鉆孔樁澆筑水下混凝土的質(zhì)量控制

鉆孔樁澆筑水下混凝土的質(zhì)量控制摘要：目前在高速鐵路施工中，橋梁比例占80%以上，鉆孔樁被廣泛的應(yīng)用，而現(xiàn)場灌筑鉆空樁水下混凝土?xí)r的質(zhì)量控制又是保障整個鉆孔樁基礎(chǔ)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。此文詳細(xì)地總結(jié)和論述了鉆孔樁現(xiàn)場灌筑水下混凝土?xí)r經(jīng)常出現(xiàn)的各類質(zhì)量問題，深入淺出地闡述了這些質(zhì)量問題形成的原因：預(yù)防措施以及有效的治理辦法。關(guān)鍵詞：鉆孔樁水下混凝土質(zhì)量控制橋梁工程質(zhì)量中最多的是鉆孔樁的施工質(zhì)量問題，鉆孔樁出現(xiàn)問題會嚴(yán)重影響整個橋梁的質(zhì)量和壽命。所以只有正確認(rèn)識、處理鉆孔樁澆筑混凝土過程中出現(xiàn)的各種問題，做到以預(yù)防為主，防治結(jié)合，才能保證鉆孔樁工程的施工質(zhì)量。下面就橋梁鉆孔樁灌筑水下混凝土施工中常見的各類質(zhì)量問題及其預(yù)防和處理措施做一簡單概述。1混凝土澆筑時導(dǎo)管進(jìn)水澆筑樁首次澆筑混凝土?xí)r，孔內(nèi)泥漿及水從導(dǎo)管下口灌入導(dǎo)管；灌筑中，導(dǎo)管接頭處進(jìn)水；澆筑中，提升導(dǎo)管過量，孔內(nèi)水和泥漿從導(dǎo)管下口涌入導(dǎo)管。導(dǎo)管進(jìn)水，輕者會造成樁身混凝土離析，輕度夾泥；重者則會產(chǎn)生樁身混凝土夾層甚至發(fā)生斷樁事故。1.1原因分析首次澆筑混凝土?xí)r，由于灌滿導(dǎo)管和導(dǎo)管下口至樁底部間隙所需的混凝土總量計算不當(dāng)，使首灌的混凝土不能埋住導(dǎo)管下口，是全部沖出導(dǎo)管以外，造成導(dǎo)管底口進(jìn)水事故。在澆筑混凝土過程中，由于未連續(xù)澆筑，在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生氣囊。當(dāng)下次聚集大量混凝土拌合物猛灌時，導(dǎo)管內(nèi)氣囊產(chǎn)生高壓，將兩節(jié)導(dǎo)管間的封水橡皮墊擠出，致使導(dǎo)管接口漏空而進(jìn)水。導(dǎo)管拼裝后，未進(jìn)行水密實驗。一但接頭不嚴(yán)密，水就會從接口處漏入導(dǎo)管。測深時，因為誤判造成導(dǎo)管提升過量，致使導(dǎo)管底口脫離孔內(nèi)的混凝土液面，使泥水進(jìn)入。1.2預(yù)防措施確保首批澆筑混凝土的總方量能滿足填充導(dǎo)管下口與樁底面間隙和使導(dǎo)管下口首灌時被埋沒深度＞1m的需要。首次澆筑時到下口距孔底一般不超過0.4m。在提升導(dǎo)管時，用標(biāo)準(zhǔn)測深錘測好混凝土表面的深度，控制導(dǎo)管提升高度，始終保持導(dǎo)管底口處于已灌入混凝土液面下不少于2m的位置。下導(dǎo)管前導(dǎo)管應(yīng)進(jìn)行試拼，并進(jìn)行導(dǎo)管的水密性、承壓性和接頭抗拉強度的實驗，還要檢查待拼接導(dǎo)管其軸線是否在一條直線上。入孔拼裝時，各節(jié)導(dǎo)管的編號及編號所在的圓周方位應(yīng)與試拼時相同，不得錯、亂，或編號不在一個方位。首次澆筑混凝土?xí)r要保持連續(xù)澆筑，盡量縮短間隔時間。當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土還未飽滿時應(yīng)徐徐地澆筑，防止導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣囊。1.3治理方法一但發(fā)生首次澆底口進(jìn)水和澆筑中導(dǎo)管提升過量進(jìn)水的情況，應(yīng)立即停止?jié)仓⒗脤?dǎo)管做吸泥管，以空氣吸泥法將已澆筑的混凝土拌合物吸出。針對發(fā)生原因并予以糾正后，要重新澆筑混凝土。2混凝土導(dǎo)管堵管澆筑混凝土?xí)r，導(dǎo)管提升很高，導(dǎo)管底口埋人混凝土接近1m,但是澆筑在導(dǎo)管中的混凝土仍不能涌翻上來。造成澆筑中斷。一旦澆筑中斷再次澆筑時易形成高壓氣囊，嚴(yán)重時可能發(fā)生斷樁。2.1原因分析混凝土發(fā)生離析，粗骨料集中而造成導(dǎo)管堵塞。澆筑時間持續(xù)過長，最初澆筑的混凝土已初凝，加大了管內(nèi)混凝土下落的阻力，使混凝土堵在管內(nèi)。2.2預(yù)防措施澆筑混凝土的坍落度宜在18?22cm之間，并保證具有狼毫的和易性，確保在運輸和澆筑過程中不發(fā)聲顯著離析和泌水現(xiàn)象。保證混凝土的連續(xù)澆筑，澆注中斷間隔時間不應(yīng)超過30min。2.3治理方法當(dāng)澆筑開始不久發(fā)生堵管時，可用長桿沖，搗或用振動器振動導(dǎo)管。若無效果，拔出導(dǎo)管，用空氣吸泥機或抓斗將已灌入孔底的混凝土清出，更換新導(dǎo)管，準(zhǔn)備足夠儲量混凝土，重新澆筑。3鋼筋籠在灌筑混凝土?xí)r上浮鋼筋籠入孔后固定不牢，在澆筑混凝土?xí)r發(fā)生上浮。鋼筋籠一旦發(fā)生上浮，基本無法歸位。只能將其從孔中取出，從而改變樁身配筋數(shù)量，損害樁身抗彎強度。3.1原因分析混凝土由漏斗順導(dǎo)管向下澆筑時?；炷恋奈荒墚a(chǎn)生一種頂托力，該種頂托力隨澆筑時混凝土位能的大小，澆筑速度的快慢。首批混凝土的流動速度及表而標(biāo)高大小而變化。當(dāng)頂托力大于鋼筋籠的重量時，鋼筋籠會被浮推上升。3.2預(yù)防措施摩擦樁應(yīng)將鋼筋骨架的幾根主筋延伸至孔底，鋼筋骨架上端在孔口處與護(hù)筒相接固定。撓筑中，當(dāng)混凝土表面接近鋼筋籠頂時，應(yīng)放慢混凝土的澆筑速度，并應(yīng)使導(dǎo)管保持較大埋深，使導(dǎo)管底口與鋼筋籠底端間保持較大距離，以便減少對鋼筋籠的沖擊?；炷帘砻孢M(jìn)入鋼筋籠一定深度后。應(yīng)適當(dāng)提升導(dǎo)管，使鋼筋籠在到下口有一定埋深，但注意導(dǎo)管埋入混凝土表面應(yīng)不小于2m。4灌筑混凝土?xí)r樁孔坍孔澆筑水下混凝土過程中，如果護(hù)筒內(nèi)泥漿水位忽然上漲益出護(hù)筒，隨即驟然冒出氣泡，著是坍孔前的征兆。這時如用測深錘探測到的混凝土面與原深度相差很遠(yuǎn)，可確定為坍孔。造成樁身擴徑，樁身混凝土夾泥。嚴(yán)重時會引發(fā)斷樁事故。4.1原因分析在澆筑混凝土過程中，孔內(nèi)外水位未能保持一定高差；在潮汐地區(qū)施工，沒有采取措施穩(wěn)定孔內(nèi)水位。護(hù)筒刃腳周圍漏水，孔外堆放重物或有機器震動，也容易使孔壁坍孔。導(dǎo)管卡掛鋼筋籠及堵管時，均易同時發(fā)生坍孔。4.2治理方法澆筑混凝土的同時，采取各種措施來穩(wěn)定孔內(nèi)水位，還要防止護(hù)筒及孔壁漏水。用吸泥機吸出坍入孔內(nèi)的泥土。同時保持或加大水頭高度，如不再坍孔，可繼續(xù)演筑。如用上法處治，仍不能阻止坍孔，或坍孔部位較深，宜將導(dǎo)管、鋼筋籠拔出，回填黏土，重新鉆孔。5埋導(dǎo)管事故導(dǎo)管從已灌入混凝土的孔內(nèi)提升困難，甚至拔不出。容易使?jié)仓┕け黄仁怪袛?，甚至出現(xiàn)斷樁事故。5.1原因分析澆筑混凝土過程中，導(dǎo)管埋入混凝土較深，埋入深度大于6m時，發(fā)生埋導(dǎo)管事故的幾率會大大增加。導(dǎo)管埋入混凝土超過0.5h未提升，部分混凝土初凝，將導(dǎo)管凝固住。5.2預(yù)防措施導(dǎo)管接口形式采用卡口式，以縮短導(dǎo)管拆卸過程中埋人混凝土的滯留時間，在混凝土中摻入緩凝劑，并采取措施，加快澆筑速度。混凝土在澆筑過程中應(yīng)不時提升導(dǎo)管，并確保導(dǎo)管埋深不大于6m。5.3治理方法一旦發(fā)生埋導(dǎo)管，可用鏈?zhǔn)交嚒⑶Ы镯?、卷揚機進(jìn)行試拔。若確實無法拔出，可加力拔斷導(dǎo)管，然后按斷樁處理。6樁頭澆筑高度短缺已澆筑的樁身混凝土，沒有達(dá)到樁頂設(shè)計標(biāo)高以上0.5?1.0m的高度。有地下水時，需要水下施工；無地下水時，需進(jìn)行接樁，造成人力、財力、時間的浪費，加大工程成本。6.1原因分析混凝土澆筑后期，澆筑產(chǎn)生的超壓力減小，導(dǎo)管埋深較??；測深時儀器不精確；將過稠漿渣、坍落土層誤認(rèn)為混凝土表面，使導(dǎo)管提冒漏水。測錘及吊錘索不標(biāo)準(zhǔn)，手感不明顯。未沉至混凝土表面，檢測數(shù)據(jù)已顯示達(dá)到標(biāo)高要求，誤導(dǎo)施工人員過早拔出導(dǎo)管，中止?jié)仓Ｊ┕と藛T不懂得首灌混凝土?xí)r。有一層混凝土從開始澆筑到澆筑完成，一直受水或泥漿浸濁，還不可避免地有泥漿、鉆渣等雜物混入，成樁質(zhì)量較差，在澆筑后必須鑿去，因此，在設(shè)計澆筑的樁頂標(biāo)高時，未增加0.5?1.0m的預(yù)留高度，但仍接正常施工程序進(jìn)行鑿除，致使樁頂?shù)陀谠O(shè)計標(biāo)高。6.2治理方法盡量采用準(zhǔn)確的水下混凝土表面測深儀，提高數(shù)據(jù)檢測的精確度。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)測深錘檢測時，可在澆筑快要結(jié)束時，用取樣盒等容器對已澆筑的混凝土進(jìn)行取樣，鑒定良好混凝土面的位置。對于水下澆筑的樁身混凝土，為防止鑿樁頭后出現(xiàn)樁頭短缺，必須在設(shè)計樁頂標(biāo)高基礎(chǔ)上增加0.5?1.0m的高度(底限值用于泥漿比重小、澆筑過程正常的樁；高限值用于發(fā)生過堵管、坍孔等澆筑不順利的樁)。無地下水時，在開挖后做到接樁處理。有地下水時，接長護(hù)筒。沉至已澆筑的混凝土表面以下，然后抽水、清渣，按接樁處理。7夾泥、斷樁先后2次澆筑的混凝土部分截面之間，夾有泥漿或鉆渣層，為夾泥；如屬于整個截面有夾泥層或混凝土截面處完全離析，基本無水泥漿粘結(jié)時，為斷樁。夾泥或斷樁的存在使樁身混凝土粘結(jié)連續(xù)，無法承受彎矩和地震引起的水平剪切力，使樁報廢。7.1原因分析澆筑水下混凝土?xí)r，混凝土的坍落度過小，集料級配不良，粗骨料顆粒太大，澆筑前或澆筑中混凝土發(fā)生離析；或?qū)Ч苓M(jìn)水等使樁身混凝土產(chǎn)生中斷。澆筑過程中出現(xiàn)的堵塞導(dǎo)管或?qū)Ч芸⊕熹摻罨\，埋導(dǎo)管，嚴(yán)重坍孔等，如果處理不當(dāng)，都會演變?yōu)闃渡韲?yán)重夾泥及混凝土樁身中斷的嚴(yán)重事故。清孔不徹底或澆筑時間過長，首批混凝土已初凝，而繼續(xù)灌人的混凝土沖破頂層與泥漿相混，或?qū)Ч苓M(jìn)水，坍孔，均會在兩層混凝土中產(chǎn)生部分夾有泥漿渣土的截面。7.2預(yù)防措施嚴(yán)格按設(shè)計或規(guī)范要求控制混凝土坍落度。盡量延長混凝土初凝時間(如盡量用初凝慢的水泥，加緩凝劑，盡量用卵石，加大砂率，控制石料量大粒徑。)澆筑混凝土前，應(yīng)檢查導(dǎo)管、混凝土罐車、攪拌機等設(shè)備是否正常，并有備用的設(shè)備、導(dǎo)管，確?；炷聊苓B續(xù)澆筑。隨灌混凝土提升導(dǎo)管，做到“連灌、勤測、勤拔管”，隨時掌握導(dǎo)管埋入深度，避免導(dǎo)管埋人過深或過淺。采取措施，避免到卡掛鋼筋籠；避免出現(xiàn)堵管，埋導(dǎo)管、澆筑中坍孔、導(dǎo)管進(jìn)水等質(zhì)量問題。7.3治理方法斷樁或夾泥發(fā)生在樁頂部時，可將其剔除，然后接長護(hù)筒并將護(hù)筒壓至澆筑好的混凝土面以下，然后抽水、除渣，進(jìn)行接樁處理。用地質(zhì)鉆孔對樁身鉆芯取樣，如果發(fā)現(xiàn)有蜂窩、松散、裹漿等情況取芯率小于40%時)，或樁身混凝土有局部松散、夾泥和局部斷樁時，應(yīng)采用壓漿補強方法處理。對于嚴(yán)重夾泥、斷樁事故