文章摘要:本文通过工程的实际情况,详细阐述了钻孔灌注桩施工中较为普遍的问题(如钻孔缩径、钻具折断以及孔壁坍塌埋钻等)和灌注成桩施工中经常发生的事故(埋管、离析、缩颈等)的相应原因,针对相应的问题提出对应的解决办法。相信国内今后的桥梁工程施工技术会变得越来越完善。
0引言
钻孔灌注桩作为民用建筑以及工业建筑普遍采用的一类基础形式来说,具有很多优点,主要包括:较强的适应性、简便的施工操作、较低的施工噪音、没有挤压与振动、主要设备投入少等。钻孔灌注一般在地下进行施工的,所以施工中或者是竣工时不可避免的存在一些问题,主要为:施工过程不能进行直接观察,浇注成型后的验收也无法直接开挖进行验收,因此,对于钻孔灌注桩来说,则比较容易出现质量的问题。本文详细阐述了钻孔桩钻孔的整个过程以及混凝土灌注过程中所普遍存在的问题,分析了产生问题的根本原因,根据实践摸索出了相应的规律以及控制措施,希望对今后的施工起到一定的借鉴作用。
1钻孔灌注桩概述
钻孔灌注桩施工作为隐蔽工程来说,成桩质量的合格与否直接决定了桥梁的承载能力以及桥梁的相应使用功能。控制钻孔灌注桩的施工质量,不仅是保证桥梁施工质量的一个重要阶段,同时也是桥梁工程质量监测较为重要的内容。
1.1. 配置原料
混凝土原料的选择对于钻孔灌注桩的整个施工过程来说,是至关重要的。粗骨料最好采用卵石以及石子,它们的含泥量不大于2 % ,此举的目的主要是使混凝土的流动性得到提高,防止堵管现象的出现。对于一般的混凝土来说,初凝时间大概是3-5h,对于此初凝时间的混凝土,只可以满足浅孔小桩径灌注的相应要求,作为深桩灌注的混凝土,其对初凝时间的要求大概是5~7h,所以配置混凝土的同时需要加入缓凝剂,控制混凝土的初凝时间不小于8 h,为了保证混凝土良好的工作性,所以应按配合比设计规程对混凝土的原材料进行合理设计,先将胶凝材料与粗细骨料倒入料斗,开动搅拌机60s后,加入30%的水,然后与拌合料一起均匀加入60 %的水,最后,加入10 %的水即可,控制加水到出料时间在60 秒之内,坍落度则应保持在180~200mm之间为宜,混凝土灌注距桩顶大概5m,坍落度则应保持在160~170mm之间为宜,此举是控制桩顶的浮浆量不致过高。
1.2.打桩工序
钻孔灌注桩施工时,一般是通过一侧向单一方面进行,采用两侧同时进行的方式打桩,或者自中间向四周打的方式。打桩的顺序直接决定了打桩的速度以及桩基的质量。所以,应充分考虑到地基土壤的挤压情况、桩距之间的大小、桩机的综合使用性能、相应建设工程的工期要求等,从而确保桩基的质量问题。减少桩机的移动以及转向,可以加速打桩,由一侧向单一的方向进行,桩机属于单向移动,对于桩的就位、起吊都很有利,所以,打桩的效率大大提高;灌注操作技术分为首批混凝土的浇注与后续混凝土的浇注等过程。对于前一过程,混凝土的浇注量和泥浆至混凝土面的高度、混凝土面至孔底的高度、泥浆的密度、导管的内径以及桩的直径有关系。孔径越大,则首批浇注的混凝土量就越大。由于砼的量较大,所以搅拌时间就会相应相应延长,搅拌时间的延长可能导致离析。首批砼在下落时,由于其工作性降低,收到的阻力越来越大,经常出现堵管的问题,甚至在漏斗内部还会残留一些混凝土,这时候,应该加大设备的起重能力,迅速将混凝土加入漏斗,以此便可使混凝土可以顺利地下滑至孔底,加满后,还要继续加混凝土,进行后续的浇注。在后续的浇注中,当出现非连续性的浇注时,漏斗中的混凝土下落之后,应牵动导管,并查看孔口返浆情况,直至孔口不再返浆为止。
2钻孔灌注桩存在的质量问题以及控制措施
2.1.导管问题
2.1.1管内进水
某市政工程桥梁工程工程造价为1200万,其中包含了一座横跨城市河道的桥梁,桥梁的宽度胃45m,长度为60m,工程主要分为三跨,桥梁板则是预应力后张梁板,两侧部分是双排灌注桩,中间部分则是单排灌注桩。
在施工承台浇注水下混凝土时,导管的内部的混凝土出现了大量秘水的现象,孔内的泥浆呈现下降的趋势。水流的声音不断增大,由此可以判定是导管的连接部分出现了漏水。通过排查可以确定是连接导管的螺丝脱落,才会导致导管连接部分出现空隙,将孔内的泥浆挤入导管内部,此时如果还继续浇注混凝土,就会在混凝土的内部将形成一个泥浆的夹层。
管内进水对于许多桥梁工程来说,是较为普遍的现象。此类问题是可以避免的,这种现象是工程技术人员、施工人员的大意以及导管的质量所导致的。导管对于进行水下混凝土浇注来说,是非常重要的设备,必须要严格把握质量关。通过相关规范,导管在使用前一定要对其进行检漏以及抗拉力的试验操作,认真细心地做好每节导管的相应组装编号,导管安装完毕后还要进行相关工作,必须建立复核以及检查的制度;导管的直径是基于桩径以及粗骨料的最大粒径来确定的,较宜采用大直径的导管;
2.1.2埋深控制
若导管埋置的深度过大,相应就会出现浇注时间增长、混凝土堵管时处理时间过长对混凝土凝结时间造成不利的影响,也就是先期浇注的混凝土已经凝结,这样导管将不能提起;另外,当导管的底口和孔底的距离较大时,首批浇注的混凝土不能完全埋人导管,这样一来,就导致了断桩问题的出现;还有,当导管提起时,往往出现导管提拔过量,出现导管口处于泥浆层或者是泥浆与混凝土的混合层中的现象;或者导管口直接拔出混凝土面,从而出现断桩。对于上述问题的解决办法是在下导管时,其底口距孔底的距离最好保持在400~500mm之间。在浇注时,导管的埋置深度一定要保持在2000~4000mm之间。提拔导管时,要通过混凝土的浇注深度和已拆下导管的长度来准确计算提拔导管的长度,坚决杜绝随意提拔导管。
2.2.卡管控制
对于卡管,就是初次浇注混凝土时,隔水栓堵管;由于混凝土工作性的降低,造成了混凝土骨料的离析,粗骨料粒径过大;各种机械设备的故障所引起的混凝土浇注不连续,停留在导管中的时间过长而导致了卡管。为了防止卡管现象的出现,要认真检查所组装的导管,严格控制混凝土粗骨料的最大粒径、坍落度的合理范围以及拌和时间的长短,尽可能减少混凝土在导管中的停留时间;还必须要使隔水栓的最大直径应与导管的内径相匹配,并具备良好的隔水性能。浇注混凝土时,应严格控制混凝土的搅拌时间以及混凝土坍落度的合理范围。对于水下混凝土来说,则必须拥有较高的工作性,通过实验室确定最佳配比,作为水下混凝土,可以适当掺外加剂。为了保证导管连接部位的密封性是否良好,导管在使用前一定要做水密试验。
2.3控制坍孔
坍孔现象是指由于孔内部的水位突然下降,细密的水泡从孔口冒出,钻具长时间不进尺或者是进尺的速度较慢,钻机负荷明显增大而引发的一种现象。在测量孔深的过程中,如果和钻进的深度不一致,则表明已出现坍塌的现象。导致坍孔出现的原因主要由以下几种:一是泥浆的密度较小,护壁不可靠,尤其是施工地区的松软土层以及淤质土层较多的原因,若没有根据当地的实际情况而采用适当密度的泥浆,则很容易发生坍孔。二是水头的高度不够,孔内部的静水压力随之降低,施工期在汛期时,河水上涨的原因,可以相对降低钻孔内的水头,若钻孔时碰到透水性能较好的砂层,静水压力如果降低,那么孔壁周围的水会携带砂粒流向孔内,长此以往便会引起坍孔。三是护筒掩埋的深度不够。孔口位置经常受水浸泡,较软,而且钻机运转时带来的剧烈震动,所以孔口容易引起坍陷。必须在钻孔施工期间解决坍孔,就必须要严格执行国内的相关规范,完成钻孔后,一定要检测孔的深度、直径以及倾斜的角度,对于孔的直径以及孔的深度必须要达到设计的要求,倾斜度要小于1 %。在吊放钢筋笼之前要进行清孔的相关工作,主要是对孔内的石渣以及泥浆进行简单必要的清理使孔内的含泥量以及含渣量均符合设计及图纸的相关要求。护筒定位以后,要立刻对护筒的位置进行复核,保证护筒、桩位的中心线偏差要小于等于50mm,并确定回填土的密实程度,防止钻孔过程中漏浆现象的发生。施工时,自然地坪的标高不可避免的会产生变化,为了能够准确地控制钻孔的深度,则要求及时复核底梁的水平以及桩具的总长度并仔细记录数据。这样便可以在成孔后根据钻杆留出的长度来检测成孔所达到的深度。
3结束语
通过上述分析可知,钻孔灌注桩施工质量的影响因素有很多,因此其施工技术性的要求相对较高。若对施工技术的相关知识掌握不牢固的话,就会随时发生严重的质量事故。因此,提高桥梁钻孔桩施工工艺,严格确保施工工序对于桥梁建设来说,非常有利。施工中难免会存在很多的质量问题,只要严格控制,相关职能部门严格执行监督检测职能。相信这些问题都可以解决的。
【参考文献】
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{作者简介}
司徒穗生:主要研究方向:建筑工程管理。广州市第二市政工程有限公司。