淺談鉆孔灌注樁樁身缺陷成因及處理方法

摘要:文章就鉆孔灌注樁施工過(guò)程中出現(xiàn)的樁身質(zhì)量缺陷問(wèn)題進(jìn)行了粗淺的探討,分析了產(chǎn)生樁身缺陷的主要原因,并提出解決樁身質(zhì)量缺陷的處理方法。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;樁身缺陷;灌注混凝土

中圖分類(lèi)號(hào):U443文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)21-0134-02

一、前言

目前,隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中和施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于公路橋梁及其他工程領(lǐng)域,已成為一種重要的樁型。但灌注樁屬于隱蔽工程,由于施工過(guò)程的不確定因素較多,大部分是在水下進(jìn)行的,對(duì)各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮,如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、混凝土的配制、灌注等。而水下混凝土灌注是成樁的關(guān)鍵環(huán)節(jié),往往由于施工工藝不當(dāng)或措施不嚴(yán),就會(huì)在灌注中產(chǎn)生斷樁、夾泥、縮徑和局部離析等缺陷樁的質(zhì)量事故。在現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)踐中,我們運(yùn)用小應(yīng)變無(wú)破損檢測(cè)的灌注樁之中,大概有2%左右的Ⅲ類(lèi)樁。這就說(shuō)明這些Ⅲ類(lèi)灌注樁應(yīng)該采取措施進(jìn)行處理,方能正常使用。因此,將有問(wèn)題的樁變?yōu)楹细竦臉?在處理樁身缺陷之前,要對(duì)鉆孔灌注樁樁身缺陷的成因進(jìn)行技術(shù)分析,找出質(zhì)量事故發(fā)生的原因,確定缺陷的類(lèi)型,研究相應(yīng)對(duì)策,然后制定切實(shí)可行的處理方案。

二、鉆孔灌注樁樁身缺陷產(chǎn)生原因

鉆孔灌注樁成樁質(zhì)量如何關(guān)鍵的工序就是灌注水下混凝土的施工工藝這一方面。因?yàn)楣嘧⑺禄炷恋奶厥庑院凸に噺?fù)雜性,加上施工地質(zhì)的不穩(wěn)定性,鉆孔樁進(jìn)入地層的不同深度地質(zhì)情況各有不同,形成了地質(zhì)情況的復(fù)雜的特點(diǎn),致使鉆孔樁樁身在灌注混凝土的過(guò)程中很容易形成各種不良的現(xiàn)象,造成各種缺陷樁的形成。

1.斷樁

(1)每根鉆孔灌注樁在灌注之前,應(yīng)該先計(jì)算出第一批混凝土的方量有多少,在施工過(guò)程中導(dǎo)管的底口位置應(yīng)該在第一批混凝土澆筑時(shí)蓋住導(dǎo)管底口方可。如果導(dǎo)管的底口距離孔底太高,混凝土澆筑不能蓋住導(dǎo)管口,使得泥漿水流入導(dǎo)管里就會(huì)形成斷樁。所以我們一定要在開(kāi)始灌注混凝土前通過(guò)以下公式計(jì)算出混凝土的最小方量,安置好導(dǎo)管位置,才能避免斷樁出現(xiàn)。

Vmin=h1πdd/4+HcπDD/4 (如圖1)

Vmin=儲(chǔ)料斗最小容量(m3);

d=導(dǎo)管直徑(m);

D=鉆孔直徑(m)。

(2)在灌注混凝土施工過(guò)程中,施工人員操作不規(guī)范不熟練往往導(dǎo)致斷樁的出現(xiàn)。如工人把導(dǎo)管向上提升的過(guò)程中操作太快就會(huì)使得導(dǎo)管的底口位置脫離混凝土的頂面導(dǎo)致斷樁。

(3)在灌注混凝土過(guò)程中,如地質(zhì)中夾有不穩(wěn)定土層現(xiàn)象時(shí),往往會(huì)產(chǎn)生坍孔情況,坍孔會(huì)產(chǎn)生泥土落在混凝土頂面,使孔底沉渣變厚,在灌注混凝土提升導(dǎo)管的過(guò)程中會(huì)由于法蘭盤(pán)的作用而間接產(chǎn)生斷樁現(xiàn)象。

2. 縮徑及離析

(1)在灌注混凝土?xí)r,往往會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榛炷僚浜媳日莆詹缓?混凝土中碎石級(jí)配和施工混凝土的和易性不良,現(xiàn)場(chǎng)施工中混凝土拌和不均而出現(xiàn)卡管現(xiàn)象,加上施工操作人員不停的上下抽取導(dǎo)管,導(dǎo)致混凝土離析,產(chǎn)生樁身缺陷;

(2)施工灌注施工過(guò)程中,施工人員操作導(dǎo)管埋入混凝土中太長(zhǎng),在灌注混凝土?xí)r操作不規(guī)范,太快或太慢都會(huì)使得澆筑的新老混凝土產(chǎn)生空隙,不能很好地結(jié)合,強(qiáng)度降低,致使局部松散現(xiàn)象;

(3)如果地質(zhì)層中含有軟塑土等不良土質(zhì),遇水澎漲后孔徑縮小,從而造成樁身縮徑。

3. 夾泥

(1)在鉆孔灌注樁灌注混凝土過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閷?dǎo)管密封不夠嚴(yán)密或破損就會(huì)進(jìn)水,導(dǎo)管中的泥水連同混凝土澆筑在灌注樁樁身當(dāng)中,導(dǎo)致夾泥的出現(xiàn);

(2)由于地質(zhì)的原因,地質(zhì)中存在不穩(wěn)定土質(zhì),加上施工人員在灌注混凝土過(guò)程中大幅度抽拔導(dǎo)管則容易造成混凝土體沖刷孔壁,使得孔壁泥土坍落,掉落的泥土混在混凝土中造成夾泥現(xiàn)象。

三、鉆孔灌注樁樁身缺陷處理方法

通過(guò)分析我們知道鉆孔灌注樁樁身缺陷的原因各異,樁身缺陷的程度也各自不同,處理方法也有區(qū)別,在實(shí)際工程實(shí)踐當(dāng)中就應(yīng)采取相應(yīng)且經(jīng)濟(jì)適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理。

1.斷樁處理方法

(1)若鉆孔灌注樁在一開(kāi)始灌注時(shí)就出現(xiàn)導(dǎo)管斷落或卡管現(xiàn)象,第一批混凝土還沒(méi)有埋住導(dǎo)管的底口位置,況且孔內(nèi)混凝土較少,應(yīng)立即把導(dǎo)管和鋼筋籠全部吊出,清除已灌混凝土,然后重新安裝鋼筋籠,然后按新樁的灌注程序灌注混凝土;

(2)如果鉆孔灌注樁混凝土已經(jīng)施工到了一定的高度時(shí)出現(xiàn)斷樁的質(zhì)量問(wèn)題時(shí),而操作人員沒(méi)有及時(shí)采取措施處理時(shí),導(dǎo)致已經(jīng)灌注施工的混凝土達(dá)到凝結(jié)狀,這時(shí)應(yīng)運(yùn)用沖擊鉆重新鉆孔或者采用明挖接樁的處理方法來(lái)處理;

(3)如果鉆孔灌注樁樁身混凝土缺陷位置處于該樁頂下一定范圍內(nèi)(<5m),采取鑿除樁頂面至缺陷處的混凝土,再提高設(shè)計(jì)強(qiáng)度一個(gè)標(biāo)號(hào)的混凝土來(lái)澆注樁身實(shí)施接樁,同時(shí)采用振動(dòng)棒振搗密實(shí)。

2.夾泥、縮徑或離析處理方法

灌注樁成樁后,通過(guò)小應(yīng)變動(dòng)測(cè)檢測(cè)出來(lái)缺陷的質(zhì)量問(wèn)題時(shí), 并采取鉆孔取芯法進(jìn)一步檢查驗(yàn)證出來(lái)該樁卻有缺陷時(shí),應(yīng)采用壓漿或補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)行處理,使得鉆孔灌注樁樁身質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求。

(1)壓漿

1)經(jīng)檢測(cè)灌注樁樁身混凝土如果存在夾泥、縮徑或混凝土離析等缺陷質(zhì)量問(wèn)題時(shí),應(yīng)采用壓漿補(bǔ)強(qiáng)的方法進(jìn)行處理。為保證壓漿能順利完成,應(yīng)提高水泥漿標(biāo)號(hào),并計(jì)算出用于樁身壓漿所需要的水泥漿用量,采用高一標(biāo)號(hào)水泥漿進(jìn)行壓漿。

2)壓漿方法:首先采取鉆孔取芯的方法,之后將樁身混凝土中的夾泥或離析的混凝土雜質(zhì)清除干凈,然后排出孔中的水,這時(shí)方可開(kāi)始?jí)簼{。在壓注過(guò)程中,注漿時(shí)應(yīng)緩慢加壓,先將孔內(nèi)清水排出,等水泥漿流出時(shí),要封閉好孔口壁,防止水泥漿外溢,允許有少量泥漿或清水流出,緩慢加壓灌漿,直到無(wú)法壓注為止。最后打開(kāi)封閉的孔口壁,此時(shí)如果孔口壁冒出大量水泥漿,且與注入的配制水泥漿基本一致,說(shuō)明水泥漿液已經(jīng)充滿缺陷部分,補(bǔ)注水泥漿即可停止。

(2)補(bǔ)強(qiáng)

當(dāng)鉆孔灌注樁樁身混凝土發(fā)生縮徑缺陷時(shí),應(yīng)該運(yùn)用補(bǔ)強(qiáng)的方法進(jìn)行處理,就是鉆孔取芯孔加補(bǔ)強(qiáng)鋼筋束的工藝進(jìn)行處理。首先應(yīng)該計(jì)算確定好該樁應(yīng)設(shè)置多少個(gè)抽芯孔和需要多少補(bǔ)強(qiáng)鋼筋束。其次用高壓水沖洗抽芯孔,沖洗到孔內(nèi)全部都是清水方可停止;然后把鋼筋束放入孔內(nèi);最后灌注水泥漿直至孔內(nèi)壓漿至飽滿為止。

四、結(jié)語(yǔ)

鉆孔灌注樁混凝土在施工過(guò)程中,因樁基處于地層地質(zhì)情況的復(fù)雜性以及施工要求的特殊性,往往會(huì)出現(xiàn)樁身缺陷的質(zhì)量問(wèn)題。因此,在施工過(guò)程中采取相應(yīng)的預(yù)防措施,要控制好灌注工藝,牢牢把好鉆孔、清孔和混凝土灌注等關(guān)鍵工序的質(zhì)量關(guān),從根本解決施工中存在的質(zhì)量問(wèn)題。如果一旦鉆孔灌注樁經(jīng)檢測(cè)發(fā)生質(zhì)量缺陷時(shí),一定要認(rèn)真加以分析,要對(duì)樁底的斷層位置、地質(zhì)、成孔情況等加以認(rèn)真分析,處理后必須要再進(jìn)行驗(yàn)證。要制定妥善的處理措施,及時(shí)對(duì)所產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行補(bǔ)救處理,盡量將事故消滅在萌芽狀態(tài)。

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作者簡(jiǎn)介:方征利(1979- ),男,廣東揭陽(yáng)人,廣東省揭陽(yáng)市惠來(lái)縣公路局路橋助理工程師,研究方向:路橋工程技術(shù)。