時(shí)間:2013年04月28日 分類:推薦論文 次數(shù):
摘要:鉆孔樁由于施工過程無法直接觀察,且施工質(zhì)量的好壞直接影響到樁基承載力,故對(duì)其質(zhì)量控制尤為重要,本文僅從施工過程中遇到的幾種常見質(zhì)量事故,分析事故原因,提供解決或預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁,施工
正文
鉆孔灌注樁是施工過程中很常見的一種施工方式,因?yàn)槠鋵?duì)地質(zhì)條件有良好的適應(yīng)性,施工工藝簡(jiǎn)單且設(shè)備投入不大,故廣泛應(yīng)用于公路橋梁、鐵路、水利以及工民建工程中。但是由于鉆孔灌注樁的大部分施工都位于地面以下,其施工過程無法直接觀察,成樁后也不能開挖檢測(cè)質(zhì)量,一旦造成質(zhì)量問題,處理起來相當(dāng)麻煩。另外,施工質(zhì)量的好壞直接影響到樁基承載力,因此在施工過程中對(duì)它的質(zhì)量控制尤為重要。本文通過對(duì)施工過程中易出現(xiàn)的幾種質(zhì)量事故分析,淺析鉆孔灌注樁質(zhì)施工過程中的質(zhì)量控制及缺陷處理。
1. 什么是鉆孔灌注樁
灌注樁是指在工程現(xiàn)場(chǎng)通過機(jī)械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁,依照成孔方法不同,灌注樁又可分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾類。鉆孔灌注樁是按成樁方法分類而定義的一種樁型。
2. 鉆孔灌注樁施工工藝
按照所選護(hù)壁形成的不同,鉆孔灌注樁施工方法可以分為泥漿護(hù)壁施工法和全套管施工法。全套管施工法的主要施工步驟除不需泥漿及清孔外,其它的步驟的與泥漿護(hù)壁法都類似。下面主要介紹下泥漿護(hù)壁施工法的步驟
2.1、施工準(zhǔn)備
清理平整場(chǎng)地,放樣定好樁位置,根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及地質(zhì)條件,選擇合適的鉆機(jī)、鉆頭,做好各種原材料及應(yīng)急物資的儲(chǔ)備。
2.2、鉆孔機(jī)的安裝與定位
樁機(jī)定位準(zhǔn)確,是施工的先決條件。先利用鉆機(jī)的動(dòng)力與附近的地籠配合,將鉆桿移動(dòng)大致定位,再用千斤頂將機(jī)架頂起,準(zhǔn)確定位,使起重滑輪、鉆頭或固定鉆桿的卡孔與護(hù)筒中心在一垂線上,以保證鉆機(jī)的垂直度。鉆機(jī)位置的偏差不大于2cm。
安裝鉆孔機(jī)的基礎(chǔ)如果不穩(wěn)定,施工中易產(chǎn)生鉆孔機(jī)傾斜、樁傾斜和樁偏心等不良影響,因此樁機(jī)所在地基必須穩(wěn)固。對(duì)于地層較軟或者有坡度的地基,可用推土機(jī)推平,再墊上鋼板或枕木加固。
2.3、護(hù)筒埋設(shè)
護(hù)筒的材質(zhì)主要有木材、鋼材、鋼筋混凝土三種。要求堅(jiān)固耐用,不漏水,內(nèi)徑比鉆孔樁直徑大。目前工程中以鋼護(hù)筒應(yīng)用最廣泛。鉆孔成敗的關(guān)鍵在于防止孔壁坍塌。當(dāng)鉆孔較深時(shí),在地下水位以下的孔壁土在靜水壓力下會(huì)向孔內(nèi)坍塌、甚至發(fā)生流砂現(xiàn)象。鉆孔內(nèi)若能保持比地下水位高的水頭,增加孔內(nèi)靜水壓力,能為孔壁、防止坍孔。護(hù)筒除起到這個(gè)作用外,同時(shí)好有隔離地表水、保護(hù)孔口地面、固定樁孔位置和鉆頭導(dǎo)向作用等。
2.4、泥漿制備
鉆孔泥漿由水、粘土(膨潤(rùn)土)和添加劑組成。具有浮懸鉆渣、冷卻鉆頭、潤(rùn)滑鉆具,增大靜水壓力,并在孔壁形成泥皮,隔斷孔內(nèi)外滲流,防止坍孔的作用。應(yīng)根據(jù)鉆孔方法和底層深度合理配比泥漿比重。
2.5、成孔
鉆孔是一道關(guān)鍵工序,在施工中必須嚴(yán)格按照操作要求進(jìn)行,才能保證成孔質(zhì)量,要注意開孔質(zhì)量,為此必須對(duì)好中線及垂直度,并壓好護(hù)筒。在施工中要注意不斷添加泥漿,還要隨時(shí)檢查成孔是否有偏斜現(xiàn)象。鉆好的孔應(yīng)及時(shí)清孔,下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。
2.6、清孔
在鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)要求深度后,應(yīng)對(duì)孔深、孔位、孔形、孔徑等進(jìn)行檢查。在終孔檢查完全符合設(shè)計(jì)要求時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行孔底清理,避免隔時(shí)過長(zhǎng)以致泥漿沉淀,引起鉆孔坍塌。清孔方法是使用的鉆機(jī)不同而靈活應(yīng)用。通常可采用正循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)、反循環(huán)旋轉(zhuǎn)機(jī)真空吸泥機(jī)以及抽渣筒等清孔。
2.7、灌注水下混凝土
清完孔之后,就可將預(yù)制的鋼筋籠垂直吊放到孔內(nèi),定位后要加以固定,然后用導(dǎo)管灌注混凝土。
3、施工過程中遇到關(guān)鍵問題及處理方式
3.1、樁孔偏斜
樁孔偏斜主要有兩方面原因,樁機(jī)不穩(wěn)或者地質(zhì)原因
3.1.1、樁機(jī)不穩(wěn)造成偏孔的應(yīng)對(duì)措施
施工作業(yè)前保證施工場(chǎng)地平整,鉆機(jī)安裝平穩(wěn),機(jī)架垂直,并注意在成孔過程中定時(shí)檢查和校正,一旦出現(xiàn)樁孔偏斜,應(yīng)當(dāng)立刻移開鉆機(jī),檢查孔壁情況。如果孔壁較穩(wěn)定,應(yīng)加固地基后繼續(xù)鉆孔。如果孔壁不穩(wěn),應(yīng)當(dāng)及時(shí)回填,待穩(wěn)定后重新鉆孔
3.1.2、地質(zhì)原因造成偏孔的應(yīng)對(duì)措施
應(yīng)仔細(xì)研究巖層走向,采用適當(dāng)?shù)幕靥畈牧匣靥钪劣?jì)算好的高程后靜置一段時(shí)間后恢復(fù)施工。同時(shí)因配合選擇合適的鉆頭及鉆孔速度。
3.2、塌孔
成孔過程中或成孔后發(fā)生孔壁坍塌的現(xiàn)象稱為塌孔,塌孔的成因有恨多,主要有以下幾種情況
3.2.1、清孔時(shí),由于泥漿濃度降低,對(duì)孔壁的壓力減小,砂層在自重作用下發(fā)生坍塌。此種情況可以在泥漿在適當(dāng)摻入水泥漿及早強(qiáng)劑或水玻璃,對(duì)孔壁強(qiáng)度有一定的強(qiáng)化作用。
3.2.2、下放鋼筋籠時(shí),由于刮蹭造成的孔壁坍塌,發(fā)生這種情況,應(yīng)當(dāng)適當(dāng)縮小鋼筋籠直徑,防止刮蹭。
3.2.3、第一罐混凝土澆注時(shí),在較大的上浮力作用下,孔壁土層強(qiáng)度破壞造成坍塌。此時(shí),應(yīng)當(dāng)加大首罐混凝土量、
3.3、縮孔
成孔過程中或成孔后局部孔徑小于設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象稱為縮孔。造成這種現(xiàn)象的多為軟土層受地下水位的影響或周邊車輛振動(dòng)使塑性土膨脹,造成縮孔。對(duì)此,應(yīng)該采取諸如降低地下水位、減少施工機(jī)械在周邊車輛的振動(dòng)、提高泥漿的比重、加強(qiáng)護(hù)壁等措施. 對(duì)易縮徑部位也可采用上下反復(fù)掃孔的方法來擴(kuò)大孔徑。
3.4、導(dǎo)管進(jìn)水
3.4.1、首批混凝土儲(chǔ)量不足,或雖然混凝土儲(chǔ)量足已夠,但導(dǎo)管底口距孔底間距過大,混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口,以至泥水從底口進(jìn)入導(dǎo)管。此時(shí),應(yīng)即時(shí)將導(dǎo)管提出,將散落在孔底的混凝土拌和物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機(jī)、水利吸泥機(jī)以及抓斗出。不得已時(shí)需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土,重新灌筑。
3.4.2、導(dǎo)管接頭不密封,接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開,或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入。或者導(dǎo)管提升過猛,或測(cè)深出錯(cuò),導(dǎo)管底口超出原混凝土面,底口涌入水泥。面對(duì)二種情況,應(yīng)視具體情況,拔換原管下新管,或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌,但灌筑前應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)的水和沉淀用吸泥和抽水的方法吸出。如系重新下管,必須用潛水泵將管內(nèi)的水抽干,才可以繼續(xù)灌注混凝土。
3.5、堵管
在灌筑過程中,混凝土在導(dǎo)管中不下去,稱為堵管。有以下兩種情況:
3.5.1、初灌注時(shí)隔水栓堵管:或由于混凝土本身的原因,如坍落度過小,流動(dòng)性差,夾有大粒徑骨料、拌制不均勻,以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析,導(dǎo)管漏水,雨天送混凝土未加遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗骨料集中而造成堵管。
處理辦法可用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管,或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器使隔水栓下落。如仍不能下落時(shí),則應(yīng)將導(dǎo)管連同其內(nèi)的混凝土提出孔外,進(jìn)行清理修整,然后重新布裝導(dǎo)管,重新灌注。
3.5.2、機(jī)械發(fā)生故障或其它原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過久,或灌注時(shí)間持續(xù)時(shí)間過長(zhǎng),最初灌注的混凝土已經(jīng)初凝,增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在導(dǎo)管內(nèi)。其預(yù)防方法是灌注前應(yīng)仔細(xì)檢修灌注機(jī)械,并準(zhǔn)備備用機(jī)械,發(fā)生故障時(shí)立即調(diào)換備用機(jī)械;同時(shí)采取措施,加快灌注速度。
當(dāng)灌注時(shí)間已久,孔內(nèi)首批混凝土已初凝,導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土,此時(shí)應(yīng)將導(dǎo)管拔出,重新安設(shè)鉆機(jī)鉆孔。
3.6、斷樁
由于灌注中提升導(dǎo)管失誤、混凝土供應(yīng)中斷(下雨、停電、機(jī)械故障等)或?qū)Ч苈┧仍驅(qū)е聦?dǎo)管中已灌注的混凝土與導(dǎo)管的混凝土隔斷,無法繼續(xù)灌注的現(xiàn)象通稱為斷樁。
在灌注過程中認(rèn)定發(fā)生斷樁事故后,應(yīng)立即停止繼續(xù)灌注,提拔導(dǎo)管和鋼筋籠,盡量將損失降低到最小。并采取以下辦法處理:斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長(zhǎng)的三分之一以下時(shí),一般采取沖擊鉆清除已灌注部分,再實(shí)施原位恢復(fù)。斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長(zhǎng)的三分之二以上且距離孔口深度不大于10m時(shí),先進(jìn)行鉆孔壁加固,而后進(jìn)行鉆孔樁的接長(zhǎng)比較經(jīng)濟(jì)。斷樁截面位置處于設(shè)計(jì)樁全長(zhǎng)的三分之一與三分之二之間的,應(yīng)對(duì)各種處理方法進(jìn)行對(duì)比,選擇經(jīng)濟(jì)、可行的處理方法。樁長(zhǎng)大于50m的樁出現(xiàn)的斷樁情況,應(yīng)對(duì)處理方案詳細(xì)論證后著手,切勿盲目操作以免帶來較大的損失。
3.7、浮籠
產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因與混凝土的頂推力有關(guān),但預(yù)防不力是一個(gè)因素,所以下籠時(shí)應(yīng)采取相對(duì)固定措施,盡可能多焊幾條主筋在鉆機(jī)底座上,增加固結(jié)力。在混凝土面接近和進(jìn)入鋼筋籠時(shí),應(yīng)保持許可范圍之內(nèi)的較深埋管,并連續(xù)灌注混凝土盡可能減少混凝土從導(dǎo)管底口出來后對(duì)鋼筋籠的沖擊力;當(dāng)混凝土進(jìn)入鋼筋籠時(shí)一定深度后,適當(dāng)提升導(dǎo)管,以增加鋼筋籠的埋深,使得混凝土與鋼筋籠的握裹力保證鋼筋籠不至上浮。如果出現(xiàn)上浮,應(yīng)盡快處理,扼制繼續(xù)上浮,最好用多根直徑6cm左右鋼管套住鋼筋籠主筋再焊在護(hù)筒上,并用鋼筋或方木成網(wǎng)狀壓住所焊鋼管及護(hù)筒,這樣還能保證鋼筋籠上浮時(shí)不至過分偏位。