论桥梁施工中灌注桩的施工异常与预防措施

2010-08-15王建坡

黑龙江交通科技 2010年6期

关键词：断桩灌注桩钻孔

王建坡

(河北廊坊市圣丰道桥集团有限公司)

在桥基钻孔灌注桩施工中,常常会出现施工异常,如钢筋笼上浮、卡管、断桩等问题。如何保证桥梁基础钻孔灌注桩质量,预防这些问题的发生,以及如何及时采取有效的措施补救,是本文着重要阐述的重点。

1 在桥梁基础施工中钻孔灌注桩施工易出现的问题及解决措施

1.1 钢筋笼上浮

(1)在桥基钻孔灌注的过程中,非全桩式的钢筋笼(即摩擦桩)下部的混凝土到达底部时,常常会把能把钢筋笼向上拱起。

对于这种状况,可在钢筋笼就位前进行预测,算出其深度,在钢筋笼下面用8#铁丝吊4～5块较大的石块,或同等标号混凝土块,进行沉压,当钢筋笼到位时,石块或混凝土块被混凝土压住起牵制作用。

(2)此外,导管位置不正,容易导致导管在提升时,法兰盘挂住钢筋笼,也会把钢筋笼朝上提起。

那么我们在提升导管时,就应该尽量保持导管定位在孔中心,避免法兰盘因位移而钩住钢筋笼。

同时,钢筋笼的制作与吊装技术应严格按《公路桥涵施工技术规范》进行。

1.2 气塞

在灌注混凝土过程中,尤其在用吊车提升大斗灌注时,混凝土流犹如一个活塞在密不透风的导管内往下灌压,当管内的空气被压缩到一定程度时,即成为俗称的“气包”,堵死了管内的混凝土灌注不下,形成了所谓“气塞”现象。为了预防此类事故的发生,可以采取以下两种方法解决。

(1)吊车的混凝土料斗在放料时,不要太对正导管中心,可以贴储料斗边缘倾斜一定角度,使混凝土进入导管可以有个前后错开的缓冲区;

(2)在导管内挂一根长约 3～5m有筛眼的钢管,弯成钩形,吊在储料斗上,防止掉入导管内。这根钢管既可让混凝土错开下灌,又起透气作用防堵作用。

1.3 导管进水

主要原因有以下几方面。

(1)由于混凝土灌注出现断档,或者即使混凝土储量足够,但导管与底口的间距过大,混凝土下落后不能完全埋没导管底口,以致泥水从底口逆向倒灌进入导管。

(2)由于导管接头间橡皮垫被导管内高压气浪冲开,或焊缝涨裂,致使水从破损的接头或焊缝中流入。

(3)因导管提升过猛,或测深出错,导管底口超出原混凝土面,底口泥水倒灌涌入导管。

处理措施。

①对上述原因(1)引起的,应立即将导管提出,把散落在孔底的混凝土拌合物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出,或者用空气吸泥机、水力吸泥机及抓斗清出,必要时可将钢筋笼重新提出,采取复钻清除,然后再下放骨架、导管,并投入足够储量的混凝土进行重新灌注。

②对上述原因(2)引起的,应视具体情况,卸下破损的原管,重下新管。也可或用原导管插入续灌,但灌注前应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法清除干净。如果重下新管,则必须用潜水泵将管内的水抽干,方可续灌混凝土。同时由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量以提高稠度,再将导管进行小幅度抖动或挂振捣器振动片刻,使原混凝土损失的流动性得以弥补,而后再灌入导管内,这样灌注的混凝土可恢复正常的配合比。

③对上述原因(2)引起的,若混凝土面在水面以下不很深,可用以下方法处理。

a未初凝时,可在导管底部设置用混凝土特制的防水塞,将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力物以克服水的浮力)。导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。

b若如混凝土面已初凝,导管无法重新插入混凝土,则可在原护筒内面加设直径稍小的钢护筒,用重压或锤击方法将其强压入原混凝土面以下适当深度,然后将护筒内的水(泥浆)抽除,并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净,再在护简内灌注普通混凝土至设计桩顶。

1.4 坍孔

在灌注过程中如发现井孔护筒内水(或泥浆)位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,应怀疑是坍孔征象,可用测深仪探头或测深锤探测。如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提,或测深仪探头测得的表面深度达不到原来的深度,相差很多,均可证实发生坍孔。坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水,孔内水位降低,或在潮汐河流中涨潮时,孔内水位差减小,不能保持原有静水压力,以及由于护筒周围堆放重物或机械振动等,均有可能引起坍孔。

发生坍孔后,应查明原因,采取相应措施,如保持或加大水头、移开重物、排除振动等,防止继续坍孔。然后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。如坍孔仍不停止,且坍塌部位较深,则应将导管拔出,将混凝土钻开抓出,同时将钢筋笼抓出,只求保存孔位,再以粘土掺砂砾回填,待回填土沉实后重新钻孔成桩。

1.5 卡管

在灌注过程中,混凝土在导管中下不去,称为卡管。卡管有以下两种情况。

(1)初灌时隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度过小、流动性差、夹有大卵石、拌和不均匀,以及运输途中产生离析、导管接缝处漏水、运送混凝土未加遮盖等,使混凝土中的水泥浆被冲走,粗集料集中而造成导管堵塞。处理办法:可用长杆冲捣管内混凝土,用吊绳抖动导管,或在导管上安装附着式振器等使隔水栓下落。如仍不能下落,则须将导管连同其内的混凝土提出钻孔位,进行清理修整(注意切勿使导管内的混凝土落入井孔),然后再吊装导管,重新灌注。如果发现有混凝土拌合物落入井孔,须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管时应注意到导管上重下轻,必须采取可靠措施,防止导管翻倒伤人。

(2)机械故障或其他原因使混凝土在导管内停留时间过久,或灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已经初凝,堵在管内。预防方法:在灌注前仔细检修灌注机械,并准备备用机械,发生故障时立即调换备用机械,必要时,可在首批混凝土掺入缓凝剂,同时加速混凝土灌注速度,以延缓混凝土的初凝时间。当灌注时间已久,孔内首批混凝土已初凝,而导管内又堵塞有混凝土时,应将导管拔出,重新安设钻机,利用较小钻头将钢筋笼以内的混凝土钻挖吸出,用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出。然后以粘土掺砂砾填塞井孔,待回填物沉实后重新钻孔成桩。

2 质量事故及其防治措施

2.1 灌注桩补强方法

灌注桩的各种质量事故,其后果均会导致桩身强度的降低,需要作补强处理。事前,应会同主管部门、设计单位、工程监理以及施工单位,共同研究,提出切实可行的处理办法,一般采用压入水泥浆补强的方法。其施工要点如下。

对需补强的桩,除用地质钻一个取芯孔外(用无破损深测法探测的桩要钻两个),应再钻一个孔,一个用做进浆孔,另一个用做出浆孔。孔深要求达到补强位置以下 1m,柱桩则应达到基岩。用高压水泵向进浆孔内压入不小于 0.5～0.7MPa的清水,将夹泥和松散的混凝土碎渣从出浆孔中冲洗出来,直到排出清水为止。然后再用压浆泵压浆,第一次压入水灰比为0.8的纯水泥稀浆(宜用32.5MPa水泥),进浆管应插入钻孔 1.0m以上,并用麻絮密实地填塞进浆管周围,防止水泥浆从出浆口冒出。待孔内原有清水从出浆口压出来以后,再用水灰比 0.5的浓水泥压入。为使浆液得到充分扩散,应压一阵停一阵,当浓浆压力至 0.7～0.8MPa时关闭进浆闸,稳压闷浆卸 20～25min,压浆工作即告结束。压浆工作结束后,压入的水泥浆硬化以后,应再作一次钻芯,检查补强效果:如断桩夹泥情况己排除,认为合格后,可交付使用;否则,应重钻补桩或会同有关单位研究其他补救措施。