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旋挖钻孔混凝土灌注桩常见质量问题防治措施

2021-01-21张爱萍

四川水泥 2021年9期
关键词:沉渣压浆护筒

张爱萍

(诸城市房地产业发展中心, 山东 诸城 262200)

我国从上世纪八十年代引进了混凝土灌注桩技术,逐渐代替了其他机械成孔或是人工成孔。但是,我们知道,旋挖钻孔混凝土灌注桩对地质要求高,且是地下隐蔽作业,在施工时,如果操作不当,很容易导致发生质量方面的问题,而且,处理这些问题也是相对较难。

1 钻孔时伴随的施工质量问题及相应措施

1.1 护筒外壁冒水 问题及措施

护筒外壁冒水,这一问题严重时,会导致护筒移位、地基下沉,进而发生钻孔倾斜,严重时,整个工程都没法施工。

埋筒的时候,要用粘土(必须是最佳含水量)对坑地及其周边进行分层夯实。就护筒而言,在适当的高度进行开孔,让其内部的水头高度保持在1.25(±0.25)米。起落钻头的时候,注意不要碰到护筒。一旦发现护筒冒水,必须停止钻孔,在护筒的周围,用粘土加固,假设护筒发生位移或者是下沉,就必须要进行重新安装。

1.2 孔壁坍陷问题及措施

钻进时,假设发现排出泥浆中一直有气泡出现,或者是突然发生漏失,就说明发生了孔壁坍陷[1-3]。

1.3 缩径及措施

缩径就是指实际孔径比设计孔径小。

防治的时候,要用优质泥浆让失水量得以降低。

1.4 钻孔偏斜问题及措施

桩孔在钻孔之后,出现了非常明显的弯曲或是垂直偏差。如何防治呢?先是把场地夯实,轨道枕木着地必须均匀,钻机安装的时候,桩位坐标和钻头吊绳线,一定要在同一轴线上。在地质不均的情况下进行钻孔时,要用自重大的钻机。每项工作进行前,都必须要检查好偏斜度,及时发现并纠正问题[4-5]。

1.5 桩底沉渣及措施

引起桩底沉渣的原因主要有:未彻底清孔;泥浆注入数量少或者是比重太小难以浮起沉渣;吊放钢筋笼时,碰到孔壁致使泥土坍落;清孔以后的待灌时间太长,导致发生泥浆沉积现象。

如何防治:选用泥浆的时候,要选性能好的,且对其粘度、比重进行严格控制;吊放钢筋笼的时候,笼中心和桩中心必须一致,以免孔壁被碰。用大吨位的吊车,一次性下沉成形的钢筋笼,这样能够减少沉渣。钢筋笼下沉完成后,检查一下沉渣状况,假设沉渣量超标,就要用导管二次清孔,直至沉渣厚度、孔口返浆比重 达标。灌注混凝土的时候,导管的底部和孔底之间的距离要保持在35(±5)毫米,混凝土的储备必须充分,导管必须埋入混凝土中一米以上,充足的混凝土可以产生极大的冲击力,我们可以借助这一力量,将孔底的沉渣彻底溅除掉。

例如,杨柏桩基的施工过程中,用到了两种新钻孔机械:旋转钻、旋挖钻。旋挖钻适用于没有漂石的土质或是砂砾底层、施工速度很快,但是,一定得采取措施确保护壁的稳妥。在杨柏线沙河漫水桥工程中,大多数的钻孔都是用旋挖钻施工的,每天可以挖2到3个,前期护壁的时候可用膨润土,后期用红土,红土的防护效果不如膨润土,并且,钢筋笼接长所用时间过长,混凝土灌注时,时常发生灌孔塌孔,钢筋笼立焊完成后再对孔深进行测量,沉淀最大时超过3米,这样就得再将钢筋笼吊出来,重新用旋挖钻将沉淀挖出, 重新下钢筋笼,再重新灌注混凝土。这样,检测桩基的时候,就会出现长短不一的状况。

1.6 不能准确判断入岩桩基

因地质状况复杂,需要将观察废渣、钻孔进尺二者结合起来做鉴定,每2到3小时进尺大约10厘米,同时,废渣坚硬不易粉碎,方可认为是进入中风化岩层,然后按照设计标准再继续施工。假设在这之后,钻孔进度明显加快,就要重新判断,否则的话,极有可能会埋下质量安全隐患。

AB求出后,用该井地层顶面海拔深度(-5 100 m)减去AB就得到气水外边界线的平面作图深度,该作图深度加上气水界面的高度就是气水内边界线的作图深度。

2 灌注水下混凝土存在的施工质量问题及措施

2.1 卡管

水下混凝土灌注时被卡,没法继续进行。

如何防治:灌注混凝土的时候,要做好混凝土坍落度、搅拌时间等参数的控制工作。水下混凝土一定要有较强的和易性,实验室确定混凝土的配合比,坍落度需要控制在20(±2)厘米,粗骨料直径需要小于钢筋笼主筋和导管直径最小净距的四分之一,同时,还要小于4厘米。建议在水下混凝土中加入适当的外加剂,这样可以有助于改善混凝土的和易性。导管连接处要确保密封,使用导管之前,要试拼装、试水压力,结合实际状况确定相应参数。比如说:30米的桩,按照泥浆比重1:1来计算,试水压力为3.3Mpa,这样导管就不易进水。浇筑混凝土的时候,要将混凝土慢慢倒进漏斗导管,这样就不会在导管内部有高压气塞产生。施工时,要对施工设备进行监控,保证每台设备均可正常运行。

2.2 钢筋笼上浮

钢筋笼位置比设计位置高。

如何防治:务必要精准定位钢筋笼的初始位置,同时和孔口牢牢固定在一起。适当增加关注混凝土的速度,减短混凝土灌注的时间,或者是掺加相应的外和剂,以防混凝土的顶层,在进入到钢筋笼中时,其流动性会降低,当混凝土接近钢筋笼的时候,要将导管埋深控制在1.75(加减0.25)米。混凝土灌注时,要随时检查导管的埋深和混凝土浇注高度,混凝土的浇筑高度超过钢筋笼底端2.5(±0.5)米,要把导管提到钢筋笼的低端以上。通常,导管在混凝土中的埋深要在3米左右,不可<1米,也不可大于5米,一定不能让导管露出混凝土。如果出现钢筋笼上浮的状况,应该马上停止混凝土灌注,同时,精准计算已经浇筑的混凝土的标高、导管埋深,将导管提升之后,再浇筑混凝土,就不会再产生上浮现象。

2.3 断桩

混凝土凝固了以后,就没有连续性了,有泥土填充在混凝土的中间,就会断桩。

断桩原因:一是,导管底部和孔底之间的距离太远,混凝土被稀释,导致水灰比明显增加,不凝固的混凝土填充在基岩和混凝土桩体之间;二是,导管密封性欠佳,或者是受到流动着的地下水的影响,有水分浸入到混凝土中,混凝土的水灰比因此增加了很多,致使桩身出现了混凝土不凝固的现象;三是,混凝土浇筑的过程中导管起拔太多,或者是因为等待物料、临时停电等原因形成灰渣,桩身中出现了岩渣沉积现象,把混凝土桩分成了上下层;四是,混凝土浇注的过程中,灌入时没经过导管,而是从孔口倒入灌注的混凝土,混凝土被离析,坚硬程度不够,甚至还有一些孔段存在疏松状况。

如何防治:成孔以后,一定要认真清理,清理时间取决于孔内的清洁状况,清孔完成后,必须第一时间将混凝土灌注其中,这样孔底的沉渣状况才不会超标 ,混凝土灌注之前,必须要对孔的直径、首次灌注混凝土的总量进行非常精细认真地测量和计算,浇注混凝土时,要时刻控制导管埋深、混凝土标高,一定要准确提升导管,同时在操作的时候,遵守相关规定。必须严格控制混凝土配合比,混凝土一定得有非常好的流动性,坍落度方面,也要满足灌注要求。混凝土必须要从导管灌入完成灌注,整个灌注过程既快速又连续,灌注的混凝土必须确保要熟练足够,灌注时不要停水停电。

3 常见的桩基事故处理措施

补桩、接桩、补强、改变施工方法等都是较常见的桩基事故处理措施。

3.1 接桩法

成桩之后,假设桩顶的高度不够,就要进行接桩,常用方法如下:

3.1.1 开挖接桩

将桩头挖出,凿去松散层、混凝土浮浆,同时,凿出钢筋,清理干净后先用钢筋接长,然后浇注混凝土到设计的高度,

3.1.2 嵌入接桩

此法用于成桩过程中发生混凝土停浇事故,已浇混凝土难以清除的状况。

3.2 压浆补强法

该方法适用于基身混凝土存在严重的蜂窝、松散、混凝土强度不够、桩底沉渣太多等状况,此法常用的技术就是高压注浆。基身混凝土存在蜂窝的时候,用钻机钻至缺陷处以下一倍桩径的位置,清理干净后实施高压注浆。桩长偏小的时候,使用钻机钻到设计持力层的标高,然后注浆加固桩长偏小部位,出现断桩、夹泥等状况时,先清洗存在缺陷的地方,然后使用高压注浆的方式。

例如:经检测,杨柏公路田家店漫水桥的4-3# 桩基是断桩,使用压浆补强法处理。

具体操作流程为:钻两三个小孔,用于压浆、出浆。在缺陷部位下1.5米左右的位置,向孔中用高压水泵注入水泥浆(C30),借助高压水龙头的旋喷左右切割桩基软弱的地方,同时,使用水泥浆循环,排净桩内的废渣,一个孔在切割,另有一孔排出纯净水泥浆的时候,换第三个孔进行重复上述操作,三个孔均都流出纯净的泥浆时,清渣结束。留有一个孔压浆,然后把剩余的孔堵实,让孔内压力逐渐增加到1Mpa,将进浆阀关上,让孔内压力稳定20-25分钟,压浆结束。然后对桩进行检测,得出的结论是桩基为二类桩。

再比如,经检测,杨柏公路宗佐漫水桥的1-3#、2- 3#、4-3#桩基检测一切正常,然而,在施工的时候,发现露筋,因为这些桩基的位置是在河道中,水、流沙会对桩基检测等工作产生很大的影响,受其影响,只能挖到距离桩顶大约2米的位置,2米以下具体状况看不到,这时可以使用旋喷桩注浆处理措施。

具体方法:旋喷桩注浆使用旋喷压浆机高压水龙头,其作用范围是0.6米直径范围内,紧贴着桩基往下钻孔,钻至15米的位置,在旋喷机钻头处设有喷水口,钻至15米时,借助压浆机向孔内注入水泥浆让其成为直径0.6米的水泥桩,我们知道,桩基的直径是1.2米,因此要在桩基的周边做上9个旋喷桩,这样可以更好地满足包裹桩基的要求,不仅保护了钢筋,还提升了桩基承载力。

综上,很多桩基发生的事故,是因施工工艺错误或是施工顺利不对导致的,在处理这些事故的时候,首先针对于事故桩,采取相应的补救措施,再就是 不正确的施工方法和施工工艺必须及时改变,这样才能更好地阻止事故的发生,比如说,结合地质的实情,选择要用的钻机等等,假设桩基发生事故,未得到及时处理,肯定会给工程埋下安全隐患,为防止此类事情发生,笔者在此文中总结了一些钻孔灌注桩基事故所得的宝贵经验,希望对同行有所帮助。

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