橋梁鉆孔灌注樁質量缺陷的處治實踐

隨著我國交通基礎設施建設的快速發展,鉆孔灌注樁作為一種基礎形式以其適應性強?成本適中?施工簡便等特點仍將被廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領域?灌注樁屬于隱蔽工程,但由于影響灌注樁施工質量的因素很多,對其施工過程每一環節都必須要嚴格要求,對各種影響因素都必須有詳細的考慮,如地質因素?鉆孔工藝?護壁?鋼筋籠的上浮?混凝土的配制?灌注等?若稍有不慎或措施不嚴,就會在灌注中產生質量事故,小到塌孔松散?縮頸,大到斷樁報廢,給國家財產造成重大損失,直至影響工期并對整個工程質量產生不利影響?據1996年10月北京全國樁基動測學術交流會上統計資料表明,在被檢測的灌注樁中大約有 5~10%是有缺陷的,不良地質中灌注樁缺陷率更高達14.7%;從1990~1998年所檢測的樁 基統計資料中表明,河南省樁基斷樁率為5.6%(其它有局部缺陷的未統計)?所以,必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質量,盡量避免發生事故及減少事故造成的損失,以利于工程的順利進展?本文僅對在建的焦鄭高速公路鉆孔灌注樁施工及缺陷樁處治實踐作總結,供同行交流?
1基本情況
焦鄭高速公路是由焦作市公路局自籌資金投資興建的地方性高速公路,全長56.274km,分兩期修建?一期開工建設的工程內容有43.6km的路基工程及橋涵通道等構造物,共有鉆孔灌注樁711根?項目所在地區地貌主要處于黃河?沁河沖積平原內,地質較不穩定?K0~K20范圍內,20m以內地層土體主要為黃土狀亞砂土?亞粘土及細?中砂,地下水位深1.0m左右,黃土狀亞砂土軟塑或流塑,細中砂以松散為主,局部中密,屬于較差地質段落?該工程發生的18根缺陷樁較集中分布于這一區間內,占總量的2.53%?
2幾種缺陷樁的形成與處治
2.1斷樁
2.1.1形成斷樁原因分析
斷樁是嚴重的質量事故?對于誘發斷樁的因素,必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時又必須準備相應的對策,預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施?斷樁產生的原因有以下幾個方面:
(1)灌注混凝土過程中,測定已灌混凝土表面標高出現錯誤,導致導管埋深過小,出現拔脫提漏現象形成夾層斷樁?特別是鉆孔灌注樁后期,超壓力不大或探測儀器不精確時,易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面?因此,必須嚴格按照規程用規定的測身錘測量孔內混凝土表面高度,并認真核對,保證提升導管不出現失誤?
(2)在灌注過程中,導管的埋置深度是一個重要的施工指標?導管埋深過大,以及灌注時間過長,導致已灌混凝土流動性降低,從而增大混凝土與導管壁的摩擦力,加上導管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導管,在提升時連接螺栓拉斷或導管破裂而產生斷樁?
(3)卡管現象也是誘發斷樁的重要原因之一?由于人工配料(有的機械配料不及時校核)隨意性大,責任心差,造成混凝土配合比在執行過程中的誤差大,使坍落度波動大,拌出混合料時稀時干?坍落度過大時會產生離析現象,使粗骨料相互擠壓阻塞導管;坍落度過小或灌注時間過長,使混凝土的初凝時間縮短,加大混凝土下落阻力而阻塞導管,都會導致卡管事故,造成斷樁?所以嚴格控制混凝土配合比,縮短灌注時間,是減少和避免此類斷樁的重要措施?
(4)坍塌?因工程地質情況較差,施工單位組織施工時重視不夠,有甚者分包或轉包,施工者談不上有什么經驗,在灌注過程中,井壁坍塌嚴重或出現流砂?軟塑狀質等造成類泥沙性斷樁?這類現象在本工程的斷樁中占有相當大的比例,較為嚴重?而且位置深?難處理,是導致工期無限延期及經濟上大量浪費的重要因素之一?
(5)另外,導管漏水?機械故障和停電造成施工不能連續進行,突然井中水位下降等因素都可能造成斷樁?因此應認真對待灌注前的準備工作,這對保證樁基的質量很重要?
2.1.2斷樁處理的幾種方法
(1)原位復樁?對在施工過程中及時發現和超聲波檢測出的斷樁,采用徹底清理后,在原位重新澆筑一根新樁,做到較為徹底處理?此種方法效果好?難度大?周期長?費用高,可根據工程的重要性?地質條件?缺陷數量等因素選擇采用?如K32+686.5萬花分離立交橋1#-3樁及K19+110共產主義總干渠大橋7#-6樁分別采用將孔內回填土經沉淀后用沖擊錐二次成孔或直接用沖擊錐對已澆成的壞樁進行沖擊二次成孔,重新澆注?
(2)接樁?如K7+954.5小橋0#-6樁,在灌注過程中發生導管焊口破裂,裂縫長30cm,寬0.5cm?設計樁長為26m,當時水下混凝土已灌注17m,為確保工程質量,停止混凝土的澆筑并提前拔出導管?確定接樁方案,首先對樁進行聲測確定好混凝土的部位;其次,根據設計提供的地質資料表明樁頂以下10m均為粘土層,確定井點降水-開挖-20#素混凝土進行護壁,護壁內用?12的鋼筋箍圈以20cm間距進行加固,護壁間連接筋用?12鋼筋以20cm間距布置?第三,挖至合格數處利用人工鑿毛,按挖孔法混凝土施工方法進行混凝土的澆注?
(3)樁芯鑿井法?這種方法說起來容易做起來難,即邊降水邊采用風鎬在缺陷樁中心鑿一直徑為80cm的井,深度至少超過缺陷部位,然后封閉清洗泥沙,放置鋼筋籠,用挖孔混凝土施工方法澆筑膨脹混凝土?此方法日進度0.6m,如果遇到個別樁水處理不好?降不下去,更是困難重重,導致質量?工期和經濟上的重大損失?如K19+110共產主義大橋6#-3?3#-4?1#-2等幾根樁及K12+087喬廟分離式立交橋3#-1樁均采用此方法,個別樁處理工期長達近6個月,費用達20萬元?
2.2縮頸
在鉆孔過程中,由于鉆錐磨損或焊補不及時,再或地層中遇到膨脹的軟土?粘土?泥巖等,容易產生縮孔現象?如K10+028.8京廣立交橋2#-4樁,設計樁長46m,直徑1.5m,在28~30m處出現縮孔,即出現膨脹性軟土,俗稱探頭泥,成孔檢驗不太仿事,但至下鋼筋籠時鋼筋籠下不去,拔出鋼筋籠用鉆錐上下沖擴后仍下不去,回填重新鉆孔反復3次,后下決心在錐頭上加焊8cm的合金鋼,再度擴大孔徑,成孔后重新澆筑,增加混凝土80余方?
2.3灌注時發生井壁坍落
成孔后灌注水下混凝土時發生坍孔現象,若坍塌不止,應將導管拔出,以粘土回填重新成孔;輕微坍落在施工中不易被察覺,聲測時發現局部裹泥或夾砂現象?如K30+286白馬泉小橋1#-3樁,在距聲測管頂端6.5~7.0m斷面處出現異常情況,AB測面讀數均勻正常,但BC?AC面無讀數,判定此兩面交匯處可能出現裹泥塊?該標在C聲測管處用鉆機干鉆一直徑為1.2m,距樁頂7m的井,用木板和鋼筋圈加固后,派人從距樁頂6.5m處開鑿,發現C聲測管處有一高32cm?寬14cm?深16cm的黏土塊?采用清除-鑿出新鮮混凝土2cm-清洗(飽和面干)-高標號混凝土修補,保證了樁的整體性和完整性?根據實際情況還可以采用壓漿?旋噴等工藝處理樁芯局部夾泥砂或空洞等缺陷,不再贅述?
3鉆孔灌注樁的質量控制
鉆孔灌注樁的施工質量直接影響到上部結構的穩定與安全?部頒《公路工程質量檢驗評定標準》JTJ07198對鉆孔灌注樁的質量作了嚴格的要求,增加了6.3.1.5和6 .3.1.6條,明確規定了鉆孔灌注樁進行無破損檢測,這一結果需由設計單位的確認?對鉆孔灌注樁的質量控制,我們認為在現時代仍應強調以下幾點:
(1)對質量控制應注重預防為主,即在施工前做好充分準備工作,制定相應的防范措施,并責任到人?
(2)嚴把隊伍進場關?"一流隊伍投標?二流隊伍進場?三流隊伍干活兒"的現象在建筑市場上仍然存在?只有從嚴把關,使一流人才?先進的工藝,過硬的設備進場,就為優良工程打下了堅實的物質基礎?
(3)嚴把檢測關?橋梁鉆孔灌注樁無破損檢測是確保施工質量的一個重要技術檢測手段,我們的做法是:A?對承擔本工程樁基無破損檢測任務的單位和個人進行資格審查;B?逐根樁作超聲波法檢測;C?對處理后的缺陷樁做二次聲測,若聲測仍有缺陷,則該樁再輔以承載試驗(大應變),以確保成樁質量及工程的安全性?

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