摘要:混凝土灌注樁是建筑工程中常見(jiàn)的一種地基基礎(chǔ)隱蔽工程,在施工過(guò)程中,由于人為的主觀因素,常造成斷樁、夾泥等質(zhì)量缺陷,本文就斷樁的成因和處理方案進(jìn)行淺析。
關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;斷樁;成因;措施
混凝土灌注樁是指直接在樁位上成孔,然后在所成孔內(nèi)灌注混凝土或安放鋼筋籠再灌注混凝土而成的一種地基處理形式。它與預(yù)制樁相比,具有施工低噪音、低振動(dòng)、樁長(zhǎng)和直徑可按設(shè)計(jì)要求變化自如、樁端能可靠地進(jìn)人持力層或嵌人巖層、單樁承載力大、擠土影響小、含鋼量低等優(yōu)點(diǎn)。但其成樁工藝較復(fù)雜,施工工序多,須在一個(gè)短時(shí)間內(nèi)連續(xù)完成,且成樁質(zhì)里與施工有密切關(guān)系。鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機(jī)械鉆出樁孔,并在孔中灌注混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。灌注樁的這些特點(diǎn),決定了這種樁型在施工過(guò)程中容易出現(xiàn)坍孔、縮孔、斷樁和孔位偏斜、樁身夾泥等質(zhì)量問(wèn)題。下面就施工中的斷樁的成因和處理的措施進(jìn)行探討。
一、斷樁的成因
斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過(guò)程中,泥漿或砂礫進(jìn)人水下混凝土,把灌注的混凝土隔開(kāi)使混凝土變質(zhì)或截面受損,從而使樁不能滿足受力要求。
鉆孔灌注樁的施工過(guò)程包括定樁位、樁機(jī)就位、鉆孔、清孔、放鋼筋籠、灌注水下混凝土等工序,而斷樁的出現(xiàn)一般是在灌注混凝土?xí)r由于操作不當(dāng)引起的,主要有以下幾個(gè)方面的因素:
1.導(dǎo)管
、賹(dǎo)管口滲漏使泥漿進(jìn)人導(dǎo)管,引起斷樁
灌注首批混凝土?xí)r,導(dǎo)管底埋人混凝土中,導(dǎo)管下端為封閉狀態(tài),導(dǎo)管上部四周要承受井孔內(nèi)的泥漿壓力,另外,導(dǎo)管下端封閉時(shí),如迅猛灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管內(nèi)原有的空氣無(wú)法排出,因而要承受混凝土下落時(shí)氣壓。水壓或氣壓過(guò)大時(shí),可能使導(dǎo)管被壓扁或接頭漏水、漏氣,引起堵管,導(dǎo)致斷樁。
、谠诨炷翝仓^(guò)程中,導(dǎo)管口不慎掛住鋼筋籠、抽拔導(dǎo)管引起導(dǎo)管接頭斷裂,使導(dǎo)管脫離混凝土面,引起斷樁。
2.混凝土
、倩炷恋奶涠冗^(guò)小引起斷樁
在實(shí)際施工過(guò)程中,水下混凝土坍落度要求為180一220mm,因此混凝土在運(yùn)輸和灌筑進(jìn)程中,要求混凝土應(yīng)有良好的和易性,在運(yùn)輸和灌注過(guò)程中無(wú)明顯離析、泌水現(xiàn)象;灌注時(shí)應(yīng)保持有足夠的流動(dòng)性。如果混凝土的坍落度過(guò)小或粗骨料粒徑過(guò)大,導(dǎo)管直徑過(guò)小,則容易引起卡管、斷樁。
、谑坠嗷炷亮坎蛔,不能埋注導(dǎo)管底部,引起斷樁
最先灌注的混凝土將位于樁的最頂層,混凝土的初灌量應(yīng)保證導(dǎo)管埋深不小于1米,如果導(dǎo)管埋人深度過(guò)小,會(huì)使后灌混凝土下落時(shí)不是頂升已灌注的整層混凝土,而是在導(dǎo)管口附近將先灌注的混凝土面層頂破,使后灌注的混凝土浸水,則先后灌注的混凝土層之間易產(chǎn)生夾泥層而斷樁。
因此混凝土灌注前,應(yīng)先計(jì)算首批混凝土的數(shù)量,使其導(dǎo)管埋置深度不小于1米和填充導(dǎo)管底部的需要。首批混凝土所需數(shù)量可參考以下公式進(jìn)行計(jì)算:
V≥πD2( H1+H2 )/4+πd2h1/4
式中:V—灌注首批混凝土所需數(shù)量(m3);
D—樁孔直徑(m);
H1—樁孔底至導(dǎo)管底端間距,一般為0.4m;
H2一導(dǎo)管初次埋置深度(m);
d—導(dǎo)管內(nèi)徑(m);
h1—樁孔內(nèi)混凝土達(dá)到埋置深度H2時(shí),導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱平衡導(dǎo)管外(或泥漿)壓力所需
的高度(m),即h1=ΥHw /ΥwΥc;
Hw一井孔內(nèi)水或泥漿的深度(m);
Υw一井孔內(nèi)水或泥漿的重度(取1.03~1 .l 0KN/m3);
Υc一混凝土拌和物的重度(取24KN/m3) o
3.施工
、偈┕ぶ袩o(wú)法準(zhǔn)確判斷導(dǎo)管埋深,導(dǎo)致提升誤差,引起斷樁
在混凝土澆筑過(guò)程中,導(dǎo)管的埋置深度宜控制在2~6m,應(yīng)經(jīng)常探測(cè)已灌混凝土表面高程,及時(shí)地調(diào)整導(dǎo)管埋深,并做好詳細(xì)記錄,據(jù)以判定導(dǎo)管已埋深多少和是否需要提升導(dǎo)管。探測(cè)器一般使用測(cè)錘,因此要求測(cè)錘應(yīng)重一些,一般不小于4kg,探測(cè)應(yīng)精確,否則易將泥漿坍土層誤認(rèn)為混凝土表面,出現(xiàn)提漏,形成斷樁。
、趯(dǎo)管的埋置深度太小,引起斷樁
在灌注后期,首批混凝土表面的泥漿沉淀增厚,有時(shí)甚至有少量坍土,若導(dǎo)管埋深太小,特別在灌注過(guò)程中,在探測(cè)混凝土表面高度不準(zhǔn)確的情況下,容易出現(xiàn)導(dǎo)管提漏、進(jìn)水,造成夾層、斷樁。
在灌注將近結(jié)束時(shí),應(yīng)核對(duì)混凝土的灌人數(shù)量,以確定所測(cè)混凝土的灌注高度是否正確。
斷樁的形成因素比較復(fù)雜,而且在施工中由于操作人員和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員的水平、經(jīng)驗(yàn)不足等主觀因素,使斷樁在鉆孔灌注樁,特別是泥漿護(hù)壁成孔灌注樁中尤為常見(jiàn)。
二、斷樁的處理
對(duì)斷樁的處理主要有以下幾個(gè)措施:
1.首灌混凝土?xí)r發(fā)生斷樁的處理措施
施工過(guò)程里經(jīng)常呈現(xiàn)因?yàn)槭坠嗷炷敛僮鞑缓侠,如?dǎo)管提升太快、導(dǎo)致導(dǎo)管口距孔底間隙過(guò)大,使混凝土流出導(dǎo)管,引發(fā)初灌混凝土浸水,如沒(méi)有吸泥設(shè)備,無(wú)法及時(shí)地將已灌注的混凝土拌和物吸出,繼續(xù)灌注混凝土?xí)霈F(xiàn)斷樁的情況。
這種情況的處理方案是:拆除導(dǎo)管,吊出鋼筋籠,清孔后重新灌注混凝土,既保證了樁的質(zhì)量,又減少降低了經(jīng)濟(jì)損失。
2.將近灌注結(jié)束時(shí)斷樁的處理措施
在混凝土面離井孔水面以下5~l0m之內(nèi)的情況下發(fā)生斷樁時(shí),一般采用底塞隔水的方法,并外加一定壓力重新插人導(dǎo)管,恢復(fù)灌注,進(jìn)行接樁。具體做法如下:
、僮龊靡褲不炷粮叱塘繙y(cè)記錄,拔除導(dǎo)管,仔細(xì)觀測(cè)護(hù)筒內(nèi)水位變化,以判斷導(dǎo)管內(nèi)混凝土是否落人孔中,并清除導(dǎo)管內(nèi)剩余混凝土。
②重新安裝導(dǎo)管,在導(dǎo)管口用1 cm厚、直徑比導(dǎo)管大1 cm的鋼板點(diǎn)焊,封住導(dǎo)管口,檢查導(dǎo)管口與鋼板交接處是否有縫隙,用氧炔焰烘干導(dǎo)管與鋼板交接處,并用玻璃膠密封鋼板與導(dǎo)管口交接處的縫隙,確保導(dǎo)管不漏水。
、塾勉@機(jī)沖錘把封閉好的導(dǎo)管打人已灌注好的混凝土面以下1m后,用鋼筋伸人導(dǎo)管,把點(diǎn)焊在導(dǎo)管口的隔水鋼板捅開(kāi),使其與導(dǎo)管分離,重新澆灌混凝土。
3.當(dāng)無(wú)法用底塞隔水法重新灌注時(shí)的處理措施
、僦谱麂撟o(hù)筒(長(zhǎng)度比地面距持力層距離長(zhǎng)1m左右,分三節(jié)),直徑為比樁徑大200mm ,壁厚5mm。
、谟萌緝x測(cè)量定出樁的中心位置,利用鉆機(jī)沖錘均勻打人護(hù)筒,直到護(hù)筒嵌人持力層。
、廴斯ね诳,挖除孔內(nèi)淤泥至混凝土面。
在挖孔過(guò)程中注意孔內(nèi)滲水的處理,因鋼護(hù)筒已嵌人持力層,因此孔壁周?chē)鷿B水量極小,待水積儲(chǔ)到一定高度時(shí)再用潛水泵進(jìn)行抽水。利用風(fēng)鎬破除孔內(nèi)混凝土,保證混凝土面層新鮮。
④接觸面加固:沿著混凝土面周?chē)蝈^桿,錨固鋼筋,加強(qiáng)新舊混凝土交接面的抗折能力。
⑤接樁前準(zhǔn)備:用鋼刷刷洗粘在鋼筋籠上的泥土,清洗樁頭,使樁頭干凈無(wú)浮渣。保證新舊混凝土交接面不存在淤泥夾層。
另外,若在混凝土面離井孔水面以下較深的情況發(fā)生堵管,可用長(zhǎng)桿輔以振動(dòng)器使混凝土下落,若發(fā)生斷樁,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,拔出鋼筋籠,重新清孔,重新灌注混凝土。
三、結(jié)束語(yǔ)
鉆孔灌注樁基礎(chǔ)施工存在一定的技術(shù)難度,在施工中必須由有經(jīng)驗(yàn)的施工人員主持,并掌握鉆孔地區(qū)地質(zhì)和水文地質(zhì)情況,編制科學(xué)的施工組織設(shè)計(jì),充分考慮施工中可能出現(xiàn)的意外情況,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,采取切實(shí)有效的措施,使工程保質(zhì)、保量按期完成。
參考文獻(xiàn):
[1] 毛鶴琴主編,《土木工程施工》,武漢理工大學(xué)出版社,年版
[2] 石振華等主編,(樁基工程手冊(cè)》,中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1995年9月第一版