刘书伟, 李 伟
河南六建建筑集团有限公司(471000)
混凝土钻孔灌注桩,因其具有施工方法简便、造价低廉、适应性强等优点,被广泛应用于高层建筑及水利、电力、公路、铁路、港口等工程项目中,尤其是在桥梁工程中,已成为优先选择和最常用的地基处理方案。然而,由于钻孔灌注桩混凝土是在地下和水中进行浇筑的,因此比起一般的混凝土工程有其独特的复杂性和特殊性,地质条件千变万化,施工机械、技术水平、人员素质各异,原材料、配合比等诸多因素不同,常会影响工程质量,导致灌注桩的质量缺陷。因此,在灌注桩施工过程中必须采取切实有效的质量保证措施,以确保混凝土的施工质量。
灌注桩用混凝土属超塑性、大流动度混凝土,选择水泥品种时应优先考虑选择保水性较好的水泥,如硅酸盐水泥、普通水泥等。细骨料应选择中砂,细度模数宜控制在2.3~2.8范围内。粗骨料宜选择5~40mm连续级配的碎石。为了改善混凝土的和易性,可掺入适量的外加剂和掺和料,但应注意外加剂对水泥的适应性及对钢筋的腐蚀性。如木钙虽属缓凝型减水剂,是混凝土灌注桩可优先选用的外加剂,但会影响矿渣水泥的凝结时间,同时对采用硬石膏作调凝剂的水泥有急凝作用,从而会导致浇筑过程中滞管现象的发生;若选用氯化物外加剂则会对钢筋产生锈蚀作用;若选用早强型减水剂,则可能导致混凝土凝结时间缩短,坍损增大以致发生滞管现象。
由于混凝土是在地下泥浆中浇筑,无法采取振捣密实的办法,因此应保证混凝土具有足够的流动性和良好的粘聚性,即应具备良好的和易性。坍落度宜控制在180~220mm,砂率宜控制在40%~45%之间。
浇筑混凝土前,应进行配合比试验,若原材料(水泥、外加剂等)发生变化时,应重新进行配合比试验。在确定了基准配合比后,正式施工前还应根据砂石含水率进一步确定施工配合比,同时要进行开盘鉴定,充分确保配合比满足施工要求。混凝土拌制过程中,应确保各种材料的计量精度和混合料的搅拌均匀程度。浇筑过程中,还应结合现场情况对配合比作适当调整,同时应根据相关规定留置混凝土试件,并做好试件的养护工作,以备强度评定。
灌注混凝土前应认真进行孔径测量,根据钻孔孔径和导管埋置深度计算出首次混凝土灌注量。要使首次混凝土的灌注量能够起到排除管口泥浆、封堵管口作用,并保证导管下端埋设1~2 cm,在首次灌注混凝土时,先应灌入1~2盘水泥砂浆,然后一次性连续灌注混凝土,这样可以对孔底沉渣及附道土体进行固结,提高桩端阻力,减少桩基沉降的可能。
浇灌混凝土时,合理控制导管的提升速度,控制导管在混凝土中的埋置深度,是保证混凝土浇灌质量的有效措施。根据混凝土的流动扩散规律,导管埋深过小会致管外混凝土面上的泥浆和泥渣卷入混凝土中形成夹泥层,造成断桩;埋深过大则管内混凝土不易流出。导管合理埋深宜控制在2~3m。浇筑过程中,要定时测量导管内外的混凝土深度,根据导管内外的提升高度,合理掌握导管的拆卸长度,切勿起拔过多,以免造成断桩。
在钻孔灌注桩施工中,泥浆质量直接影响混凝土的浇筑质量及桩身质量。泥浆比重低,钻进速度快,不宜糊钻,在孔壁上形成的泥浆皮薄而坚韧,可使桩身混凝土与桩周接触更紧密,桩身摩阻力可得到提高。在首次浇筑混凝土时,更要严格控制泥浆质量指标,比重应控制在1.05~1.2之间,粘度应控制在17~20 s之间,砂率控制在4%以内,以减小浇筑混凝土时的泥浆阻力,确保首次混凝土注入到孔底时有足够的冲击力,挤开管口处的沉渣和淤泥。否则,混凝土将出现夹泥现象,降低混凝土桩身强度。为了便于清除孔底沉渣,可以通过加大泥浆比重和粘度的办法来悬浮沉渣,但清孔后应注水稀释泥浆,使泥浆比重和粘度降低到合理范围,以保证混凝土浇筑时质量不受影响。
在灌注桩混凝土浇筑过程中,应制定切实的质保措施,制定岗位责任制,推行民主管理,实行优化组合。
混凝土钻孔灌注桩属于隐蔽工程,一旦出现质量隐患,处理难度大,费用高。因此,施工过程中,应从技术交底、施工准备、混凝土拌制和浇捣、养护与防护、质量评定等各个环节严格把关,加强过程控制,保证施工质量,避免事故的发生。