论文摘要:钢筋混凝土钻孔灌注柱在施工过程中:易产生断柱。其影响因素有,导管距孔底过远、导管提升过快,密封不良,灌注混凝土料时,有待料现象等原因。针对钻孔灌注桩断桩现象,改进了施工案,加强各个环节的监控管理消除了断桩产生。
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0 G, z& P& E- i1 w4 v9 A& U 一、工程概况
3 d: {3 g+ C2 v! V 交通枢纽站工程位于牡丹江市光华街南,火车站东。基础设计为钻孔灌注桩,桩的总数为1800根,混凝土采用C25,桩直径Ф400,柱尖入持力层为园砾层下1.00m,地下水位为-4.30m,园栎层为-10.30m。 , W$ g7 y# |: U6 u
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二、断桩的形成和原因 " H" a8 g8 W1 q/ s: z% o
在钻孔灌注桩施工中,由于操作失误,设备不良及水文地质条件等的影响,极容易发生断桩现象,造成重大工程事故。因此,找出失误原因。一般而言,常见的断桩形式有以下四种:
0 J4 w# k) s9 u3 [: C 1、混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土软件充填。原因是,由于导管下距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固。
2 W. O O( T% E: F" S, F# ^! ` 2、桩身中段出现混凝土不凝体。原因是受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入使混凝土水灰比增大。 8 T8 `1 ~0 |( @4 m0 P* h W
3、桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开。原因是由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣。
; f+ A, e: `9 R9 v+ h0 v) Q 4、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注,而是采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段产生疏松、空洞现象。 1 _$ w4 z- J$ |, j0 ]! ^- r. p
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三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作 6 M8 I! p2 q4 m, ^; w
1、钢筋混凝土灌注桩的监控
1 k% u$ F6 Y5 H7 \- w, g+ G& e0 @ 钻孔灌注桩成孔的工序是:定桩位—护筒埋设—钻机就位—终孔—第一次清孔—下放钢筋笼—接人导管—第二次清孔,每个环节环环相扣,相互影响,都不能忽视。 , U$ i) n/ ^" }3 V& O
(1)对操作人员的监控 6 R& z- y: e) G+ \4 K
钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大,要随时检查现场人员特别是质检人员的在岗情况及有无作钻孔记录,要及时做好工序的检测验收工作。
5 f o3 e, H/ ?% W (2)关于垂直度的控制 # V+ ?; A) X) z* R
垂直控制主要依靠钻机就位的平整垂直,在钻进过程中应作必要的检测,特别是钻进过程中碰到孤石、坚土时更应及时复查。 , H) d4 L# W V- ]! S3 n
(3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制
9 ^- O/ s0 \8 S+ y. L6 V1 ? 为了防止坍孔,孔内水位必须高出地下水位1m以上,钻进过程中适时控制泥浆比重,一般控制在1.1—1.3m范围内。
r; K9 ?: r& w9 y; z (4)终孔 1 A: ~# y# s/ P( b
终孔的确定主要参照三个因素,即设计这深度、钻速及浮渣取样,原则上应由地勘单位派出有经验的技术人员进行鉴定。后经抽芯取样证实,入岩深度均控制得较好。
+ a( f7 {% F/ L( \% G- `( q9 } (5)清孔 * S4 v" v( ~2 H1 ~: z3 U
清孔分两进行。当确定可以终孔时,先进行第一次清孔,浇注混凝土前应再进行第二次清孔,并及时做好检测及记录。目前通常使用垂法测定孔底沉渣,此工作全靠手感,应由有经验的人员测定。6 V% Y. A% |: f
2、水下混凝土施工监控
7 Z2 x% f* J$ ?8 M 水下砼施工隐蔽性强,很容易产生质量问题,是钻孔灌注桩施工质量监控的关键环节。在并行灌混凝土前必须做好各项准备,关键环节如第一次浇灌的混凝土量、中间过程提管拆管的高度要现场即时核定,混凝土灌注应连续施工,中途的停工将对桩质量产生极大的隐患。
" A$ B/ E) [2 v- D- o (1)原材料、配合比、坍落度的控制
5 u, M, h: j/ I. t5 c 碎石应注意控制不宜大于导管的L6,以20mm—40mm为宜,水泥宜采用标号不低于425#的转窑普通硅酸盐水泥,骨料应合理级配,令混凝土有良好的各易性,坍落度宜控制在18cm—22cm之间。
7 Q9 X5 \0 |1 n) n. h8 R t (2)控制第一批混凝土量 / X% m5 l7 H, ^1 i: r D1 q5 K5 k
混凝土导管的第一节底管应不小于4m,第一批混凝土量应能令导管埋入混凝土1m以上,监控应根据桩径予以核定。
. L& O) n1 i' _+ K; e (3)提升及拆管的监控
3 |, r0 h: P& }3 S# N 混凝土应连续灌注,随着桩内混凝土面的不断升高,需适时提升、拆卸导管,拆管前须用测绳测定混凝土面的高度,以确定提管高度即拆管节数,埋管深度宜保持在2m—3m,过多则影响灌注速度或造成塞管,过少则易造成浮浆或泥巴夹层。
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四、断桩的预防 4 X0 B, g' P! d
对断桩的预防,是完全应该做得到的,而且,也是能够做得好的。桩孔成孔后,必须认真清孔。一般是采用冲洗液冲孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定。冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣。 & i/ i; D7 b% L
灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况,避免首次灌注量不足。
" T9 H! u4 F+ G3 a2 E$ q 1、首次混凝土灌注量要满足把导管下端埋设0.8米以上的要求。 . N5 t! ]- i) p6 Y0 G% |
首次灌注时,起始部分或第1—2斗投料需采用水泥砂浆,并尽量做到一次性灌入孔内。 5 s) Z$ a6 c! }0 v: y
灌注导管口径下限应控制在200毫米以上。导管下端应尽量光滑。其连接处要加放“O”形密封圈,防止冲洗液浸入。导管使用前要进行清洗,除掉污垢与残渣。导管下端距孔底宜为0.5米。导管内水泥隔水塞应加放橡皮板,以增强隔水效果。 . t4 s- m6 X0 u' T0 j
2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。 . W! O! b S) O1 n
在改变水泥标号、品种及生产厂家时,必须先做好配合比试验,按配合比控制质量。 2 d( o. l0 r0 n3 c5 {5 Q7 R
3、在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行止水处理,止水成功后方可灌注混凝土。
: D0 u) P( k6 S0 L 采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。
; Q2 j7 l* u4 D% {8 ~ 4、准备灌注的混凝土要足量,在灌注过程中应避免停水、停电。
7 {6 [. g% I2 e- r( }4 J" j$ X 5、根据导管内外混凝土的上升高度,合理掌握导管的拆卸长度,在正常情况下应保持导管下端被埋2—3米,切勿起拔过多。 , a. W: l; A9 E3 s& o) S" W( g
6、在灌注混凝土过程中,要定时测量导管内外混凝土的深度,并绘制曲线,以监视断桩是否出现。在正常情况下,导管内外混凝土界面的距离是开始大,然后逐渐缩小,最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大,并且导管外混凝土曲线变平,而管内混凝土曲线变陡,则是断桩预兆,应查明原因,尽快处理。
+ x( T. |& c0 ] 总之,钻孔灌注桩的质量监控工作主要依靠和事中控制,至于事后控制—桩基检测,由于目前在检测手段的代表性及可靠性方面尚存在许多问题,要结合现场千变万化的情况来理解及执行规范,就要依靠现场施工人员灵活掌握。 |