钻孔灌注桩灌注时常遇问题预防及处理方法初探

朱新全

(山东菏泽通达交通工程监理有限公司)

钻孔灌注桩成桩工艺在欧洲 20世纪 40年代初期开始应用,我国于 20世纪 50年代末期在河南开始应用以来,随着施工机械的不断改进和施工工艺的不断进步,桩基在桥梁建设中的运用越来越普及,但是钻孔灌注桩由于在地面以下或在水中施工,受各种因素影响,处理不好容易发生故障,影响工程进展,并造成经济损失。因此笔者想结合十几年的工作体会,就灌注桩灌注时易出现问题进行分析,并提出预防及处理方法。

1 隔水塞卡在导管内

1.1 主要原因

(1)隔水塞制作不合适:隔水塞直径过大,在导管内落不下去;隔水塞橡胶垫圈过大;隔水塞直径过小或长度不够,在导管内翻转卡住。

(2)导管加工质量差,如导管加工同心度不好、变形;接头处出现台阶;管内粗糙等。

1.2 预防及处理办法

(1)隔水塞要控制好直径,不合适的予以更换.

(2)现成熟的方法是隔水塞采用塑料气球或篮排球胆,其直径可比导管内经小1～2cm,受混凝土挤压后球塞可变形挤住导管内壁,并可向下滑行,排挤管内泥浆。球胆如果不被钢筋笼挂住,一般能周转使用。

(3)要确保导管质量,不合适要予以更换,每节导管应平直,其定长偏差不得超过管长的 0.5%,连接部位内径偏差不大于 2mm,内径要光滑平整,不得有破损或凹陷。

2 导管漏水

2.1 产生的原因

(1)导管连接处密封不好,如法兰盘垫圈放置不平整;垫圈挤出或损坏,法兰螺栓松动等.

(2)首批混凝土不足,未埋住导管下口,冲洗液从导管底口侵入。

(3)导管提升过多,埋深太小,冲洗液侵入管内。

2.2 预防及处理方法。

(1)导管在灌注混凝土前应进行必要的水密承压实验和接头抗拉实验,严格检查接头是否严密,焊接是否有破裂,及时及早地进行修补。

(2)发生事故,若孔内灌入混凝土量为少量,则可拔出导管,清除灌入的混凝土方可浇注;若灌入混凝土较多时,应暂停灌注,下一个比原孔径小一级的钻头钻进至一定深度起钻,用高压水将混凝土面冲洗干净,并将沉渣吸出,将导管下至中间小孔内恢复灌注。

3 堵管(混凝土在导管内出不去)

3.1 产生的原因

(1)混凝土配比不合理:混凝土配合比不符合要求,水灰比过小,塌落度过低,流动性差;粗骨料粒径超出规定要求;运输或等待时间过长使混凝土严重离析

(2)灌注时间过长导致混凝土表面混凝土已初凝。

(3)由于水泥结块或者在冬季施工中因集料含水量大而冻结成块,搅拌时没有将结块打开,使结块卡在导管内。

(4)导管内进水未及时发现,造成混凝土严重稀释,水泥浆和砂石分离。

(5)冬季在零度以下作业时,管内会形成一层坚硬的混凝土冻结圈,使混凝土在管内堵塞。

3.2 预防及处理方法

(1)控制好施工配合比,集料最大粒径应不大于导管内经的 1/6～1/8,以及钢筋净距的 1/4,同时不大于 40mm。

(2)拌和前要检查水泥是否结块,如果在冬季施工,拌和前还应将细集料过筛,以免结块造成堵管,控制混凝土的塌落度在 18～22cm范围内,混凝土拌合物应有良好的和易性,在运输和灌注过程中,混凝土不应有离析泌水现象。

(3)各施工步骤明确分工,协调工作,确保混凝土连续灌注,电路水路必须经过严格检查过关,尽量减少灌注时间。避免混凝土表层初凝。

(4)堵管发生后上下提动捣管或振捣,使导管疏通;若无效,提出导管进行清理后,重新插入混凝土内足够深度,用潜水泵或空气吸泥机,将管内泥浆、浮浆、杂物等吸除干净,恢复灌注。

(5)冬季施工可用喷灯或其他方法给导管加温或保温。

4 坍 孔

4.1 产生原因

(1)护筒底脚周围漏水,孔内水位降低。

(2)在潮汐河流中涨潮时,孔内水位差大,不能保持原有静水压力。

(3)护筒周围堆放重物和机械振动等。

4.2 处理及预防措施

(1)保持或加大水头,移开重物,排除振动等,以防止继续坍孔。

(2)用吸泥机吸出坍入孔中的泥土,如不继续坍孔,可恢复正常灌注。

(3)如坍孔仍不停止,坍塌部位较深,宜将导管拔出,将混凝土钻开抓出,钢筋拔出,用粘土掺砂砾回填,沉完时机成熟后,重新钻孔成桩。

5 钢筋笼错位

5.1 产生原因

(1)钢筋笼下落:主要发生在使用半桩长的钢筋笼的桩孔内,由于钢筋笼下放时操作不慎,孔口未将钢筋笼固定,下导管时挂住钢筋笼等。

(2)钢筋笼上浮:灌注混凝土面接近钢筋笼底口时,灌注快,冲击力大;提升导管时将钢筋笼挂起。

(3)钢筋笼中心偏位、灌注后钢筋保护层超限。

5.2 预防及处理办法

(1)当导管底口低于钢筋笼部底部 3m至高于钢筋笼底 1m之间,且混凝土表面在钢筋笼底口上下 1m之间,应放慢混凝土灌注速度。

(2)从钢筋笼自身的结构及定位方式上采取措施,适当的减少钢筋笼下端的箍筋数量 ,减少混凝土向上的顶托力,钢筋笼上端焊固在护筒顶上,在孔底设置直径不小于主筋的1～2道加强环形筋,并以适当数量的牵引筋牢固地焊接于钢筋笼底部,实践证明对于克服钢筋笼上浮是行之有效的。

(3)钢筋笼焊接时要上下对正,钢筋定位器或混凝土保护快数量要足够。图纸设计的保护层定位筋实际应用中作用不大,大广高速松辽段高速公路统一采用5cm宽、3mm厚钢板代替定位筋效果良好,另外可在护筒内壁四周置 4根直径60mm或80mm钢管,顶部焊于护筒口上,对防止钢筋笼偏位、桩头混凝土漏筋是行之有效的措施。

6 断 桩

6.1 产生的原因

以上所述的导管漏水,堵管、坍孔处理不及时或处理不当,便形成断桩。

6.2 断桩的处理方法

(1)断桩后如果能够提出钢筋笼,可迅速将其提出孔外,然后用冲击钻重新钻孔,清孔后下钢筋笼,再重新灌注混凝土。

(2)若断桩位置处于距地表 10m以下处,且混凝土已终凝,可使用直径略小于钢筋笼内径的冲击钻在原桩位冲击钻孔至钢筋笼底口以下 1m处,然后往孔内投适当炸药,待钢筋笼松动后整体吊出或一根根吊出。然后再进行二次扩孔至设计直径,清孔后重新灌注混凝土。

(3)若断桩位置处于距地表 5m以内地质条件良好时,可用人工挖孔,砂浆或同标号混凝土护壁,挖至断桩位置,将泥浆或掺杂泥浆的混凝土清除,露出良好的混凝土并凿毛,将钢筋上的泥浆清除干净后浇筑混凝土。

(4)若断桩位置在地表 5m以下,10m以内,且距地表5m以内但地质条件不良时(如掺水等),可采用在井点降水的前提下,将此桩径略大的混凝土管或钢管一节节接起来,直到沉到断桩位置以下 0.5m处。清除泥浆及掺杂泥浆的混凝土,露出良好的混凝土面并凿毛,将钢筋上的泥浆清除干净后浇筑混凝土。

7 结束语

钻孔灌注桩属地下隐蔽工程,情况复杂,施工中一定要严格控制好混凝土的配合比,科学组织,按操作规程施工,使混凝土有良好的和易性和流动性,灌注过程连续,快速,避免埋下质量事故的隐患,造成巨大的经济损失。

[1] 沈得汉.排挤土灌注桩的施工[M].桩基施工手册.

[2] 李长娥.钻孔灌注桩断桩预防及处理方法[J].学问·下半月,2009,(2).

[3] 公路桥梁施工技术规范(JTJ041-2000)[M].人民交通出版社,2008.