1 引言
在公·橋梁建設(shè)中,樁基嵌巖樁已成為較為廣泛的基礎(chǔ)形式,由于樁基嵌入巖層中,單樁軸向允許承載力取決于樁基底處巖石的強(qiáng)度和嵌入巖層的深度,樁基的外力需要傳至樁底巖層,因而對(duì)沉淀層厚度有嚴(yán)格要求。嵌巖樁的成孔有鉆機(jī)成孔或人工挖孔,成樁的方式有水下灌注或空氣灌注法,F(xiàn)就工作中所遇到的樁基采用挖孔水下灌注成樁時(shí),由于施工工藝的操作不當(dāng),造成樁基底部沉淀層超厚,采用吹孔壓漿進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理的施工工藝進(jìn)行介紹。
2 工程實(shí)踐
2.1 工程介紹
大橋的上部結(jié)構(gòu)為12×20m寬幅空心板,左右幅均為16.75m。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為汽車(chē)-超20級(jí),掛車(chē)-120,人群3.5KN/m�2,下部結(jié)構(gòu)橋墩采用四柱墩,樁徑φ1.5m,樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度21m。橋臺(tái)為肋式橋臺(tái),樁徑φ1.2m,樁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度18m。樁基設(shè)計(jì)為嵌巖樁。
2.2 樁基施工與檢測(cè)
由于地質(zhì)勘察報(bào)告標(biāo)識(shí)大橋橋址地質(zhì)條件較好,綜合分析后,決定采用人工挖孔的方法成孔。施工時(shí)天氣干旱,地下滲水量小;但9�#-1樁基終孔后的天氣連降暴雨,孔壁滲水量較大,只好3天后的暴雨停止空隙實(shí)踐灌注混凝土樁;現(xiàn)場(chǎng)δ對(duì)終孔3天的樁基孔底再次清渣檢查;但為了保證灌注質(zhì)量,采用水下灌注混凝土的方法成樁。
成樁后經(jīng)檢測(cè)單λ超聲波無(wú)破損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)9�#-1樁基底部波形異常,經(jīng)分析認(rèn)為可能是現(xiàn)場(chǎng)排水不暢,使挖孔堆棄于孔口的沉渣連同黃泥隨暴雨由孔口流入樁基孔所致。
取芯后發(fā)現(xiàn)其底存在5cm左右的夾層,由沉渣和黃泥組成,結(jié)果顯示整樁其他部分混凝土的均勻性、完整性、膠結(jié)性良好,對(duì)底部樁身芯樣混凝土試件進(jìn)行單軸向壓強(qiáng)試驗(yàn),顯示抗壓強(qiáng)度均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的要求。
2.3 產(chǎn)生夾層的原因
為了解決缺陷的性質(zhì),認(rèn)真分析其形成的原因,原來(lái)9�#-1樁基成孔后,天氣晴好,孔內(nèi)滲水量小,決定采用空氣灌注法成樁。后由于連日暴雨,孔內(nèi)滲水量較大,改用水下灌注混凝土法成樁。在現(xiàn)場(chǎng)排水不暢、降水量急驟增大的情況下,由于雨水將護(hù)壁臺(tái)階上的清孔沉渣及挖孔堆棄于孔口的沉渣連沖入孔底,形成軟弱沉淀層。
3 處理方案
樁底軟弱夾層的存在,大大降低嵌巖樁基的單樁承載力。為確保9�#-1樁的軸向允許承載力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,對(duì)該樁樁底進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)處理。樁基補(bǔ)強(qiáng)的處理措施是清除底部軟弱夾層后,壓注高標(biāo)號(hào)水泥砂漿,使樁基礎(chǔ)
通過(guò)注入的水泥砂漿將荷載傳遞到基巖上,從而使樁基能滿(mǎn)足單樁承載力的要求。
3.1 鉆芯成孔
為清除底部的軟弱夾層,采用吹孔壓漿至樁基底部軟弱層的辦法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。在原先9�#-1樁基隨鉆芯取樣的1�#孔對(duì)稱(chēng)處又鉆一個(gè)2�#孔,孔徑為10cm。
3.2 清孔
將樁頂?shù)母{、雜物清除,往孔內(nèi)注滿(mǎn)清水,做一個(gè)直徑為6cm的鋼管與空壓機(jī)主管連接,在鋼管的出氣端做一個(gè)2cm的彎頭,以便能在孔底橫向吹孔。把空壓機(jī)的出氣管閥門(mén)開(kāi)啟,開(kāi)始緩慢放氣壓,將吹氣管從1�#孔內(nèi)慢慢伸入樁基底部,邊吹邊加壓,此時(shí)樁基底部沉渣物將隨水流從孔內(nèi)吹出,最后鋼管伸到樁基底部,接上彎頭轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管橫吹,將沉渣物全部吹出,待吹出的水含砂少且較清時(shí),可認(rèn)為沉渣物已清除。
3.3 制備砂漿
所制備的水泥砂漿標(biāo)號(hào)為30�#,高于樁基混凝土標(biāo)號(hào),砂漿具有一定的和易性、膨脹性,以保證混凝土密實(shí)且不離析,水灰比控制在0.4-0.45之間,使用425�#的硅酸鹽水泥,在水泥漿中摻入了適量的膨脹劑和減水劑,制備水泥漿沁水率小于3%,拌和后3小時(shí)沁水率小于2%,不受約束自由膨脹率小于10%,稠度控制在14-18s之間。
為確保水泥砂漿的質(zhì)量,對(duì)水泥砂漿要留取試樣試驗(yàn)。
3.4 壓漿
將壓漿管放至2�#孔的底部,開(kāi)動(dòng)壓漿泵壓漿,水泥漿在1�#、2�#孔內(nèi)同時(shí)上升,由于壓力差水泥漿首先會(huì)從1�#孔壓出,當(dāng)水泥漿壓至1�#孔口時(shí),為保證孔內(nèi)充滿(mǎn)砂漿,待1�#孔口ð出原樣砂漿時(shí),堵塞1�#孔,這時(shí)緩緩提升壓漿管,邊拔邊壓。將壓漿管提至2�#孔口時(shí),保持一個(gè)穩(wěn)壓悶漿期,直至壓漿泵自動(dòng)停止壓漿,同時(shí)封閉2�#孔。壓漿過(guò)程應(yīng)緩慢、均勻地進(jìn)行,不得中斷。
當(dāng)時(shí)氣溫為25℃左右,壓漿實(shí)踐不易超過(guò)45min,在此期間水泥漿要連續(xù)攪動(dòng),以防止離析,如因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致流動(dòng)性降低,必須放棄,不得通過(guò)加水來(lái)增加水泥漿的流動(dòng)性。
3.5 施工安全
施工操作過(guò)程中,施工工人應(yīng)配戴眼鏡。以防空壓機(jī)以外吹傷眼睛。
4 處理效果
處理完成后7天,再次進(jìn)行超聲波檢測(cè),從結(jié)果中判斷樁身完好,能滿(mǎn)足使用性能。
5 注意事項(xiàng)
5.1 鉆取壓漿孔時(shí)要垂直,鉆到孔底基巖面上,以便能徹底清孔和保證壓漿的均勻性。
5.2 清孔時(shí)要從縱管與橫管沖洗相結(jié)合,以確保樁基底部的沉渣雜合物能充分被沖出,清孔的程度是施工工藝關(guān)鍵所在。
5.3 水泥砂漿要摻加適當(dāng)?shù)呐蛎泟┖突钚怨璺?以改善砂漿的固結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)性。
5.4 壓漿時(shí)要始終保持壓漿管在孔內(nèi)混凝土面以下1m處,以防止水泥漿的斷層。
6 結(jié)束語(yǔ)
吹孔壓漿處理嵌巖樁底部沉渣物時(shí)一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工藝,施工過(guò)程中要仔細(xì)、耐心。正確使用吹孔壓漿法能夠有效處理嵌巖樁底部沉渣物,使樁基完全能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)使用性能,到達(dá)設(shè)計(jì)承載力的要求,特別時(shí)這種施工工藝所具有的簡(jiǎn)易性、可靠性、低成本性,為處理類(lèi)似問(wèn)題提供了一個(gè)借鑒。
當(dāng)然,處理后的樁底水泥砂漿與原混凝土因受施工工藝所限,難以避免存在薄弱界面。為避免缺陷樁的出現(xiàn),在灌注混凝土樁身時(shí)應(yīng)當(dāng)注意操作、工藝、配合等,保證樁基灌注一次正常完成,防止樁基質(zhì)量事故的發(fā)生。
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