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冲钻孔桩施工常见问题及防治对策研究

2018-03-28陈建霖

四川水泥 2018年7期
关键词:缩径成孔泥浆

陈建霖

(福建省永同达建筑工程有限公司, 福建 福州 350000)

冲钻孔桩的施工效率高、速度快的特点,也让其广泛运用于现代的桥梁基础工程建设当中。但是桥梁基础工程具有无法开挖验收的特点,也让冲钻孔桩的质量高低成为了施工过程中的难点。而施工通常会因为机械设备选取不当、人员调配、材料质量等多种因素产生各类施工问题,也成为了现阶段施工方需要重点关注的内容。

1 机械成孔过程中的问题

1.1 钻孔缩径

钻孔缩径是冲钻孔桩施工环节中的普遍问题。尤其是在一些软土地区,利用冲钻孔桩技术施工时的钻进压力太大或是钻进速度太快,导致钻具以非常快的速度来穿过淤泥层。但淤泥层本身的性能就容易产生变化,尤其是在受到大量的外力时,土体结构必然手段,让淤泥从钻孔周围进入孔内,并最终导致钻孔缩径。在实际的施工环节中,钻孔缩径非常常见,特别是在一些软硬差距较大的地层施工过程中,还会出现卡钻的现象。通过对各类问题和事故的原因分析,得知钻进速度和钻进压力会导致地应力的释放,从而造成钻具出现一定的偏差,导致钻孔缩径。而钻孔缩径会导致非常严重的质量问题,轻则钢筋笼难以下放,影响混凝土的浇筑工作,而严重则会导致桩的承载力无法满足施工的实际要求,产生报废的危险[1]。因此,必要时的防治对策应该成为施工单位的主要工作目标。

目前,针对于钻孔缩径的主要方式是通过完善的钻机管理制度,来安排专业的人员来进行钻机的操作,尤其是针对于一些软土层或是淤泥质土层,切不可因为片面追求工作效率而产生操作失误。如果淤泥性能不佳,则在施工时考虑通过提升泥浆比重的方式来对泥浆的性能进行改善。在钻进过程中要控制好频率,让钻机能够保持均衡的速度,视施工的实际需求来进行钻头更换,才能让桩孔真正地符合设计要求,减少可能出现的质量问题。

1.2 钻孔坍塌

钻孔坍塌有多个方面的原因,但从本质上看,多半是由于因地质条件复杂而出现的各种技术问题。例如新填土层的压实度不够,导致地下水位过高,或是因为成孔工艺的选择和使用出现而来问题,让孔内的泥浆长时间地域孔口,最终导致坍塌。另一方面,施工单位过度追求经济效益,在一些细节的处理方面并没有真正地落实到位。比如冲钻孔桩施工当中,不宜在圆砾层进行扩底桩施工,但施工单位往往为了提升桩的承载力而采用这一方式,必然会有因承载力不够而出现坍塌的危险性,甚至影响施工工期。

通常情况下应对钻孔坍塌的方式是通过采用泥浆护壁机械成孔,在地下水位较高的复杂底层中钻进成孔,然后用泥浆来提升护壁能力。此外,如果出现了桩孔坍塌,则可以先回填桩孔,并进行压实处理,然后在桩轴线上补适当数量的桩[2]。如果工程质量要求相对较高,则应该根据桩孔坍塌的实际情况来采取更有效的应对方案。如果坍塌情况较轻,可以选用人工挖孔的手段,反之,坍塌情况难以处理时,则需要回填片石,再利用冲击钻重新成孔。

2 导管进水

导管进水有三个方面的原因。首先是因为灌注过程中的混凝土量不足,无法盖过导管,深度不够,而使得导管底口和孔底的间距过大。当混凝土灌注后,泥水便有从导管底进入的可能性。第二种原因是因为灌注过程中导管的拔出速度太快,导致导管脱落灌入泥水。最后是因为导管本身的质量问题,进入接头出现偏差或是焊缝破裂,导致水从裂缝中渗透进入。

针对于导管进水问题,要根据产生的原因差异来针对性地选择防治措施。如果是因为混凝土量不足,则应该迅速地将孔底的混凝土和材料进行清除,然后再放入足够的首批混凝土进行重复灌注,即可减少导管进水的问题。如果需要将钢筋笼进行提出,就需要利用吊机等设备进行辅助。如果是因为导管拔出太快或是导管本身的质量问题,那么就要根据施工要求进行材料更换,在灌注前还要先将导管内部参余的水和杂质进行清除。值得一提的是如果混凝土还没有凝固,那么可以将导管重新插入混凝土,利用新混凝土的重量来将底塞压出,并继续关注施工进度[3]。反之,如果已经凝固,那么就要考虑采用锤击的方式来增加深度,在清理完毕之后关注普通混凝土,让护筒可以满足设计的要求。

3 导管堵塞

导管堵塞通常发声在混凝土灌注桩施工开始前。产生导管堵塞的原因在于灌浆导管底部具孔底距离太近,水泥栓塞无法出管口,另外还包括灌浆导管接头密封性能差等问题。而管内如果存在杂质或是埋管深度过大,也会导致混凝土、水泥等材料进入管内。

对于这类问题,在混凝土灌注施工开始前就应该将灌浆导管提离孔底一定距离,然后将内部的杂物进行清理,而导管组装的环节中也应该检查管内是否有附着的水泥结块或是混凝土等。必要时可以选用铁块来代替水泥栓塞,减少堵塞的可能性,也能让混凝土沿灌浆导管下行至孔底部。

4 卡管

卡管由于混凝土的坍落度小,流动性相对较差,如果在灌注过程中,含有一些碎石、骨料等,在拌和不均匀的前提下会导致混凝土的浇筑过程受阻,在导管中停留过长的时间,产生卡管。

而卡管的解决方案通常都是合理地使用隔水栓,并具有良好的隔水性能。在混凝土浇筑的过程中,应该对混凝土的搅拌时间进行控制,并针对混凝土内部的杂质进行有效处理,保障导管连接部位的密封性。在导管开始使用前,应该先进行压水实验,然后将混凝土缓缓地倒入导管。如果是针对粗骨料或碎石集中在导管口,那么可以加大混凝土灌注量,并提升导管,让混凝土有相对迅速的下落速度,推动粗骨料向下移动[4]。

5 断桩

断桩是指冲钻孔桩在灌注混凝土的过程中,由于泥浆或砂砾进入混凝土,将混凝土隔开形成两端,导致混凝土的截面积受损或混凝土变质。产生断桩的另一原因在于混凝土的坍落度小,与卡管类似,在混凝土过程中导致堵塞,需要提起导管时,因操作不当产生了断桩。此外,如果混凝土无法埋住导管,或是钢筋笼卡主导管,都会导致断桩情况的产生。

解决方案需要从导管的使用入手。导管在正式投入使用时应该进行压力测试,在测试结果符合施工要求后才能使用,其直径根据石料和桩径来决定。此外,下导管时应该对首批混凝土质量进行检测,然后控制坍落度的范围在200mm左右,必要时可以在混凝土中加入缓凝剂,让其具有显著的流动性,减少因初凝而产生的堵塞。针对钢筋笼问题,一般是在焊接工作上进行优化,保障焊缝的平稳,避免出现鼓包等现象。如果必须要将导管提起,那么需要事先对混凝土的灌注深度进行测量,配合导管的长度,进行合理提拔,严禁在未经测量的情况下随意提拔导管。

6 结语

冲钻孔桩施工可以在各种地基上开展,并且能够建造比预制桩直径还要更大的桩,因此其施工质量的高低对于桩的承载力具有重要影响,进而影响施工质量。针对于现阶段冲钻孔桩施工中的常见问题,施工单位也应该明确问题产生的主要原因,在经过合理的分析和探讨后研究最合理的防治对策,在各个方面进行严格的质量管理工作,促进施工技术水平的有效提高。

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