鉆孔灌注樁水下混凝土灌注施工要點

/京滬高鐵德禹特大橋DK344～359段鉆孔樁水下混凝土灌注事故預(yù)防處理措施編制：日期：審核：日期：中鐵一局京滬高鐵土建二標項目經(jīng)理部五工區(qū)二OO八年五月十日德禹特大橋DK344～DK359段樁基工程接受鉆孔灌注樁，共計3838根。鉆孔灌注樁數(shù)量大，樁身長，施工質(zhì)量的優(yōu)劣干脆關(guān)系到樁基工程質(zhì)量，關(guān)系到整個工程的質(zhì)量?，F(xiàn)對其施工作以下要點分析：

1.鉆孔樁混凝土灌注操作技術(shù)

1.1.首批砼灌注

砼灌注量和泥漿至砼面高度、砼面至孔底高度、泥漿的密度、導管內(nèi)徑及樁孔直徑有關(guān)。

孔徑越大，首批灌注的砼量越多，由于砼量大，攪拌時間長，因此可能出現(xiàn)離析現(xiàn)象，首批砼在下落過程中，由于和易性變差，受的阻力變大，常出現(xiàn)導管中堵滿砼，甚至漏斗內(nèi)還有部分砼，此時應(yīng)加大設(shè)備的起重實力，以便快速向漏斗加砼，然后再稍拉導管，這樣能使砼順當下滑至孔底，下灌后，接著向漏斗加入砼，進行后續(xù)灌注。

1.2.后續(xù)砼灌注

后續(xù)砼灌注中，當出現(xiàn)非連續(xù)性灌注時，漏斗中的砼下落后，應(yīng)當牽動導管，并視察孔口返漿狀況，直至孔口不再返漿，再向漏斗中加入砼，牽動導管的作用如下：

1.2.1．有利于后續(xù)砼的順當下落，否則砼在導管中存留時間稍長，其流淌性能變差，和導管間磨擦阻力隨之增加，造成水泥漿緩緩流墜，而骨料都滯留在導管中，使砼和管壁摩擦阻力增加，灌注砼下落困難，導致斷樁，同時，由于粗骨料間有大量空隙，后續(xù)砼加入后形成的高壓氣囊，會擠破管節(jié)間的密封膠墊而導致漏水，有時還會形成蜂窩狀砼，嚴峻影響成樁質(zhì)量。

1.2.2．牽動導管增加砼向周邊擴散，加強樁身和周邊地層的有效結(jié)合，增大樁體摩擦阻力，同時加大砼和鋼筋籠的結(jié)合力，從而提高樁基承載力。

1.3后期砼的灌注

在砼灌注后期，由于孔內(nèi)壓力較小，往往上部砼不如下部密實，這時應(yīng)稍提漏斗增大落差，以提高其密實度。

1.4.砼灌注速度

再限制砼初凝時間的同時，必需合理地加快灌注速度，這對提高砼的灌注質(zhì)量特別重要，因此應(yīng)做好灌注前的各項準備工作，以及灌注過程中各道工序的密切協(xié)作工作2.鉆孔灌注樁易發(fā)事故的預(yù)防及處理2.1導管進水的主要緣由a.首批混凝土量不足或?qū)Ч軕铱者^大,致使首批混凝土不能埋住導管,泥水從導管底口進入。b.灌注中提升導管過猛過高或測深錯誤,導致導管底口脫離混凝土頂面,底口涌入泥水。c.導管脫落,泥水從上口涌入。d.導管接頭不嚴密,螺栓不緊或法蘭變形;膠墊被高壓氣沖破焊縫開裂;導管掉落引起的導管被高壓氣和混凝土撕裂。出現(xiàn)以上事故要查明緣由,以便實行相應(yīng)的技術(shù)措施。灌注前應(yīng)細致測量孔深和導管長度,精確計算料斗,導管容量及首批混凝土量并嚴格限制導管懸空。導管懸空一般限制在0.2m～0.4m范圍內(nèi)并依據(jù)孔徑大小孔深導管粗細料斗大小沉淀多少和孔底接受相應(yīng)值。一般孔徑越大,孔深越深,導管越粗,沉淀越少,平孔底要接受低值,反之可懸空大些。首批混凝土下去后應(yīng)立刻測量導管內(nèi)外混凝土深,依據(jù)導管深度計算導管埋深。假如導管沒有埋住,導管已進水,應(yīng)立刻提出導管,將散落孔底的混凝土和泥水混合物用空氣吸泥機或抓斗清出。沒有以上設(shè)備的可快速提出鋼筋籠，二次下鉆清孔。灌注中,導管要嚴格限制埋深在2m～6m范圍內(nèi),留意不要拔脫導管,并精確測量混凝土面上上升度,隨時和實灌混凝土量理論上上升度驗證。計算時應(yīng)結(jié)合地質(zhì)資料考慮必要的充盈量及擴孔縮徑等因素。導管是灌注成敗的關(guān)鍵因素,因此,灌前要細致檢查導管吊繩是否堅實,連接是否堅實牢靠,同時上卸導管工人應(yīng)加強責任心,嚴格操作,清凈法蘭盤上的泥水,混凝土等雜物,擰緊螺栓。法蘭變形,墊子破損,螺絲已損傷的堅決換掉。導管在運用前和運用一段時間后,要做一做承壓和水密試驗,千萬不行大意。導管底口可以在環(huán)外緣焊一根φ8mm～10mm圓鋼予以加強加固,防止底口外翻。因?qū)Ч苊撀湓斐傻淖陨峡谶M水的事故處理比較簡潔。出現(xiàn)此類事故后可先行打撈起導管,用水泵將管內(nèi)泥水抽干,然后邊注入清水清洗導管內(nèi)壁邊抽邊洗至洗凈抽干。此時管內(nèi)混凝土面上口仍會留有少量泥水。接下來將導管上提,導管埋深限制在0.5m左右,測量管內(nèi)混凝土深度。計算并注入適量新的混凝土(以能充分排出泥漿為宜),接著灌注。當新的混凝土將泥水充分排出后,再將導管向下插入0.5m左右,接著灌注至終結(jié)。其次次插入時導管底口以上的混凝土應(yīng)視作浮漿,以后的導管埋深要超過此時導管埋深的1m以上,并且這些浮漿要在灌注終結(jié)時預(yù)留出來,以便鑿除。2.2卡管產(chǎn)生的主要緣由a.初灌時隔水塞(栓)卡管。b.混凝土緣由卡管。如混凝土塌落度過小和易性差離析拌合不勻整,粗骨料過于集中及混凝土中夾有大塊磚石卵石水泥結(jié)塊混凝土塊等緣由,都可能造成卡管。c.導管緣由卡管。如導管漏水造成管內(nèi)混凝土在自重作用下泌水離析,形成混凝土堵塞。d.機械故障或其它緣由造成中止混凝土灌注時間過長時,管內(nèi)混凝土會離析,和易性變差管內(nèi)底部混凝土會泌水形成堵塞。e.其它緣由造成的卡管。如導管墜落使導管底口內(nèi)翻,減小了內(nèi)徑,會積存混凝土,使混凝土流淌不暢,極易造成卡管?？ü苁鹿侍幚頃r一般都比較困難,因此要留意預(yù)防避開卡管。導管用前用后沖洗干凈,清除附著于內(nèi)壁上的混凝土,整平導管凹陷,使管內(nèi)平滑流暢。另外灌前要留意檢修機械設(shè)備,使其保持良好的工作狀態(tài)并準備必要的備用機械設(shè)備。拌制混凝土應(yīng)達到要求,料物留意不要挾帶大塊固體。同時要加強組織的協(xié)調(diào)性,盡量使混凝土灌注保持其連續(xù)性快速性,削減中斷時間。因故中斷時可間隔10min左右,上下小幅提動并轉(zhuǎn)動導管使管內(nèi)混凝土間斷性下行,也可削減卡管機會。輕度卡管可接受長桿沖搗或用卷揚機快速上下提動導管,使管通暢。但較重卡管時,以上方法往往不能奏效,反而會因振動加快粗骨料下沉,加快混凝土離析,加重卡管。出現(xiàn)這種后果后,只有提出導管,清理后再作處理。處理方法可參照前面介紹的二次灌注等方法。2.3埋管導管不能從混凝土中提出,我們稱之為埋管。造成埋管的主要緣由有導管埋深過大,灌注時間過長混凝土已初凝,塌孔嚴峻等緣由。埋管輕則損壞導管,重則毀樁。其危害不亞于卡管。因此灌注時間盡量不要太長,導管埋深要嚴格限制在2m～6m范圍內(nèi)。千萬不要以為翻漿還很好就不會埋管而使其埋深過大。實踐表明,多數(shù)埋管都是因為這樣大意而造成的。一旦發(fā)生埋管,可先卸掉料斗,用卷揚機或吊車干脆吊拉導管。吊拉時應(yīng)全力小幅間隔快速提動導管,不行猛提硬拉,待導管活動開后再提卸。一般經(jīng)過這樣折騰后的導管尤其是法蘭變形嚴峻,應(yīng)檢修并做水密試驗,合格后再用。2.4塌孔縮徑塌孔的推斷主要應(yīng)依據(jù)實測灌注混凝土量計算混凝土面上上升度和實測值的差值。假如差值突然變大即混凝土上升速度突變,在正常翻漿狀況下,應(yīng)疑為塌孔。輕度塌孔要以接著灌注,重度塌孔宜填實重鉆?？s徑主要同地質(zhì)狀況有關(guān)。例如砂層或富水層,假如停鉆到灌注時間間隔太長,孔內(nèi)泥漿會在自重作用(靜水壓)下失水,水向砂層滲透,泥則附著于孔壁越積越厚,從而加厚了泥壁,減小了孔徑;又如處于地下水位線以上的粘土層會吸奪泥漿中的水份,加厚泥壁的同時自身膨脹,也會減小孔徑;再如砂土層鉆進過快,鉆頭尺寸不夠也是縮徑的一個緣由。以上這些緣由在下鋼筋籠前先下一個同孔一樣粗細的孔規(guī),預(yù)先檢測一下都能夠發(fā)覺并予以訂正,另外再把停鉆到灌注限制在4h以內(nèi),這樣就不會造成縮徑的后果了。2.5短樁頭出現(xiàn)短樁頭主要緣由是灌注接近終了時誤測所致。因此灌注結(jié)束前,由于漿渣過稠,要加重測錘,增多施測點。測量時輕輕上下提動測錘。使之慢慢深化,直至提出后測錘粘有混凝土漿為止,即可測量精確。同樣,灌注過程中。也應(yīng)如此測量,同時靠著測量時對測繩的感覺也能區(qū)分泥漿砂漿和混凝土。泥漿滑膩,砂漿沙松,混凝土有石子的碰撞且較難測入,這些感覺只有有確定閱歷的人才能感覺到。當然樁頂設(shè)計較淺的,也可以插入木桿或鋼筋,持提出后視察所粘水泥漿測量,更直觀。一般短樁頭短少混凝土高度不是很大,可以鑿除樁頭后補足或結(jié)合上部施工。2.6斷樁夾泥夾心a.以上各種事故引起的必定或次生結(jié)果。b.灌注時間過長,首批混凝土已初凝,流淌性降低,續(xù)混凝土灌沖破首批混凝土面上升,致使兩層混凝土中間夾有泥漿渣土。c.清孔不徹底或提鉆時粘連在鉆頭上的泥石塊掉落孔內(nèi)。當首批混凝土巨大沖擊力將這些渣塊托起到確定高度時,由于混凝土面的不勻整上升或托浮力減小,使這些渣塊留裹在混凝土內(nèi)造成夾泥。灌注中局部塌孔也會造成夾泥。d.灌注時間過長,初凝混凝土粘在導管外壁,并隨著終結(jié)時導管的提出而提出,使樁頂部出現(xiàn)豎向空洞或夾泥。e.質(zhì)量不合格混凝土灌入造成斷樁。如偶有一盤嚴峻離析的混凝土灌入或洗刷拌合機的水灌入會在樁內(nèi)形成一層相對勻整的粗料隔離層。f.導管提脫或?qū)Ч苈裆钶^小底口己到浮漿層,造成續(xù)灌混凝土同已灌混凝土連接不良,強度降低或斷樁。g.大幅上提導管后又落下,泥漿簡潔隨導管挾帶進入混凝土后留在混凝土內(nèi)形成夾心。斷樁、夾泥、夾心這些事故只有在成樁檢測后才能發(fā)覺,這就要求我們要實行相應(yīng)技術(shù)措施,預(yù)防和避開此類事故的發(fā)生。如灌前細致檢測增多放測點,盡量削減孔內(nèi)沉淀物;灌注中通力合作,盡量縮短灌注時間;嚴格混凝土拌制,不合格混凝土嚴禁灌入;避開導管大幅提落;提卸導管時小幅振動,削減混凝土的帶出,尤其是結(jié)束前提管更應(yīng)如此。2.7鋼筋籠上浮鋼筋籠隨著混凝土灌入而上升的現(xiàn)象我們稱之為鋼筋籠上浮。這種現(xiàn)象多是因為混凝土上升托浮所致多發(fā)生在籠底離孔底有一段距離,籠重量較輕,樁徑小于1.2m,尤其是1m以內(nèi)的灌注樁。樁徑1.2m以上的較少見．當混凝土埋住鋼筋籠確定深度,導管底口又在籠底以下時,導管底口以上混凝土會隨著繼灌混凝土整體上升,并對鋼筋籠施以向上的摩擦托浮力,這個力不斷加大,在克服籠體自重力及籠同孔壁磨擦力后就會使籠子上升。因此,當發(fā)覺籠子上浮時應(yīng)當提卸導管,盡量減小導管埋深,使其底口高于籠底,減小托浮力．實行以上措施后,籠子就會停止上?。硗?導管也能掛住籠子上升．假如輕提導管,籠子隨著導管上提而上升,且上升幅度一樣,則屬于這種狀況．此時,只要輕輕轉(zhuǎn)動導管,籠子一般會自行落入,反之,籠子上升和提動導管無關(guān),而是隨著續(xù)灌混凝土而上升,則是混凝土托浮所致,應(yīng)提卸導管,提卸導管后還上升的,應(yīng)結(jié)合上部加壓的方法,同時放慢灌注速度,削減每盤混凝土數(shù)量。實行以上措施后,一般籠子都會停止上浮。鋼筋籠已經(jīng)上升,且上升幅度不大,在實行以上措施后,在籠頂施壓,籠子會慢慢沉下;發(fā)覺較