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港口工程鉆孔灌注樁常見施工質(zhì)量問題及預(yù)防措施

趙巖 · 2009-05-15 00:00
  摘要:鉆孔灌注樁由于對(duì)各種地質(zhì)條件的適應(yīng)性,施工簡(jiǎn)單易操作且設(shè)備投入一般不是很大,因此在港口工程中得到廣泛的應(yīng)用。本文主要闡述了港口工程鉆孔灌注樁施工過程中常見的質(zhì)量問題,并對(duì)防治措施提出一點(diǎn)見解。 

  關(guān)鍵詞:港口工程;鉆孔灌注樁;原因;措施 
   
  1 護(hù)筒冒水 
   
  護(hù)筒外壁冒水,嚴(yán)重的會(huì)引起地基下沉,護(hù)筒傾斜和移位,造成鉆孔偏斜,甚至無法施工。 

  原因:埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實(shí),或護(hù)筒水位差太大,或鉆頭起落時(shí)碰撞。 

  防治措施:在埋筒時(shí),坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實(shí)。在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持1.0-1.5m的水頭高度。鉆頭起落時(shí),應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。發(fā)現(xiàn)護(hù)筒冒水時(shí),應(yīng)立即停止鉆孔,用粘土在四周填實(shí)加固,若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移時(shí),則應(yīng)重新安裝護(hù)筒。 
   
  2 孔壁坍陷 
   
  鉆進(jìn)過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然漏失,則表示有孔壁坍陷跡象。 

  原因:孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護(hù)壁不好,護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快,空鉆時(shí)間過長(zhǎng),成孔后待灌時(shí)間過長(zhǎng)和灌注時(shí)間過長(zhǎng)也會(huì)引起孔壁坍陷。 

  防治措施:在松散易坍的土層中,適當(dāng)埋深護(hù)筒,用粘土密實(shí)填封護(hù)筒四周,使用優(yōu)質(zhì)的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護(hù)筒內(nèi)泥漿水位高于地下水位。搬動(dòng)和吊裝鋼筋籠時(shí),應(yīng)防止變形,安放要對(duì)準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁,鋼筋籠接長(zhǎng)時(shí)要加快焊接時(shí)間,盡可能縮短沉放時(shí)間。成孔后,待灌時(shí)間一般不應(yīng)大于3小時(shí),并控制混凝土的灌注時(shí)間,在保證施工質(zhì)量的情況下,盡量縮短灌注時(shí)間。 
   
  3 縮頸 
   
  縮頸即孔徑小于設(shè)計(jì)孔徑。 

  原因:塑性土膨脹。 

  防治措施:采用優(yōu)質(zhì)泥漿,降低失水量。成孔時(shí),應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段時(shí)間內(nèi),孔壁形成泥皮,則孔壁不會(huì)滲水,亦不會(huì)引起膨脹?;蛟趯?dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片,在鉆時(shí)或起鉆時(shí)起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑。 
   
  4 鉆孔偏斜 
   
  成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。 

  原因:鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時(shí)鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致;地面軟弱或軟硬不均勻;土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。 

  防治措施:先將場(chǎng)地夯實(shí)平整,軌道枕木宜均勻著地;安裝鉆機(jī)時(shí)要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于20cm 。在不均勻地層中鉆孔時(shí),采用自重大,鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時(shí),鉆速要打慢檔。另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡(jiǎn)單有效的方法。鉆孔偏斜時(shí),可提起鉆頭,上下反復(fù)掃鉆幾次,以便削去硬土,如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.5m以上,重新鉆進(jìn)。 
   
  5 樁底沉渣量過多 
   
  原因:清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔;泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起;鋼筋籠吊起過程中,未對(duì)準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底;清孔后,待灌時(shí)間過長(zhǎng),致使泥漿沉積。 

  防治措施:成孔后,鉆頭提高孔底10-20cm,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時(shí)間不少于30分鐘,采用性能較好的泥漿,控制泥漿的比重和粘度,不要用清水進(jìn)行置換。鋼筋籠吊放時(shí),使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁??刹捎娩摻罨\冷壓接頭工藝加快對(duì)接鋼筋籠速度,減少空孔時(shí)間,從而減少沉渣。下完鋼筋籠后,檢查沉渣量,如沉渣超過規(guī)范要求,則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求。開始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30-40mm,應(yīng)有足夠的混凝土儲(chǔ)備量,使導(dǎo)管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達(dá)到清除孔底沉渣的目的。 
   
[Page]
  6 水下混凝土灌注過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施 
   
  6.1 卡管 

  水中灌注混凝土過程中,無法連續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象。 

  原因:初灌時(shí),隔水栓堵管;混凝土和易性、流動(dòng)性差造成離析;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù),在導(dǎo)管中停留時(shí)間過長(zhǎng)而卡管;導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。 

  防治措施:使用的隔水栓直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時(shí)具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間 和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室確定,坍落度宜為18-22cm,粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應(yīng)小于40mm.為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,試水壓力為0.6-1.0Mpa,以避免導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過程中,混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。在施工過程中,應(yīng)時(shí)刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備,確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常,避免機(jī)械事故的發(fā)生。 

  6.2 鋼筋籠上浮 

  鋼筋籠的位置高于設(shè)計(jì)位置的現(xiàn)象。 

  原因:鋼筋籠放置初始位置過高,混凝土流動(dòng)性過小,導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大,鋼筋籠被混凝土拖頂上升;當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下,若此時(shí)提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有1m左右時(shí),由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時(shí),其上層混凝土因澆筑時(shí)間較長(zhǎng),已接近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力,如此時(shí)導(dǎo)管底端未及時(shí)提到鋼筋籠底部心上,混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時(shí)也帶動(dòng)鋼筋籠上升。 

  防治措施:鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,縮短灌注時(shí)間,或摻外加劑,防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小,混凝土接近籠時(shí),控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時(shí),應(yīng)及時(shí)將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5m和小于1m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠小浮時(shí),應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準(zhǔn)確計(jì)算導(dǎo)埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注,上浮現(xiàn)象即可消失。 

  6.3 斷樁 

  混凝土凝固后不連續(xù),中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。 

  原因:由于導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn),混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動(dòng)的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?,沖洗液浸入混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體;由于在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣,出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象;澆注混凝土?xí)r,沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土,產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬,個(gè)別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。 

  防治措施:成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔時(shí)間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時(shí)灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測(cè)量,準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量?;炷翝沧⑦^程中,應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。嚴(yán)格確定混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。在地下水活動(dòng)較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行處理,止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,要求灌注過程連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲,應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌入量的多少而定,嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管見外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多。結(jié)束語 

  港口工程鉆孔灌注樁的施工大部分是在水下進(jìn)行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進(jìn)行開挖驗(yàn)收。施工中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,都將直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量和進(jìn)度。必須防治在鉆孔過程中及水下混凝土操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題,保質(zhì)、保量地完成樁基施工任務(wù)。 

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