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。 $ m& s1 l$ d# L8 s7 ~
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一、工程概况 2 R3 t/ o8 x+ v8 H& T1 q0 F
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 . K+ H8 [) f4 j( m1 Q8 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: ( F- t4 ]5 v" z+ K6 _
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。
* n( b# W8 ~, W+ j p+ b 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。
" Z; e( Z/ a! k1 i& \0 o2 E' x 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。 ( q; [1 \; |, _9 m3 D
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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三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作 9 Y) f$ h" m, p8 J9 A5 x; Q
1、钢筋混凝土灌注桩的监控 . U2 ]# s- @' \" L. ?# u, O) F
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。 6 H0 g: S4 N# b# n( g
(1)对操作人员的监控
$ U# S o7 q/ f3 z' 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。
- N1 [7 B9 x4 L& B, J3 c/ N (2)关于垂直度的控制
$ T1 g) y5 Q8 Y, U% Y: f 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。
' u( o' u: `. C& R$ F (3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制 4 b3 C5 O F1 r2 Q( ?/ P c1 x
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。 % V# q1 O* v2 Q7 ]. {
(4)终孔
- E. G: T% q8 T3 Y$ U 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。
3 j5 m1 X8 m5 J (5)清孔 " j" h0 t8 j, q, u% C8 {# P
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。
) N7 S1 R! `' W W/ m' d 2、水下混凝土施工监控 & F1 C9 s& O1 d 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。 & z$ Q6 r; |: W' d9 h
(1)原材料、配合比、坍落度的控制
% ?6 ?- V6 w" q 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。 * r2 n9 j0 x e
(2)控制第一批混凝土量
4 x* i' H0 ^# n0 i3 B, C; A' H; @ 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。 * @ c3 ~, L! f
(3)提升及拆管的监控 # U7 A# \) G5 L8 v- H8 R6 c
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 ! H. l- q+ d% j' j _# c
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。 9 \: X! K* U/ G! Z; I# M2 Z0 R, T) p
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。
" p H { x, d6 |$ j5 m2 z1 K 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。
; [2 q! C- ^8 \" 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。 1 r3 c, b: g7 g
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。 9 ]5 r: U- B# k1 L' b& w5 n
2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。
0 f! [, c! f: ] 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。
4 g- \ N# e \# F8 X8 l3 @4 O 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。
6 i1 G! z) D9 m2 C 采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。
# ~6 Z# S2 ?8 d9 t 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 w1 q' Q- N2 M1 q4 W7 ~' a6 p0 o 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。 + h' {3 y! x5 r- |+ E6 e
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。
- H4 t9 Y( Y1 t+ h+ W6 M& Z 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。 |