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      淺析混凝土灌注樁施工質(zhì)量控制

      2021-03-27 22:33:11李彥清康翔越武嘉祺王懂茹跟勝
      家園·建筑與設(shè)計(jì) 2021年21期
      關(guān)鍵詞:施工方法質(zhì)量控制

      李彥清 康翔越 武嘉祺 王懂 茹跟勝

      [摘要內(nèi)容]針對(duì)樁基工程對(duì)旋挖成孔灌注樁的主要施工方法及質(zhì)量控制進(jìn)行簡要分析與介紹。

      [關(guān)鍵詞]旋挖成孔灌注樁;施工方法;質(zhì)量控制;

      一、引言

      近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活工作需求的日益增長,建筑行業(yè)得到了大力發(fā)展。其中,整個(gè)社會(huì)對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)及高層建筑的需求也逐漸增加,對(duì)其承載力及安全性提出了更高的要求。為滿足建筑物承載力的要求,旋挖成孔灌注樁將成為不錯(cuò)的選擇。本文以自重濕陷性黃土地基條件下尺寸為φ1000mm×57m的灌注樁為例,介紹灌注樁在施工過程中常見問題原因的分析和處理措施。

      二、施工要點(diǎn)

      2.1化學(xué)泥漿配置

      化學(xué)泥漿的配置直接影響灌注樁成樁的質(zhì)量和施工成本的控制?;瘜W(xué)泥漿的工作原理是在孔壁上產(chǎn)生靜壓力來平衡外部土與地下水對(duì)孔壁的壓力,同時(shí)漿液把孔壁顆粒粘為一體在孔壁上生成泥膜,并且向外層深入10-15cm從而起到孔護(hù)壁的作用,可以有效防止孔壁坍塌?;瘜W(xué)泥漿護(hù)壁應(yīng)符合下列規(guī)定:

      1、在灌注樁施工過程中孔內(nèi)泥漿面應(yīng)高出地下水位線不少于1m,若地下水位漲落較大時(shí)泥漿面應(yīng)高出地下水位線不少于1.5m。

      2、在清孔過程中應(yīng)不斷置換泥漿,直至灌注水下混凝土。

      3、在灌注水下混凝土之前,距離孔底500mm以內(nèi)的泥漿比重不應(yīng)大于1.25;含砂率應(yīng)小于8%;黏度應(yīng)控制在28s以內(nèi)。

      2.2鉆機(jī)就位

      1、根據(jù)已完成放樣的樁位,將旋挖機(jī)駕駛到對(duì)應(yīng)位置,旋挖機(jī)與水平面的角度差應(yīng)控制在4°以內(nèi)。在鉆機(jī)就位前應(yīng)檢查鉆機(jī)的各項(xiàng)功能是否正常,同時(shí)做好其它準(zhǔn)備。對(duì)旋挖機(jī)和地面承載力進(jìn)行檢查處理,保證在施工過程中旋挖機(jī)頂端不發(fā)生傾斜及不因?yàn)榈孛娉两凳剐跈C(jī)發(fā)生移動(dòng)。

      2、在相鄰灌注樁連續(xù)施工時(shí),相鄰灌注樁中心間距大于6倍樁徑時(shí)互不影響,當(dāng)相鄰灌注樁的中心間距小于6倍時(shí),施工間隔不應(yīng)少于36小時(shí)。

      3、旋挖機(jī)施工時(shí),當(dāng)場地承載力不滿足時(shí)可鋪設(shè)鋼板或者墊板(路基板)。

      2.3鉆孔

      旋挖機(jī)在鉆進(jìn)時(shí)施工人員要密切注意鉆桿的垂直度,同時(shí)通過旋挖機(jī)內(nèi)部的深度計(jì)數(shù)器嚴(yán)格控制成孔深度。剛開始鉆孔時(shí)鉆頭轉(zhuǎn)速不宜過快,保證樁位不發(fā)生偏差。待鉆進(jìn)至護(hù)筒以下3m時(shí)可以提高鉆頭轉(zhuǎn)速。當(dāng)成孔至護(hù)筒2米以下時(shí),用泥漿泵將制備好的化學(xué)泥漿抽入孔內(nèi),泥漿灌注高度距離護(hù)筒底1米左右。

      2.4水下混凝土澆筑

      初灌前在裝混凝土漏斗底設(shè)置可靠的橡膠隔水球或者隔離墊板,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為300~500mm,備足首盤封底混凝土數(shù)量開始灌注首批混凝土;為防止發(fā)生斷樁現(xiàn)象,澆注首盤混凝土?xí)r,儲(chǔ)料斗和提升斗中的混凝土量,應(yīng)滿足混凝土全部下落后,導(dǎo)管初次埋入混凝土不小于0.8m的要求;混凝土坍落度宜為180mm~220mm,初凝時(shí)間不宜小于8小時(shí);管埋入混凝土深度宜為2~6m,嚴(yán)禁將導(dǎo)管提出混凝土灌注面;控制最后一次灌注,超灌高度宜為0.8~1.0m。

      為滿足導(dǎo)管的第一次埋置深度以及慢速導(dǎo)管底部填充的需求,首灌混凝土方量可以按照下式計(jì)算:

      式中:? ──首灌注混凝土方量;

      ──樁孔直徑(m);

      ──導(dǎo)管下口距離孔底距離,一般為0.4m;

      ──導(dǎo)管的第一次埋置深度(m);

      ──導(dǎo)管內(nèi)徑(m)

      ──樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需的高度(m),。

      三、常見問題原因分析與處理措施

      3.1塌孔

      原因分析:護(hù)筒埋置深度不夠,護(hù)筒周邊未夯實(shí),或護(hù)筒底部土層厚度不足造成漏水導(dǎo)致泥漿水頭不足;泥漿比重不夠,泥漿對(duì)孔壁的壓力不足;鉆進(jìn)速度過快,泥漿護(hù)壁效果形成滯后,孔壁滲水;成孔時(shí)中途停止時(shí)間較長,孔內(nèi)泥漿水頭未能保持在2.0m以上或泥漿面至少高于最高水位1.5m以上,降低了水頭對(duì)孔壁的壓力;提升鉆頭或吊放鋼筋籠時(shí)碰撞孔壁;附近有大型設(shè)備或車輛振動(dòng);孔內(nèi)水流失造成水頭高度不夠;清孔后未能及時(shí)灌注混凝土,放置時(shí)間過長。

      防治措施:

      1、根據(jù)地勘報(bào)告所勘察地質(zhì)特征,根據(jù)化學(xué)泥漿粉使用說明選用適宜的泥漿泥漿粘度和不同的鉆進(jìn)速度。

      2、埋設(shè)護(hù)筒時(shí),底部應(yīng)夯填密實(shí),護(hù)筒周圍也要回填密實(shí)。

      3、提升鉆頭或者吊放鋼筋籠盡量要保持垂直,不碰撞孔壁。

      4、若發(fā)生塌孔,輕微塌孔,立即增大化學(xué)泥漿粘度,并采用刷孔來保持孔徑;塌孔不深時(shí),改用深埋護(hù)筒,護(hù)筒周圍夯實(shí),重新開鉆。

      3.2成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)

      原因分析:旋挖機(jī)所處位置承載力不足,旋挖機(jī)在作業(yè)時(shí)由于機(jī)身下土層塌陷發(fā)生傾斜,導(dǎo)致成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn);旋桿在作業(yè)過程中發(fā)生偏移,導(dǎo)致成孔垂直度不符合標(biāo)準(zhǔn)。

      防止措施:旋挖機(jī)施工時(shí),應(yīng)保證機(jī)械穩(wěn)定、安全作業(yè)、場地承載力不滿足時(shí)可鋪設(shè)鋼板或者墊板(路基板);旋挖機(jī)就位后校核旋桿,發(fā)現(xiàn)侵襲應(yīng)該及時(shí)校正。

      3.3鋼筋籠移位

      原因分析:下放鋼筋籠時(shí)標(biāo)高控制不到位;導(dǎo)管埋入過長,在提升導(dǎo)管時(shí)容易晃動(dòng),容易發(fā)生掛籠現(xiàn)象;導(dǎo)管提升過程中與混凝土下落的相對(duì)速度較大,混凝土下落至底部瞬時(shí)反沖力使鋼筋籠上浮;

      防治措施:保證灌注樁成孔和鋼筋籠的質(zhì)量;固定鋼筋籠上口,加快水下混凝土澆筑,必要時(shí)可添加緩凝劑保證混凝土的塌落度在180~220mm范圍內(nèi)?;炷两咏摻罨\底部時(shí),控制導(dǎo)管埋入混凝土在1.5~2m范圍內(nèi);在鋼筋籠穩(wěn)定埋入混凝土前做到澆一斗混凝土,測一次導(dǎo)管埋深。待鋼筋籠穩(wěn)定埋入混凝土后即可正常澆筑,導(dǎo)管埋入混凝土不宜大于6m。鋼筋籠上浮時(shí)應(yīng)停止?jié)仓?,檢查導(dǎo)管埋深,拆除部分導(dǎo)管,保持導(dǎo)管埋深為2~5m;導(dǎo)管掛籠時(shí)用先降后升,脫鉤后上提導(dǎo)管。

      3.4斷樁

      1、常見原因分析:

      1)卡管導(dǎo)致斷樁

      當(dāng)遇到土質(zhì)不好的施工環(huán)境時(shí),塌孔的可能性極大,塌孔后土使導(dǎo)管的埋置深度增加,嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)管無法拔出從而造成斷樁?;炷恋乃涠冗^小也容易導(dǎo)致卡管。

      2)導(dǎo)管進(jìn)水導(dǎo)致斷樁

      導(dǎo)管在連接處一般都采用橡膠墊圈來進(jìn)行密閉。樁孔底部水壓力大,如果導(dǎo)管連接處沒有擰緊,橡膠墊圈安裝錯(cuò)誤或橡膠墊圈老化失效都是造成導(dǎo)管漏水的原因。導(dǎo)管漏水可能導(dǎo)致孔內(nèi)泥漿進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部,泥漿一旦進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)部將會(huì)與混凝土混合在一起,從而形成密度較大的雜質(zhì)混合物,孔內(nèi)混凝土無法銜接,導(dǎo)致斷樁。

      3)堵管導(dǎo)致斷樁

      堵管現(xiàn)象主要分為兩種,一種是氣堵,當(dāng)混凝土滿管下落時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土(或泥漿)面至導(dǎo)管口的空氣被壓縮,當(dāng)導(dǎo)管外泥漿壓力和混凝土壓力處于平衡狀態(tài)時(shí)就出現(xiàn)氣堵現(xiàn)象。另外一種堵管現(xiàn)象為物堵,混凝土施工性能不好,石子較多,或混凝土原材料內(nèi)有雜物等,在混凝土垂直下落時(shí),石子或雜物在導(dǎo)管內(nèi)形成拱塞導(dǎo)致堵管。

      4)混凝土澆筑不連續(xù)導(dǎo)致斷樁

      2、防治措施:

      1)水下混凝土灌注時(shí)遵循上述2.4規(guī)定。

      2)針對(duì)不同的地質(zhì)條件采取不同的措施。塌孔嚴(yán)重時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆進(jìn)速度,適當(dāng)加大泥漿比重。若是孔口塌方,說明護(hù)筒埋置太淺或護(hù)筒周圍的土未夯實(shí),開鉆前應(yīng)特別注意把護(hù)筒埋牢固,特別是護(hù)筒底部處的埋土要夯實(shí)。

      (5)在下放鋼筋籠時(shí),應(yīng)避免鋼筋籠碰撞孔壁。

      3)現(xiàn)場調(diào)整混凝土配合比

      水下灌注混凝土的配合比一般要求:石子最小粒徑不小于5mm,最大粒徑不大于40mm;骨料級(jí)配宜采用Ⅱ級(jí)配;混凝土的含砂率一般采用40%~50%;每方混凝土水泥用量不低于360kg;嚴(yán)格控制混凝土進(jìn)入導(dǎo)管時(shí)的塌落度,混凝土實(shí)際配制強(qiáng)度宜比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高10%~15%。

      4)導(dǎo)管的安裝和拆除由專人負(fù)責(zé);為防止導(dǎo)管漏水,禁止使用變形的導(dǎo)管和有損壞和老化的橡膠墊圈;控制導(dǎo)管每次提升高度,做到勤拔勤測,嚴(yán)格控制導(dǎo)管埋置深度。

      四、結(jié)束語

      混凝土灌注樁的隱蔽性極強(qiáng),施工工序也是不可逆轉(zhuǎn)的,一旦成樁就沒有補(bǔ)救措施,因此質(zhì)量控制為重中之重。在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場管理,做到全過程管控,全員參與,做到一次達(dá)標(biāo),一次成優(yōu)的效果。同時(shí)還需要提高施工班組的專業(yè)素質(zhì)。

      參考文獻(xiàn):

      (1)中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008,2008-04-22

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