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        橋梁鉆孔灌注樁常見病害成因與對策
        發布時間:2014-08-05
        文章在完善施工工藝、提高操作技能的基礎上,認真分析成孔、成樁過程常見病害的產生原因,總結研究其預防治理措施,以期將施工質量病害的影響減至最低限度,高標準、高質量地完成樁基施工任務。 

              
          鉆孔灌注樁包括成孔和成樁兩大過程,是一項工序環節較多,工藝比較復雜,技術要求較高,工作量較大,并需在一個較短時間內快速完成水下灌注混凝土的隱蔽工程。施工過程控制受人為因素影響較大,稍有疏忽,就難免出現質量病害,造成病樁或斷樁等重大質量事故,危及樁基工程的質量。為此,必須以系統工程的觀點,推行全面質量管理,明確工序質量標準,建立嚴格的施工管理和工序質量檢查制度,以工序過程控制,來保證成樁質量。 
           
          1 成孔過程 
           
           護筒冒水:護筒外壁冒水,嚴重的會引起地基下沉、護筒傾斜和位移,造成成孔偏斜,甚至無法施工。 
          病因分析:埋設護筒時周圍填土不密實;或護筒內水位相差太大;或鉆頭起落時碰撞。 
          防治措施:埋護筒時,坑底與四周選用最佳含水量的粘土層分層夯實;在護筒適當高度開孔,使護筒內保持有1~1.5m的水頭高度;起落鉆頭時,防止碰撞護筒。 
          樁孔孔壁坍塌:成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。成孔中,排出的泥漿不斷出現氣泡,有時護筒內的水位突然下降,均為塌孔的兆頭。 
          病因分析:主要是由于土質松散,加之泥漿護壁不好;護筒埋設不好;筒內水位不高;提住鉆頭鉆進,鉆頭鉆速過快,或空鉆時間太長,都易引起鉆孔下部坍塌;或成孔后待灌時間和灌注時間過長。 
          施工對策:在松散易坍土層中適當深埋護筒,密實回填土;使用優質泥漿,提高泥漿比重和粘度;升高護筒,終孔后補給泥漿,保持要求的水頭高度;保證鋼筋籠制作質量,防止變形;吊放時要對準孔位,吊直扶穩,緩緩下沉,防止碰撞孔壁;成孔后,待灌時間一般不應超過3h,并應盡快灌注速度,縮短灌注時間;在鋼筋籠未下入孔內情況下,將砂、粘土混合物回填到坍孔深以上1~2m,或全孔回填并密實后,再用原徑鉆頭和優質泥漿掃孔;在鋼筋籠碰孔壁而引起輕微坍塌的情況下,用直徑小于鋼筋籠內徑的鉆頭以優質泥漿掃孔或用導管清孔。 
           樁孔局部縮徑:指局部孔徑小于設計孔徑。 
          病因分析:泥漿性能欠佳,失水量大,引起塑性土層吸水膨脹,或形成疏松、蜂窩狀厚層泥皮;鄰樁施工間距和時間間隔不當,土層中應力尚未消散,新孔孔壁軟土流變;鉆頭直徑磨損過大。 
          施工對策:采用優質泥漿,控制泥漿比重和粘度,降低失水量;當設計樁距<4D時,應跳隔1~2根樁施工;或新樁孔盡可能在鄰樁成樁36h 后開鉆。 
          樁孔偏移傾斜:成孔后樁孔出現較大垂直偏差或彎曲。 
          病因分析:鉆機安裝不平,或鉆臺下有虛土產生下均勻沉陷:樁架不穩,鉆桿導架不垂直,鉆機磨損,部件松動,護筒埋設偏斜,鉆桿彎曲,主動鉆桿傾斜,遇舊基礎或大弧石等地下障礙物,土層軟硬不均或基巖傾斜。 


          施工對策:鉆機安裝周正、水平、穩固,護筒不偏斜,鉆桿不彎曲,主動鉆桿保持垂直;增添導向架,控制提引水龍頭,盡可能采用鉆鋌加壓,清除地下障礙物;除軟硬互層采用輕壓慢轉技術參數外,從軟塑粘土層,尤其流塑粘上層和砂層進入硬塑粘土層或從軟土層進入基巖時,籠狀鉆頭下端的錐形導向小鉆頭需改用平底導向小鉆頭,或者直接用不帶導向小鉆頭的平底鉆頭鉆進;用砂、粘土混合物回填至偏斜處以上1~2m,待密實后用平底合金鉆頭輕壓慢轉糾斜,在基巖面發生傾斜時,可投入20~40mm粒徑碎石,略高于偏斜處,沖擊密實后用平底合金鉆頭。
        2 成樁過程 
           
          2.1 導管堵塞:灌注過程中,混凝土在導管中不能下落,影響灌注工作順利進行。 
          病因分析:初灌時隔水塞堵管;粗骨料粒徑過大:混凝土坍落度不合要求和易性、流動性差;拌合不均勻,產生離析;導管連接部位和焊縫不密封,發生漏水,管內形成水塞,當管內內混凝上不滿而含有空氣時,混凝土整斗傾入導管,導致管內形成高壓氣塞,或氣塞擠破管節間密封墊繼而導致導管漏水。 
          施工對策:先灌儲0.2~0.3m3水泥砂漿,后灌儲混凝土,防止骨料卡阻水塞;選用粒徑小于25mm的粗骨料,其最大粒徑不大于導管內徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4;嚴格混凝土配合比,坍落度控制在18~22cm,坍落度降低至l5cm的時間,一般下宜小于1h;混凝土拌合均勻.攪拌機拌合時間大于90s,確保導管連接部位焊縫的密封性,導管應在大于0.5~0.77Mpa下試壓時間大于15min而下泄漏,以免在導管內形成水塞:在澆灌過程中,混凝土宜徐徐倒入漏和導管,避免在導管內形成高壓氣塞;確保機械運轉正常,必須有備用攪拌機,必要時,可在混凝土中摻加緩凝劑;當隔水塞堵塞導管時,可將提管時散落在孔底的混凝土拌合物清除,重新下隔水塞澆灌;當孔內混凝土尚未初凝時,盡決清理導管,重新下至混凝土面,開泵沖洗浮漿后,重新下隔水塞澆灌。隔水塞沖出后,盡可能將導管向下插入原先澆灌的混凝土內,原位上下串插導管,使混凝土混合密實,再繼續澆灌。 
          2.2 鋼筋籠上浮或下沉:系指鋼筋籠的位置高于或低于設汁位置的現象。上浮較大時,降低了樁體抗水平剪切能力;下沉過多,給土建施工帶來麻煩和損失。 


          病因分析:鋼筋籠放置初始位置過高或過低;混凝土流動性過小,導管在混凝土中埋置深度過大(6m以上)鋼筋籠被混 
          凝土頂托上;導管掩埋過長,提升時易搖晃,難以對準籠的中心,易發生掛籠現象;導管提升過猛,混凝土下沉太快,瞬時反沖力使鋼筋籠上;鋼筋籠制作質量不佳,或吊裝下當而變形;或樁孔傾斜,鋼筋籠隨之而變形,增加了混凝土上升阻力。 
          施工對策:鋼筋籠放置初始位置準確無誤,并與孔口固定牢固;為防止鐵絲拉長下沉或頂住上升力,可采用吊筋加套管等方法頂住鋼筋籠上口;加快澆灌速度,縮短澆灌時間,或添加緩凝劑,防止混凝土頂層進入鋼筋籠時流動性變;混凝上陷近籠底時,控制導管埋深1.5~2m,盡量減少串插導管,改用轉動導管密實混凝土;每澆灌一斗混凝土,檢查一次埋深,直到鋼筋籠埋牢后,恢復正常埋置深度;鋼筋籠制作平直下變形,主筋底端可適當向外彎折,井增加封底箍筋:導管對中樁孔,導管接頭處套裝錐形活動護罩或加密焊接防護斜筋;導管正常埋置深度一般控制在2~4m,最大不超過而6m,便于轉動移位;鋼筋籠上升時,停止澆灌混凝土檢查埋管深度,拆除部分導管,保持埋管l.5~2m,導管鉤掛鋼筋籠時,要下降導管,轉動移位脫鉤后上提。 
          2.3 串樁:指灌注的混凝土跑到另一樁孔內的現象。串樁不僅增加待灌樁孔內沉渣厚度,且不易消除,增加成孔難度,還大量增加混凝上用量,造成浪費影響施工進度,孔斜過大不僅降低了樁的承載力,在受力后樁身還可能被剪斷。 
          病因分析:開挖舊基礎鋼筋混凝土土梁或石板時,造成樁位在淺部連通;遇抽水滲井時,由于滲井被大量淤泥質雜物充填,井周土質松散,致使一定范圍樁位連通,孔距過小,土層軟弱、松散,在混凝土沖力作用下,通過側向擠壓使混凝土侵入到相鄰樁孔中;孔斜過大或塌孔嚴重未及時處理,使深部樁位相連。 
          施工對策:若樁體上部連通,當灌注至連通部位,先排開返出的泥水,同時在連通部位加保護圈,以防泥水及混凝土進入另一樁孔內,而引起塌孔或增加孔內沉渣量,向滲井中下水泥套管,邊鉆進邊下套管,以確保施工進度和成樁質量。 
           
           結語 
           
          鉆孔樁事故處理的方法很多,難度也較大,無論采取什么先進的辦法處理都將對工程的進度、質量及施工企業的信譽帶來不可忽視的影響。因此,在鉆孔樁施工中必須做到每個工序嚴格按照規范操作,水下混凝土灌注統一指揮、緊張而有序,對可能出現的問題制定切實有效的防范措施,盡最大努力杜絕事故的發生。 


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