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 |0 y5 Z* Y8 k 一、工程概况 ; l/ Q# W/ D8 }8 v5 C& e) G
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。
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二、断桩的形成和原因
+ W5 m7 ^% y* ~! q 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:
9 O2 w4 @4 B1 |) v* { 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。 : F, P8 B$ z2 }# R7 g" x
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。 : e0 q9 U- ?. L3 Z+ o) s [
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。
- [8 t( s0 c ?. t7 X7 g 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。
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! C/ f1 |9 y) }2 e; n K 三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作 % |1 w! h; ~ h6 k7 ^
1、钢筋混凝土灌注桩的监控
9 Q( t6 [' E1 u 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。 " r' Z [( G' k. ?
(1)对操作人员的监控 4 f2 ^2 f" B. O# j+ r! h
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。
/ Y5 F* v& F" A (2)关于垂直度的控制 1 o; M. H% d' k
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。
+ w4 Q- a4 t( g( C# Y (3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制
8 K7 q6 U. w- J) O- S 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。 2 c) p, O2 [. P7 H0 k/ I. l+ G
(4)终孔
2 y4 e l# h( @0 Q6 A, R8 @ 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。 + v# K! G" e& h! B2 g5 Y* @4 Q
(5)清孔
; h7 P/ e0 }" _& |; y 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。
& \; H7 k% s) o! U4 k 2、水下混凝土施工监控
' s8 @, h) {; l/ \: o, g2 C7 U 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。 9 l3 L; K, N8 I" {3 C' u
(1)原材料、配合比、坍落度的控制 8 O3 Y# S% j6 W% U
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。
' a* z% W; d* C- K( o (2)控制第一批混凝土量 p4 V( q1 ^6 M* f
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。 0 K! B4 r$ t! ?5 Y* F% e( h
(3)提升及拆管的监控 4 C( j" j8 X( N, ^6 P
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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( ~& v+ T& Y/ } 四、断桩的预防 , ~# r& O" p4 |
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。 . p7 F* D) J. A' K' s; P2 D$ 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。
3 j, \# ~0 c( u& Z# N2 C 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。 + P0 `3 F9 o, t# O
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。 0 _9 N) ^1 y1 k
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。
2 E1 B- T! D- Y5 H) b 2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。
6 F3 L5 b, @" c F3 d2 f+ Y! i 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。 $ h3 _/ v4 `1 i6 z
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。
9 z. g' M! f! B* Z( | 采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。 T: G" t; l4 n% X4 F9 r6 X7 j. i
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。
~ O2 X2 a3 i2 Y3 g' x8 u 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。 4 I) w' B6 Q0 c- Z+ F
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。 & h$ z, ], M1 t4 M$ Z* 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。 |