钻孔桩浇筑水下混凝土的质量控制

钻孔桩浇筑水下混凝土的质量控制摘要：目前在高速铁路施工中，桥梁比例占80%以上，钻孔桩被广泛的应用，而现场灌筑钻空桩水下混凝土时的质量控制又是保障整个钻孔桩基础质量的关键环节。此文详细地总结和论述了钻孔桩现场灌筑水下混凝土时经常出现的各类质量问题，深入浅出地阐述了这些质量问题形成的原因：预防措施以及有效的治理办法。关键词：钻孔桩水下混凝土质量控制桥梁工程质量中最多的是钻孔桩的施工质量问题，钻孔桩出现问题会严重影响整个桥梁的质量和寿命。所以只有正确认识、处理钻孔桩浇筑混凝土过程中出现的各种问题，做到以预防为主，防治结合，才能保证钻孔桩工程的施工质量。下面就桥梁钻孔桩灌筑水下混凝土施工中常见的各类质量问题及其预防和处理措施做一简单概述。1混凝土浇筑时导管进水浇筑桩首次浇筑混凝土时，孔内泥浆及水从导管下口灌入导管；灌筑中，导管接头处进水；浇筑中，提升导管过量，孔内水和泥浆从导管下口涌入导管。导管进水，轻者会造成桩身混凝土离析，轻度夹泥；重者则会产生桩身混凝土夹层甚至发生断桩事故。1.1原因分析首次浇筑混凝土时，由于灌满导管和导管下口至桩底部间隙所需的混凝土总量计算不当，使首灌的混凝土不能埋住导管下口，是全部冲出导管以外，造成导管底口进水事故。在浇筑混凝土过程中，由于未连续浇筑，在导管内产生气囊。当下次聚集大量混凝土拌合物猛灌时，导管内气囊产生高压，将两节导管间的封水橡皮垫挤出，致使导管接口漏空而进水。导管拼装后，未进行水密实验。一但接头不严密，水就会从接口处漏入导管。测深时，因为误判造成导管提升过量，致使导管底口脱离孔内的混凝土液面，使泥水进入。1.2预防措施确保首批浇筑混凝土的总方量能满足填充导管下口与桩底面间隙和使导管下口首灌时被埋没深度＞1m的需要。首次浇筑时到下口距孔底一般不超过0.4m。在提升导管时，用标准测深锤测好混凝土表面的深度，控制导管提升高度，始终保持导管底口处于已灌入混凝土液面下不少于2m的位置。下导管前导管应进行试拼，并进行导管的水密性、承压性和接头抗拉强度的实验，还要检查待拼接导管其轴线是否在一条直线上。入孔拼装时，各节导管的编号及编号所在的圆周方位应与试拼时相同，不得错、乱，或编号不在一个方位。首次浇筑混凝土时要保持连续浇筑，尽量缩短间隔时间。当导管内混凝土还未饱满时应徐徐地浇筑，防止导管内形成高压气囊。1.3治理方法一但发生首次浇底口进水和浇筑中导管提升过量进水的情况，应立即停止浇筑，并利用导管做吸泥管，以空气吸泥法将已浇筑的混凝土拌合物吸出。针对发生原因并予以纠正后，要重新浇筑混凝土。2混凝土导管堵管浇筑混凝土时，导管提升很高，导管底口埋人混凝土接近1m,但是浇筑在导管中的混凝土仍不能涌翻上来。造成浇筑中断。一旦浇筑中断再次浇筑时易形成高压气囊，严重时可能发生断桩。2.1原因分析混凝土发生离析，粗骨料集中而造成导管堵塞。浇筑时间持续过长，最初浇筑的混凝土已初凝，加大了管内混凝土下落的阻力，使混凝土堵在管内。2.2预防措施浇筑混凝土的坍落度宜在18〜22cm之间，并保证具有狼毫的和易性，确保在运输和浇筑过程中不发声显著离析和泌水现象。保证混凝土的连续浇筑，浇注中断间隔时间不应超过30min。2.3治理方法当浇筑开始不久发生堵管时，可用长杆冲，捣或用振动器振动导管。若无效果，拔出导管，用空气吸泥机或抓斗将已灌入孔底的混凝土清出，更换新导管，准备足够储量混凝土，重新浇筑。3钢筋笼在灌筑混凝土时上浮钢筋笼入孔后固定不牢，在浇筑混凝土时发生上浮。钢筋笼一旦发生上浮，基本无法归位。只能将其从孔中取出，从而改变桩身配筋数量，损害桩身抗弯强度。3.1原因分析混凝土由漏斗顺导管向下浇筑时。混凝土的位能产生一种顶托力，该种顶托力随浇筑时混凝土位能的大小，浇筑速度的快慢。首批混凝土的流动速度及表而标高大小而变化。当顶托力大于钢筋笼的重量时，钢筋笼会被浮推上升。3.2预防措施摩擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底，钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。挠筑中，当混凝土表面接近钢筋笼顶时，应放慢混凝土的浇筑速度，并应使导管保持较大埋深，使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离，以便减少对钢筋笼的冲击。混凝土表面进入钢筋笼一定深度后。应适当提升导管，使钢筋笼在到下口有一定埋深，但注意导管埋入混凝土表面应不小于2m。4灌筑混凝土时桩孔坍孔浇筑水下混凝土过程中，如果护筒内泥浆水位忽然上涨益出护筒，随即骤然冒出气泡，着是坍孔前的征兆。这时如用测深锤探测到的混凝土面与原深度相差很远，可确定为坍孔。造成桩身扩径，桩身混凝土夹泥。严重时会引发断桩事故。4.1原因分析在浇筑混凝土过程中，孔内外水位未能保持一定高差；在潮汐地区施工，没有采取措施稳定孔内水位。护筒刃脚周围漏水，孔外堆放重物或有机器震动，也容易使孔壁坍孔。导管卡挂钢筋笼及堵管时，均易同时发生坍孔。4.2治理方法浇筑混凝土的同时，采取各种措施来稳定孔内水位，还要防止护筒及孔壁漏水。用吸泥机吸出坍入孔内的泥土。同时保持或加大水头高度，如不再坍孔，可继续演筑。如用上法处治，仍不能阻止坍孔，或坍孔部位较深，宜将导管、钢筋笼拔出，回填黏土，重新钻孔。5埋导管事故导管从已灌入混凝土的孔内提升困难，甚至拔不出。容易使浇筑施工被迫使中断，甚至出现断桩事故。5.1原因分析浇筑混凝土过程中，导管埋入混凝土较深，埋入深度大于6m时，发生埋导管事故的几率会大大增加。导管埋入混凝土超过0.5h未提升，部分混凝土初凝，将导管凝固住。5.2预防措施导管接口形式采用卡口式，以缩短导管拆卸过程中埋人混凝土的滞留时间，在混凝土中掺入缓凝剂，并采取措施，加快浇筑速度。混凝土在浇筑过程中应不时提升导管，并确保导管埋深不大于6m。5.3治理方法一旦发生埋导管，可用链式滑车、千斤顶、卷扬机进行试拔。若确实无法拔出，可加力拔断导管，然后按断桩处理。6桩头浇筑高度短缺已浇筑的桩身混凝土，没有达到桩顶设计标高以上0.5〜1.0m的高度。有地下水时，需要水下施工；无地下水时，需进行接桩，造成人力、财力、时间的浪费，加大工程成本。6.1原因分析混凝土浇筑后期，浇筑产生的超压力减小，导管埋深较小；测深时仪器不精确；将过稠浆渣、坍落土层误认为混凝土表面，使导管提冒漏水。测锤及吊锤索不标准，手感不明显。未沉至混凝土表面，检测数据已显示达到标高要求，误导施工人员过早拔出导管，中止浇筑。施工人员不懂得首灌混凝土时。有一层混凝土从开始浇筑到浇筑完成，一直受水或泥浆浸浊，还不可避免地有泥浆、钻渣等杂物混入，成桩质量较差，在浇筑后必须凿去，因此，在设计浇筑的桩顶标高时，未增加0.5〜1.0m的预留高度，但仍接正常施工程序进行凿除，致使桩顶低于设计标高。6.2治理方法尽量采用准确的水下混凝土表面测深仪，提高数据检测的精确度。当采用标准测深锤检测时，可在浇筑快要结束时，用取样盒等容器对已浇筑的混凝土进行取样，鉴定良好混凝土面的位置。对于水下浇筑的桩身混凝土，为防止凿桩头后出现桩头短缺，必须在设计桩顶标高基础上增加0.5〜1.0m的高度(底限值用于泥浆比重小、浇筑过程正常的桩；高限值用于发生过堵管、坍孔等浇筑不顺利的桩)。无地下水时，在开挖后做到接桩处理。有地下水时，接长护筒。沉至已浇筑的混凝土表面以下，然后抽水、清渣，按接桩处理。7夹泥、断桩先后2次浇筑的混凝土部分截面之间，夹有泥浆或钻渣层，为夹泥；如属于整个截面有夹泥层或混凝土截面处完全离析，基本无水泥浆粘结时，为断桩。夹泥或断桩的存在使桩身混凝土粘结连续，无法承受弯矩和地震引起的水平剪切力，使桩报废。7.1原因分析浇筑水下混凝土时，混凝土的坍落度过小，集料级配不良，粗骨料颗粒太大，浇筑前或浇筑中混凝土发生离析；或导管进水等使桩身混凝土产生中断。浇筑过程中出现的堵塞导管或导管卡挂钢筋笼，埋导管，严重坍孔等，如果处理不当，都会演变为桩身严重夹泥及混凝土桩身中断的严重事故。清孔不彻底或浇筑时间过长，首批混凝土已初凝，而继续灌人的混凝土冲破顶层与泥浆相混，或导管进水，坍孔，均会在两层混凝土中产生部分夹有泥浆渣土的截面。7.2预防措施严格按设计或规范要求控制混凝土坍落度。尽量延长混凝土初凝时间(如尽量用初凝慢的水泥，加缓凝剂，尽量用卵石，加大砂率，控制石料量大粒径。)浇筑混凝土前，应检查导管、混凝土罐车、搅拌机等设备是否正常，并有备用的设备、导管，确保混凝土能连续浇筑。随灌混凝土提升导管，做到“连灌、勤测、勤拔管”，随时掌握导管埋入深度，避免导管埋人过深或过浅。采取措施，避免到卡挂钢筋笼；避免出现堵管，埋导管、浇筑中坍孔、导管进水等质量问题。7.3治理方法断桩或夹泥发生在桩顶部时，可将其剔除，然后接长护筒并将护筒压至浇筑好的混凝土面以下，然后抽水、除渣，进行接桩处理。用地质钻孔对桩身钻芯取样，如果发现有蜂窝、松散、裹浆等情况取芯率小于40%时)，或桩身混凝土有局部松散、夹泥和局部断桩时，应采用压浆补强方法处理。对于严重夹泥、断桩事故