施福冲
(厦门市仁得建设工程有限公司,福建 厦门 361000)
冲孔灌注桩作为工程建设中常见的一种施工方式,具有施工方便、穿透力强等特点,在岩石、岩层、土层等多种岩土体钻孔中广泛运用。 在施工过程中, 冲孔灌注桩的施工易受地质条件、 场地环境、工程设计等方面的影响,会出现卡钻、偏孔、断桩、坍孔等问题,严重影响施工质量和工程进度,需要采取针对性防范对策解决。
集星中桥中心桩号为K8+925,桥跨布置为2 m×20 m,桥梁全长47.04 m。桥平面位于A=289.828 的右偏缓和曲线上,纵断面纵坡2.2%。上部构造采用跨径20 m 的预应力混凝土简支空心板,下部构造桥台采用肋式台、桩基础;桥墩采用桩柱式桥墩。桥桩基共28 根,Φ1.5 m:4 根共计112 m,Φ1.2 m:24 根共计432 m,均采用冲孔灌注桩。
(1) 灌注时混凝土在导管内的持续时间长,如果混凝土供应过程汇总系统发生故障,会导致无法连续供应混凝土,造成导管堵管或不能提升,严重时会发生断桩。
(2)在桩成型过程中,由于导管深埋入混凝土过深,导管内外的混凝土高差控制不够好,会导致导管不能够及时提升。 此外,施工人员为减少拆卸导管的麻烦, 故意减少提升和拆卸导管的次数,造成未能及时提升导管而发生堵塞。
(3)混凝土的性能质量不合格,比如混凝土的配合比不科学,坍落度不符合要求,配料控制不够严谨,运输方式问题,以及堆放时间超过合理限制、混凝土的坍落度损失过大等问题,导致混凝土料堵塞了导管。 混凝土的初凝时间不能太过短,一般要超过4.5 h。 混凝土的初凝时间过短,并用于水泥的配制,会容易造成堵管。
卡锤指的是在桩锤放置过程中,速度过快造成大的落距自由落体, 导致锤卡在孔壁里。 由于锤的直径比设计的孔径小,锤牙焊接完成后,需要重新锤击,因为在反复扩孔过程中,会导致桩锤可能会在孤石或岩石处卡住,进而造成卡锤。 如果石块掉落到孔内部,会造成卡在锤与孔壁间。此外,如果桩锤过度磨损,孔径的形状发生变化,锤提起时大径锤会被小孔径卡住。
混凝土泥浆比重不够,起不到护壁作用。 护筒埋置太浅,下端孔坍塌。孔内泥浆面低于孔外水位。遇流砂、软淤泥、松填土或松砂层,冲孔速度太快也会造成坍孔。
冲孔中遇较大的孤石或探头石;在有倾斜度的软硬地层交界处、基岩倾斜处,或在粒径大小悬殊的砂卵石层中冲孔,锤头所受的阻力不匀;钻机底座不平或产生不均匀沉陷造成桩孔偏斜。
当混凝土灌注至钢筋笼底时,由于灌注的混凝土自导管翻出由下而上的压力较大, 使钢筋笼上浮;或由于混凝土因灌注时间较长,已近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,混凝土在导管翻出后以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上移,导致钢筋笼上浮。
(1)导管发生堵塞或混凝土初凝尚未形成时,用起吊设备吊起一节钢材或者其它物品放入导管内反复冲击,将堵在导管内的混凝土冲开。 也可以提升导管, 然后用高压水将导管内的混凝土冲开,再用隔水球灌注混凝土。 在混凝土灌注过程中,用导管内的隔水球冲出后,将导管继续下降,一直到导管无法再插入混凝土,然后提升一点导管,再接着灌注混凝土,能够使新灌注的混凝土与导管内的混凝土充分结合。
(2)使用比较小桩锤重新冲开导管内的孔洞。孔内灌注的混凝土比较少时, 能够用直径比较小的桩锤将管内的混凝土冲透直至基岩。 然后清孔、灌注混凝土。
发生桩锤卡在孔中的情况,需要控制泥浆的比重,促进泥浆不断循环,再使用起吊机帮助顶升起吊。 如果还是无法解决卡锤,可用空心锤或锤焊钢轨将孔桩加大,将探头部分锤冲掉,再进行提升。使用以上方式仍然不能吊起卡锤,可以使用水下爆破法,爆松卡住的部分,爆松后要及时用桩机将桩锤起吊,才能让桩锤顺利脱升。
需要先确定冲孔后坍塌的位置,并将混合后的砂和粘土一起填入到坍塌的位置, 并将填入的沉积物压实,然后重新进行冲孔。要将填入的泥浆面提高到比孔的位置高。 提高泥浆面,使之高于孔外水位。如果孔坍塌比较严重, 可以将粘土、 泥膏等填入孔内,等到孔的内壁稳定后,重新低速度的冲孔。
如果出现探头石现象, 要立即将碎石填回,并将桩机移到探头石这侧,使用高冲程的桩机大力冲击探头石,将探头石击碎以后再重新冲孔。 如果是碰到基岩石,可以使用低冲程的桩机冲孔,并加大冲击频率击碎岩石,到了基岩后,再使用高冲程的桩机大力冲孔。在冲孔过程中,桩机发生倾斜后,要快速回填片石再重新冲孔,查看桩机底座,尽快调整桩机位置。
(1)混凝土埋过钢筋笼底端3 m 时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止灌注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高, 可拆除导管时必须拆除后再进行灌注,上浮现象可能消除。
(2)当钢筋笼已经上浮了,应准确计算导管埋深和已浇混凝土标高, 在导管提升的最大限度内,快速提升,缓慢下放,反复几次,上升的钢筋笼可恢复原标高。
(3)在灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土灌注标高及导管埋深。切不可因浮笼问题而将导管拨出混凝土面。
冲孔灌注桩作为建筑工程中常用的基础桩施工方式,施工工艺和施工方法要求严格,施工操作不当易造成堵管、断桩、卡锤等质量问题,导致施工难以进行,影响工程建设进度和效率。因此,针对冲孔灌注桩施工过程中出现的常见问题,制定处置方案,加强质量防范,落实施工前人员培训和技术交底,确保冲孔灌注桩施工顺利进行。