摘 要:介绍了混凝土灌注桩在施工过程中的质量保证措施,并根据实际施工中出现的混凝土灌注桩缺陷与防治措施进行了阐述,使混凝土灌注桩施工质量进一步提高。
关键词:混凝土灌注桩,质量控制,缺陷与防治措施
中图分类号: TU473. 1 文献标识码:A
钻孔灌注桩作为一种基础承载结构和地基支撑的构造形式是施工建设中应用比较普及的技术内容,是一种有效的地基处理方式。近年来在公路工程中被广泛应用于桥梁修建中,但是钻孔灌注桩作为隐蔽工程,其内部质量无法观察,成桩后进行开挖验收,因费用和工期所限都不现实。因此,一般在施工中都把它当作一项关键性工程看待,并选用过硬的施工技术队伍,加强施工质量过程管理,把握和分析施工过程中可能会发生的问题,在施工过程中严把质量关,将一切不良隐患消除在成桩之前。下面就钻孔灌注桩施工过程中的质量控制及桩的缺陷与防治措施谈一些施工体会和经验。
1 成孔质量的控制
1) 隔孔施工程序。钻孔灌注桩是先成孔,然后在孔内成桩。成孔阶段是依靠泥浆来平衡的,且在进行钻孔灌注桩施工时会使周围的土体松动。故采取较适应的桩距对防止坍孔和缩颈是一项稳妥的技术措施。
2) 孔的垂直度。钻孔灌注桩的垂直度是保证基础承载力和围护结构稳定性、建筑尺寸准确性的重要一环。产生斜孔或弯曲状孔的原因主要是:a. 钻机安装就位稳定性差,钻机作业时振动或钻杆弯曲所致;b. 地面软弱或软硬不均匀时;c. 土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其他硬物等情形。对于这些情况,施工前必须认真做好准备,首先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;在不均匀地层中钻孔时,采用自重大和钻杆刚度大的钻机。进入不均硬层、斜状岩层和碰到孤石时,钻速要打慢档;另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
3) 确保成孔深度。钻孔的深度是否达到设计要求,往往也影响灌注桩的承载力。在施工过程中自然地面的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平标高和桩具的总长度并做好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
4) 泥浆的制备和清孔。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击桩孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆胶体的粘结力使悬浮着的沉渣随着泥浆的循环流动被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用可以看出,泥浆的制备和清孔是确保钻孔灌注桩质量的关键环节。根据钻孔灌注桩所处的不同地质条件。在钻孔灌注桩施工过程中必须严格进行工艺控制,不能就地取材,选用高塑性粘土或膨润土拌制泥浆,并根据施工机械、工艺及穿越土层的条件进行配合比设计。灌注桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1. 10～1. 20 ,测得孔底沉渣厚度小于50 mm ,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。
2 钢筋笼质量控制
1) 钢筋笼制作质量。钢筋笼制作前首先要检查钢材的质保资料,然后进行取样试验,合格后方可进行钢筋笼制作施工。同时,还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋准确地吊放在设计标高上,由于吊环长度随底梁标高的变化而改变,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。
2) 钢筋笼吊放。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼连接焊缝的质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。在下放时应对准孔位中心,一般采用正、反旋转缓慢地逐步下沉。
3 混凝土浇筑质量控制
1) 为确保成桩质量,要严格检查验收进场原材料质保书(水泥出厂合格证、化验报告、砂石化验报告) ,如发现实样与质保书不符,应立即取样进行复查,对不合格的材料(如水泥、砂、石、水质) ,严禁用于混凝土灌注桩。
2) 水下混凝土施工级配比设计提高一级,坍落度为18 cm～22 cm ,扩散度为34 cm～38 cm ,导管应离孔底0. 5 m ,混凝土初灌量必须保证能埋住导管0. 8 m～1. 3 m ,导管内放置隔水橡皮球胆。
3) 由于灌注桩不能象上部结构施工那样逐层振捣,而且存在一定的混凝土灌入阻力,在灌注混凝土时必须克服很大的灌入阻力以保证混凝土桩身的质量,所以最好采用大体积混凝土冲击灌注法。每一斗灌注要将2 m3～3 m3 混凝土在大斗中积蓄够量,出料口直接插入导管,然后打开活门一次连续冲击下去。其优点是:a. 功能大、冲击力强。在巨大的冲力作用下,混凝土的向上顶升力和侧向挤压力就有了保证,桩的摩阻力和桩身混凝土密实性都可得到保证;b. 首斗混凝土灌注冲击力大,沉渣、沉淤被溅开,桩端与持力层能较好地结合,确保端承力的发挥;c. 灌注时间短,桩身段骨料分布均匀,桩身段强度得到保证。
4 混凝土灌注桩缺陷及防治措施
4. 1 桩底地基承载力不足
原因:桩端没有支承在持力层上面。
防治措施:这种情况一般出现在复杂地层,这种地层一般最好取芯检验,如不能孔孔取芯,要参照邻近取芯情况、钻速、泥浆返上的岩屑及钻进情况(一般钻进至微风化岩时,钻头不蹩钻,主动钻杆振动不很厉害,钻进声音感觉较好) 、工程地质资料进行综合考虑。
4. 2 缩颈(孔径小于设计孔径)
原因:塑性土膨胀。
防治措施:成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,快速通过,在成孔一段时间,孔壁形成泥皮,孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀,如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
4. 3 桩底沉渣量过大
原因:检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。
防治措施:1) 认真检查,采用正确的测绳与测锤;2) 一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥浆性能、延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。二次清孔可利用导管进行,准备一个清孔接头,一头可接导管,一头接胶管,在导管下完后,提离孔底0. 4 m ,在胶管上接上泥浆泵直接进行泥浆循环。二次清孔优点:及时有效保证桩底干净。
4. 4 钢筋笼上浮
原因:1) 当混凝土灌注至钢筋笼下,若此时提升导管,导管底端距离钢筋笼仅有1 m 左右的距离时,由于浇筑的混凝土自导管流出后冲击力较大,推动了钢筋笼上浮;2) 由于混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇筑时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,如果此时导管底端未及时提到钢筋底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移。
防治措施:1) 灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇筑标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2 m～3 m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上;2) 当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇筑,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇筑,上浮现象即可消除。
4. 5 桩身混凝土强度不足
原因:混凝土遭受孔内水的危害,引起砂浆稀释,砂石下沉,严重破坏混凝土的强度。
防治措施:1) 对于孔内有地下水,水位低、水量小的桩孔,在浇捣时把混凝土拌均,水抽干,可以采用串筒迅速浇捣,但是在水位以下部分,必须调整混凝土配合比,适当减少用水量并增加水泥用量等;2) 对于水位高、出水量大的桩孔,在水位下必须采用水下混凝土配合比与导管灌注法灌注,在水位之上,为了避免水下导管灌注通病桩身上部混凝土强度低,则可采用简单串筒浇捣,但是水必须抽干,泥浆、浮浆要清除干净,两种不同方法施工的交接层,用插捣器穿过反复插捣。
5 结语
钻孔灌注桩的整个施工过程属隐蔽工程项目,质量检查比较困难,加强桩基工程检测是一种手段,要保证钻孔灌注桩的施工质量,其关键还在于人。强调现场管理人员要有高度责任心,以防为主,所采取的施工工艺是否适合于施工的实际情况,针对实际施工现场情况采取一定的质量保证措施。对桩基各个施工环节要充分重视并精心施工,掌握施工过程实际情况与施工记录,认真做好成孔记录与灌注记录,分析记录中出现的机械故障及孔内异常情况、事故等,并进行推断,及时消除隐患。只有这样,混凝土灌注桩的质量控制才能得到保证。
参考文献:
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