淺析水下澆筑混凝土灌注樁

灌注樁屬于隱蔽工程,但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,對其施工過程中的每一環(huán)節(jié)都必須嚴格要求,對各種影響因素都必須有詳細的考慮,如地質(zhì)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得力,就會在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故,小到塌孔、縮頸,大到斷樁報廢,從而給施工單位造成重大的經(jīng)濟損失,以致影響工期并對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以,必須高度重視并嚴格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失,以利于工程的順利進行。

　　水下澆筑混凝土施工是灌注樁質(zhì)量控制中zui重要的一個環(huán)節(jié)。水下澆筑混凝土是用混凝土從孔底開始灌注,將孔內(nèi)泥漿置換出來,成為混凝土樁;澆筑過程中,應及時掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導管插入深度,測定每個混凝土面位置應取兩個以上的測點,測繩受拉伸、濕度等因素影響,所標長度變化較大,須經(jīng)常校正。澆筑混凝土必須連續(xù)進行,否則先澆灌進去的混凝土達到初凝,將阻止后澆灌的混凝土從導管中流出。施工中,混凝土澆筑速度應盡可能地快一些,終止?jié)仓炷燎?須確定混凝土面真實高度,以見到混凝土中的粗骨料為準。

　　對于誘發(fā)灌注事故的因素,必須在施工初期就*消除其隱患,同時又必須準備相應的對策,一來預防事故的發(fā)生,二來在事故發(fā)生后及時采取補救措施。下面就施工實踐中經(jīng)常遇到的幾種工程事故,對其原因、預防及處理作一簡單的介紹。

　　1) 初灌未封底:樁底沉渣量過大,使初灌不能正常反漿,或?qū)Ч芫嗫椎滋h,初灌量不夠沒有埋住導管。造成這種后果的原因是檢查不夠認真,清孔不干凈或沒有進行二次清孔。認真檢查,采用規(guī)定的測繩與測錘;一次清孔后仍不符合要求時,就要采取其他措施,如改善泥漿性能,延長清孔時間等。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,應進行二次清孔。導管底端距孔底高度依據(jù)樁徑、隔水閥種類、大小而定,zui高不超過0. 5 m。

　　2) 導管堵塞:灌注時間過長,上部混凝土已接近初凝而形成硬殼,而且隨著時間增長,泥漿中殘渣將不斷沉淀,加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物,從而使混凝土灌注變得極為困難,zui終造成堵管。所以應盡可能提高混凝土的澆筑速度,在開始澆筑混凝土時盡量積累大量混凝土,以產(chǎn)生大的沖擊力來克服泥漿阻力。快速連續(xù)澆筑,使混凝土和泥漿一直保持流動狀態(tài),可以防止導管堵塞;澆筑混凝土過程中,應勻速向?qū)Ч芰隙穬?nèi)灌注,如突然灌注大量的混凝土導管內(nèi)空氣不能馬上排出,可能導致堵管,若管內(nèi)空氣從導管底端排出,可能帶動導管拔出混凝土面。堵塞導管的主要原因在于混凝土的質(zhì)量,必須把好混凝土質(zhì)量關(guān),混凝土和易性不好或離析,石子聚集在一起,從而使流動性變差,zui終導致堵管。導管使用后應及時沖洗,保證導管內(nèi)壁干凈光滑。如發(fā)生堵管,在導管上部可用鋼筋疏通,在導管下部可提住導管上下振擊。

　　3) 導管漏水:導管使用前須做密封試驗,灌注前檢查導管是否有漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現(xiàn)問題要及時處理。在灌注過程中發(fā)現(xiàn)漏水應加快灌注速度,并加大混凝土埋深,使管內(nèi)混凝土超出漏水處。

　　4) 導管拔出混凝土面:導管提漏有兩種原因:a. 當導管堵塞時,一般采用上下提振法,使混凝土強行流出,但如果此時導管埋深很少,極易提漏。b. 在混凝土灌注過程中,測定已灌混凝土表面標高出現(xiàn)錯誤,卸管時多提導致導管埋深過小,出現(xiàn)拔脫提漏。特別是在灌注后期,易將泥漿中混合的坍土層誤認為混凝土表面。因此,必須嚴格按照規(guī)程用規(guī)定的測繩、測錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度,并認真核對,保證提升導管不出現(xiàn)失誤。如誤將導管拔出混凝土面,必須及時處理。孔內(nèi)混凝土面高度較小時,終止?jié)仓?重新成孔;孔內(nèi)混凝土面高度較高時,可以用二次導管插入法,其一是導管底端加底蓋閥,插入混凝土面1. 0 m 左右,導管料斗內(nèi)注滿混凝土時,將導管提起約0. 5 m ,底蓋閥脫掉,即可繼續(xù)進行水下澆筑混凝土施工。由于要克服泥漿對導管的浮力,混凝土面較深時,不宜采用此方法。在不得已的情況下,必須由有經(jīng)驗的工程師現(xiàn)場指導,導管長度、吊預制混凝土球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強度、混凝土面實際位置等數(shù)據(jù),必須在事先進行正確確定。提升導管要準確可靠,在灌注混凝土的過程中要隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規(guī)程。

　　5) 導管被混凝土埋住、卡死: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,加上采用提升阻力很大的法蘭盤連接的導管時,在提升時連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。導管插入混凝土中的深度應根據(jù)攪拌混凝土的質(zhì)量、供應速度、澆筑速度、孔內(nèi)護壁泥漿的狀態(tài)等來決定,一般情況下,以2 m～6 m 為宜。如果導管插入混凝土中的深度較大,供應混凝土間隔時間較長,且混凝土和易性稍差,極易發(fā)生“埋管"事故。

　　在考慮到不能及時供應混凝土(超過1 h) 、混凝土運輸距離遠及交通堵塞等因素時,除在混凝土中加緩凝劑外,導管插入混凝土中的深度不宜太小,據(jù)以往經(jīng)驗,以5 m～6 m 為宜,每隔15 min左右,將導管上下活動幾次,幅度以2. 0 m 左右為宜,以免使混凝土產(chǎn)生初凝假象。澆筑混凝土中斷超過2 h ,應判為斷樁。如是混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大,坍落度波動大,拌出的混合料時稀時干,在這種情形下極易發(fā)生卡管現(xiàn)象。坍落度過大時會產(chǎn)生離析現(xiàn)象,粗骨料相互擠壓而阻塞導管;坍落度過小或灌注時間過長,混凝土的初凝時間縮短,混凝土的下落阻力加大而阻塞導管,都會導致卡管事故。所以嚴格控制混凝土配合比,縮短灌注時間,是減少和避免此類事故的重要措施。導管插入混凝土中拔不起來或被拔斷,如果樁徑較大,可以采用二次導管插入法處理,否則只能補樁、接樁。接樁一般用人工孔的辦法處理,清除樁頂殘渣,接鋼筋籠,澆筑混凝土至設計標高。

　　6) 鋼筋籠上浮:當灌注混凝土到鋼筋籠底部時,應盡量減慢放料速度,同時減小埋深,從而zui終降低混凝土對導管的沖力。

　　7) 混凝土拌制不符合要求:混凝土配合比中水灰比控制在0. 5～0. 6 ,砂率應在40 %～50 % ,粗骨料zui大粒徑應小于40 mm ,混凝土坍落度控制在18 cm～20 cm ,要有良好的流動性、和易性,

　　用料上優(yōu)先采用中粗砂、級配較好的碎石和礦渣硅酸鹽水泥,避免使用普通硅酸鹽水泥。混凝土和易性與水泥品種、砂率有極大的關(guān)系,砂率小、粗骨料級配不好,攪拌出的混凝土極易離析,影響水下澆筑混凝土質(zhì)量。在灌注中出現(xiàn)的種種事故有很多都和混凝土質(zhì)量有關(guān),所以一定要把好混凝土的質(zhì)量關(guān)。

　　8) 樁身有夾渣、夾泥、蜂窩:使混凝土面處于垂直頂升狀,不使浮漿、泥漿卷入混凝土是防治夾渣、夾泥、蜂窩的關(guān)鍵。另外在澆筑過程中,須不斷測定混凝土面上升的高度,并根據(jù)混凝土供應情況來確定拆卸導管的時間、長度。如拆卸導管的時間、長度不恰當,也是容易出現(xiàn)樁身夾渣、夾泥、蜂窩等事故的。

　　泥漿過稠,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,增加了澆筑混凝土的阻力,因此,在施工中經(jīng)常發(fā)生導管堵塞、流動不暢等現(xiàn)象,有時甚至灌滿導管還是不行,zui后只好提住導管上下振擊,

　　由于導管內(nèi)儲存了大量混凝土,一旦流出其勢甚猛,在混凝土流出導管后,即沖破泥漿zui薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內(nèi),從而造成夾泥層;灌注混凝土過程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層的原因。

　　總之,水下澆筑混凝土灌注樁是一種常見的基礎形式,在實際中有著廣泛的應用,因此加強鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,對有效控制工程質(zhì)量及工程造價,有著很重要的現(xiàn)實意義。