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。
3 ^+ ?- ?4 a1 o& O3 {# } ( t) r1 o; }6 F& H9 a' w: R6 x
; L' M0 G. E. K% i9 x; E- K
- ?5 v: F! V, L, t 一、工程概况
0 k- \& \; E# @& W 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。
0 x( s( j* @% E$ R* T: l+ e5 i8 n
- n6 V4 b+ i3 d8 b) a 二、断桩的形成和原因 % A5 O* ]" P0 ~" z; C6 C$ L
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: 3 s' J' i* _2 B) e+ b
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。
, r* \/ I1 l" S" s 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 B" Z9 p" Q9 I4 D Y) }
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。 ( M: @7 I* M4 i8 ]" p
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。
. [, F) `1 g! h7 _# ?' o6 i8 u : i, w4 b1 Q7 {8 t {5 J# r( I2 v
三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作 ) s& U; I" E$ A
1、钢筋混凝土灌注桩的监控
}: T4 D& v0 D. J* X0 o 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。 ' D4 R* c6 T" k5 H# a
(1)对操作人员的监控 p7 x. J* U2 J. n! u
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。 ) X- M4 C1 H% K) @9 b
(2)关于垂直度的控制 5 X5 R3 u; X: i8 |% \& n
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。 / z$ S4 |5 [0 }) X* |6 K5 [' y; A
(3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制 " U1 t% p, i; Z$ j: U6 I: N
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。
8 y& E) G1 J, R" n( h- [% R7 K: ? (4)终孔 2 u5 U8 R& f# w3 M
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。
- U9 P* H; `& [& u2 M! w7 m (5)清孔 1 n" y+ w; k, V
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。1 A8 b; p% `/ U) |, H0 G# g
2、水下混凝土施工监控 " s5 b4 ?' q% P# Q6 C1 P
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。 6 k- k" k: \! V9 ^" ]
(1)原材料、配合比、坍落度的控制 9 ]( K8 L# i" `5 l
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。
9 N ?( }4 D6 P8 Q0 k3 s1 }3 O2 J8 { (2)控制第一批混凝土量 i4 `! y% ^' t+ G0 H1 b
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。
7 V* L" F9 i. n' O6 _2 U- D. M* B$ a2 W (3)提升及拆管的监控 & k) _1 {" i( H1 T5 |
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。 6 f& B$ X' A# U+ P5 r
: t$ B- ^! v3 P) f8 V# V2 K; m
四、断桩的预防 - I& B. b6 V" N. \2 q6 w% j
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$ _; R4 j" h( r1 M5 l9 Q' e; _
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。 / }. N. T7 @+ F' Y; ?% ]; V/ J
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。
) Z/ \5 w5 Q' u 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。 - V' r) T& G1 r& L) j) I' z
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。
1 }% ^1 V7 U, M, T- @ 2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。 ; ~. G3 n) y9 u/ p8 O1 V G
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。
" `- z7 I" H8 C8 q" f! \ 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。
% B' T0 x$ L2 j0 E' U 采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。 2 V. U( N5 K% \2 r% u
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。
% x, C# E" D0 l7 e. Y/ Z/ 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( s, I7 A8 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。
: f' _! C$ S( f6 N2 e, Z |6 p' T9 I 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。 |