基共同分組上部結構荷載的方法。需要注意的是在擴大承臺(梁)斷面寬度的同時,適當加大承臺(梁)的配筋。
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(2) 原位復樁。對在施工過程中及時發(fā)現(xiàn)和超聲波檢測出的斷樁,采用徹底清理后,在原位重新澆筑一根新樁,做到較為徹底處理。此種方法效果好、難度大、周期長、費用高,可根據(jù)工程的重要性、地質條件、缺陷數(shù)量等因素選擇采用。
(3) 接樁。確定接樁方案,首先對樁進行聲測,確定好混凝土的部位。其次,根據(jù)設計提供的地質資料確定井點,降水一開挖一20#素混凝土進行護壁,護壁內用鋼筋箍圈進行加固。第三,挖至合格數(shù)處利用人工鑿毛,按挖孑L法混凝土施工方法進行混凝土的澆注。
(4) 樁芯鑿井法。這種方法做起來比較困難,即邊降水邊采用風鎬在缺陷樁中心鑿一井,深度至少超過缺陷部位,然后封閉清洗泥沙,放置鋼筋籠,用挖孑L混凝土施工方法澆筑膨脹混凝土。
(5) 接樁法。當成樁后樁頂標高不足時,常采用接樁法處理,方法有以下兩種:
a. 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,再澆混凝土至設計標高。
b. 嵌入式接樁當成樁中出現(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。
(6) 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。
(7) 鉆孔補強法。此法適應條件是樁身混凝土嚴重蜂窩、離析、松散、強度不夠及樁長不足,樁底沉渣過厚等事故,常用高壓注漿法來處理。
a. 樁身混凝土局部有離析、蜂窩時,可用鉆機鉆到質量缺陷下一倍樁徑處,進行清洗后高壓注漿。
b. 樁長不足時,采用鉆機鉆至設計持力層標高;對樁長不足部分注漿加固。
(8) 改變施工方法。樁基事故有些是因為施工順序錯誤或方式工藝不當所造成,處理時一方面對事故樁采取適當?shù)难a救措施;另一方面要改變錯誤的施工方法,以防止事故的發(fā)生。常用的方法有以下兩種:
a. 改變成樁施工順序:如樁布置太密不便施工時,可采用間隔成樁法。
b. 改變成樁方法。如成孔樁出現(xiàn)較大的地下水時,采用套管內成樁的方法。
(9) 修改設計。
a. 改變樁型。當?shù)刭|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,可采用打預制樁。
b. 改變樁位。灌注樁出現(xiàn)廢樁或遇到地下管線障礙,可改變樁位方法處理。
c. 上部結構卸荷。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)或用輕質材料代替原設計材料,以減輕上部結構荷載的方法。
4. 結束語
由于鉆孔灌注樁的施工大部分是在地面以下進行,施工質量較難控制,這就要求我們在施工前要認真熟悉設計圖紙及有關施工、驗收規(guī)范,核查地質和有關灌注樁方面的資料,對施工過程中可能會發(fā)生的一些問題進行全面分析,落實預防措施,做到科學組織,精心施工,嚴格管理,這些施工中常見問題是可以避免的。
參考文獻:
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[2] 劉金礪. 樁基礎設計與計算[M]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 1996.
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