張海泉
(漳州市毅城建設工程技術有限公司,福建 漳州 363000)
在市政橋梁樁基施工經(jīng)常出現(xiàn)以下常見質(zhì)量問題:①管理不到位,管理制度執(zhí)行不力,自檢、互檢、交接檢流于形式。②鉆孔灌注樁原始記錄的不及時性和準確性不高。③持力層判定判定不準確,無法保證樁基的嵌巖深度。④樁基成孔前沉渣厚度、泥漿比重、含砂率等指標超標。⑤鋼筋籠不變形、偏位、上浮。⑥樁頂混凝土的不密實,影響強度。⑦出現(xiàn)斷樁。為消除橋梁工程鉆孔灌注樁施工過程中常見的質(zhì)量問題,提高橋梁基礎工程的耐久性和安全性,本文分析總結了影響鉆孔灌注樁樁身施工質(zhì)量及強度的主要原因,提出了預防樁身質(zhì)量通病的相關技術措施?,F(xiàn)從管理通病、施工工藝通病、實體質(zhì)量通病防治措施三方面總結如下:
1.1 強化各項管理制度。建立和完善工程材料質(zhì)量監(jiān)控制度、質(zhì)量檢測試驗制度、工序質(zhì)量檢查驗收制度、制定交接班制度。
1.2 組織全體技術人員、施工人員學習鉆孔灌注樁施工要點,加強全員的技術管理水平,嚴格“自檢、互檢、交接檢”三檢制度,確保不留質(zhì)量隱患。嚴格把好材料設備進場、施工組織設計審查、現(xiàn)場管理、試驗檢測、工程驗收等各個重要關口。
1.3 選用優(yōu)質(zhì)原材料,嚴格控制砼配合比,從源頭控制砼質(zhì)量。
為保證混凝土質(zhì)量,原材料、外加劑和砼配合比的質(zhì)量控制顯得非常重要。試驗員和材料員要認真篩選砂、碎石、水泥等貨源,材料檢驗合格后方投入使用,杜絕了邊檢邊用以及未檢先用的違規(guī)現(xiàn)象?;炷羾栏癜凑赵O計配合比進行攪拌,確保計量準確、攪拌均勻,防止離析,確保混凝土和易性、塌落度符合樁基灌注施工。
1.4 實行“首樁分析總結會”制度。通過首樁分析總結分析,認真對施工組織、施工方案、工藝要點、材料控制、實體與外觀質(zhì)量等進行總結與完善,讓首樁在后續(xù)施工中起到典型示范、總結提高的作用。
2.1 端承樁樁底沉渣厚度超標
施工過程中防治沉渣厚度超標問題主要從以下幾個方面防治:①灌注水下混凝土之前,再次檢測孔底泥漿沉淀厚度,如端承樁沉渣大于規(guī)范要求5cm及以上時,必須對孔內(nèi)進行二次清孔,確??椎壮猎穸确弦?guī)定要求。灌注前,先射水或壓氣3min~5min,將孔底沉渣沖翻動,射水壓力比孔底大0.05MPa。②如沉渣是由于泥漿比重過小難以將沉渣浮起,采取加大泥漿比重措施。③鋼筋籠垂直緩慢放入孔內(nèi),防止碰撞孔壁。鋼筋籠放入孔內(nèi)后,采取措施固定好位置;鋼筋籠吊放完畢,進行隱蔽工程驗收,合格后應立即澆筑水下混凝土。
2.2 鉆孔樁擴孔、塌孔
(1)形成原因:①在地下水呈運動狀態(tài)、土質(zhì)松散地層處或遇到探頭孤石造成鉆機擺動過大,容易出現(xiàn)擴孔;②泥漿稠度不足和在潮水上漲或泥漿通過砂礫等強透水層,孔內(nèi)水流失等造成孔內(nèi)泥漿水頭高度不夠;③護筒的深度不足,下端口漏水或孔口附近地面受水浸濕泡軟;④成孔后未及時灌注混凝土⑤吊入鋼筋籠時碰撞孔壁。
(2)采取的防治措施:①在地下水呈運動狀態(tài)、土質(zhì)松散地層處、探頭孤石處中鉆進時,應控制進尺速度,②在鉆孔和混凝土灌注過程中,調(diào)制失水率小、較大相對密度、黏度、膠體率較高的優(yōu)質(zhì)泥漿,并控制好泥漿比重;采取升高護筒,增高水頭,確保護筒高度高于潮水影響區(qū)域最高施工水1.5~2.0m。③加深護筒埋置深度,盡量穿透松散的粘土層和砂卵石層;在孔口附近地面做好臨時排水,避免積水浸泡。④當鉆孔完成后,及時進行混凝土灌注;在不能立即灌注的情況下,應保持孔內(nèi)水頭高度并加大泥漿比重,待灌注前再調(diào)整到設計要求。⑤下鋼筋籠時要平穩(wěn),避免碰撞孔壁。
如發(fā)生孔口坍塌時,可立即拆除護筒并采用粘土回填孔樁,重新埋設護筒再重新鉆進;如發(fā)生孔內(nèi)坍塌,判明坍塌位置,回填粘土(或片石)到坍孔處以上1~2 m再重新鉆進;如嚴重坍孔時應全部回填,待回填物沉積密實后再重新鉆進。
2.3 鋼筋籠偏位
(1)形成原因:①堆放、起吊、運輸沒有嚴格執(zhí)行規(guī)程,支墊數(shù)量不夠或位置不當,造成變形。②鋼筋籠吊放入孔時不是垂直緩緩放下,而是斜插人孔內(nèi)。③清孔時孔底沉渣或泥漿沒有清理干凈,鋼筋籠放不到設計深度。
(2)避免偏位采取的措施:①如鋼筋籠過長,則分段制作,吊放鋼筋籠入孔時再分段套筒連接。②鋼筋籠在運輸和吊放過程中,每隔2m設置加強箍一道,并在鋼筋籠加強箍內(nèi)裝一個可拆卸的十字形(或三角形)臨時加勁架防止變形,在鋼筋籠吊放入孔后再拆除。③在鋼筋籠周圍主筋四周每2m設置4根保護層耳筋,耳筋根據(jù)保護層的厚度和孔徑設計。④清孔時把沉渣清理干凈,保證實際有效孔深滿足設計要求。⑤鋼筋籠應垂直緩慢放入孔內(nèi),防止碰撞孔壁。鋼筋籠放入孔內(nèi)后,要采取措施,固定好位置。
(3)鋼筋籠吊放完畢,應進行隱蔽工程驗收,二次清孔合格后應立即澆筑水下混凝土。
2.4 灌注樁鋼筋籠上浮。鋼筋籠上浮減短了樁基鋼筋有效長度,影響了樁基抗折性能。
(1)形成原因:①鋼筋籠保護層定位筋不足或不規(guī)范;②鋼筋籠未與孔口固定;③混凝土灌注至鋼筋籠底時速度過快,或混凝土面已過鋼筋籠底面一段距離,而導管埋置較深未能及時調(diào)整,導致鋼筋籠上??;④導管掛住鋼筋籠,導致其上浮。
(2)采取的防治措施:①增加定位筋,增加與孔壁接觸面積,防止嵌入孔壁,在孔口設置錨筋固定定位并防止上??;②根據(jù)檢查記錄,當混凝土面接近鋼筋籠底時,減緩灌注速度,當混凝土面超過鋼筋籠底面,調(diào)整導管埋深再恢復正常灌注;③當導管掛住鋼筋籠時不可硬拉,防止鋼筋籠上浮和導管脫落;應上下移動導管或人工轉(zhuǎn)動導管方向來擺脫。
2.5 斷樁
(1)形成原因:①混凝土較干,骨料太大或未及時提升導管以及導管位置傾斜等,使導管堵塞,形成樁身混凝土中斷。②混凝土攪拌機發(fā)生故障,使混凝土不能連續(xù)澆筑,中斷時間過長。③導管安裝長度統(tǒng)計錯誤,造成導管懸空高度過高或?qū)Ч馨纬龌炷撩?。④導管埋深過大(埋深一般不宜超過6 m),造成埋管事故,引起斷樁。⑤導管安裝不密封,導致孔內(nèi)泥漿滲進導管隔離混凝土。
(2)采取的防治措施:①混凝土坍落度應嚴格按設計或規(guī)范要求控制;技術人員現(xiàn)場每車檢查混凝土質(zhì)量及塌落度試驗,不合格混凝土及時退回攪拌站。②澆筑混凝土前應檢查混凝土攪拌機,保證混凝土攪拌時能正常運轉(zhuǎn)。配備備用攪拌機和運輸車輛,保證混凝土連續(xù)澆筑。③安裝導管前將總導管數(shù)量及長度進行記錄,安裝過程中必須檢查導管密封圈是否完好,并記錄每根導管長度及節(jié)數(shù),安裝導管完將剩余導管清理,然后采用氣壓或水壓的方法檢查導管是否密封后方可澆筑。邊灌混凝土邊拔套管,做到連續(xù)作業(yè)。澆筑時勤測混凝土頂面上升高度,隨時掌握導管埋入深度,避免導管埋入過深或?qū)Ч苊撾x混凝土面。④開始澆筑混凝土時,為使隔水栓順利排出,導管底部至孔底距離宜為300~500mm,孔徑較小時可適當加大距離,以免影響樁身混凝土質(zhì)量。
3.1 樁底持力層確定不準確
由于福建省多為火山巖地貌,地層中巖脈較為發(fā)展,且沿海、山邊地層孤石較多,樁底持力層部位地質(zhì)情況變化較大等,容易造成持力層確定不準確,造成端承樁嵌巖深度不夠等問題。
針對這種情況,要制定了樁基入巖判斷程序:現(xiàn)場鉆孔過程中每米和巖樣變化處留存渣樣,監(jiān)理現(xiàn)場簽字確認后用自封口塑料袋保存;入巖渣樣須橋梁專業(yè)監(jiān)理工程師現(xiàn)場簽字確認,并留存于監(jiān)理辦保存。橋梁專業(yè)監(jiān)理工程師確定入巖后,邀請業(yè)主、設計代表等共同判斷樁基入巖標高,并根據(jù)現(xiàn)場地形及設計地質(zhì)情況對照確定終孔標高。入巖標高至終孔標高繼續(xù)留存渣樣,如地質(zhì)無變化即按確定的終孔標高終孔,如發(fā)生變化及時通知四方重新確認,直至滿足嵌巖深度要求后終孔。
3.2 樁頂混凝土不密實或強度低
(1)形成原因:導管密封不嚴、混凝土和易性差、坍落度過大或過小、混凝土等待時間過長
(2)采取的防治措施 :①控制骨料的粒徑和級配,嚴格按照混凝土配合比施工,抽查混凝土的和易性差、坍落度,對出現(xiàn)偏差及時調(diào)整,不合格混凝土嚴禁灌注。②導管使用前須做密封打壓試驗;下導管時,每個接頭均應加密封圈,漏斗口設置止水閥(球)。③攪拌站、運輸車等設備必須滿足混凝土連續(xù)灌注施工要求,且根據(jù)現(xiàn)場灌注進度及時調(diào)整罐車供應時間,防止混凝土等待時間過長。④樁頂標高測量控制準確,混凝土灌注高出設計樁頂1米以上,保證樁頂混凝土強度與密實性。
3.3 鉆孔樁傾斜度超標。傾斜度超標將影響樁基的承載能力和抗折性能。
(1)形成原因:①鉆機底座未安置水平,起重滑輪緣、固定鉆桿的卡孔和護筒中心三點不垂直。②在鉆進過程中,鉆機彎曲,接頭不正,沒有及時調(diào)整。③在鉆進過程中,遇到軟硬地層交界處,巖面傾斜處鉆進;或粒徑大小懸殊的砂礫石層中鉆進,鉆頭受力不均導致鉆進方向發(fā)生變化。④鉆孔中遇到較大的孤石或探頭石。⑤擴孔較大處,鉆頭擺動偏向一邊。
(2)采取的防治措施:①安裝鉆機時要使起重滑輪緣、鉆頭和護筒中心三點要垂直,在鉆進過程中要經(jīng)常檢查校正。②在有傾斜的軟、硬地層鉆進時,應控制進尺,低沖程鉆進,或回填片、卵石沖平后再鉆進。當已發(fā)生孔道偏斜后,可用檢孔器測定鉆孔偏斜的位置和偏斜情況,在偏斜處上下反復掃孔,使鉆孔垂直;偏斜嚴重時應回填砂粘土至偏斜面,待沉積密實后再繼續(xù)鉆進。
通過分析總結市政橋梁工程鉆孔灌注樁施工質(zhì)量通病及防治措施的經(jīng)驗,提高全員的質(zhì)量意識,營造強化質(zhì)量管理的氛圍,加強工程質(zhì)量管理;基本可消除橋梁工程灌注樁施工中常見的質(zhì)量問題,使質(zhì)量通病得到有效防治,使市政橋梁樁樁基質(zhì)量處于受控狀態(tài),提高橋梁基礎工程的耐久性與安全性。
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[2]JTGT F50-2011,公路橋涵施工技術規(guī)范[S].
[3]楊文淵,徐犇.橋梁施工工程師手冊[M].人民交通出版社.