浅谈钻孔灌注桩施工常见事故的处理方法
2015-03-22姚金挺
姚金挺
(贵州省公路工程集团有限公司)
0 引 言
钻孔灌注桩施工具有连续性,一旦某个环节发生了质量问题,那么将会影响到整个工程的施工进度和施工质量。在钻孔灌注桩施工结束后,会对成桩进行质量检查,大多是采用超声波检查的,但这一环节不涉及开挖验收,因此对其缺陷的发现不完全,也不彻底。因此,需要对钻孔灌注桩施工的每个环节进行严格的质量控制,确保每个环节的衔接性,这样才能保证其施工质量以及施工进度。当然,这也需要对钻孔灌注桩施工的常见质量问题进行总结,并对其产生的原因进行深入分析,这样才能制定具有可操作性以及针对性的预防措施,下面就对其进行简单的阐述。
1 钻孔过程中出现的施工质量问题及处理措施
1.1 塌孔
在塌孔之前,孔内会发生一些变化,如水位下降,冒水泡等,产生塌孔水位主要原因有:第一,护筒四周没有粘结密实,从而出现漏水、渗水现象;第二,没有立刻向孔内添加泥浆,导致孔外的水位比孔内高;第三,在部分土层,如松散砂层、流砂等,由于施工不到位,如进尺速度没有控制好,过慢导致进尺在某个土层中停留的时间过长,就会出现空转现象。
对此,应该采取以下措施进行解决:首先,在护筒的周围采用粘土分层夯实填密或者是增加护筒埋深深度;其次,及时向孔内添加一定的泥浆,这样可以保证孔内的水位高于孔外的水位;再次,如果孔外的添加物进入孔内后,就不能很好地解决塌孔的问题,所以在采取措施的同时,应该要注意控制施工速度,还要采用质量比较高的泥浆;然后,也是最为重要的,就是在发现有塌孔征兆时,应该派遣相关工作人员对塌孔现场进行确认,查明塌孔的具体位置,然后和其他施工部门相互协调,将后续的施工任务安排妥当。需要注意的是,回填的土质,一般都会填至高于塌孔处的1 ~2 m,如果情况非常危急,那么应该将孔全部填实,再重新钻孔。
1.2 孔底沉渣量过多
对灌注桩承载能力影响最大的就是孔底沉渣,所以,清除孔内杂物是非常必要的。清孔的基本原理如下:利用泥浆的流动性对钻孔底部的沉渣造成一定的冲击力,这种外部作用力可以使得沉渣中部分物质处于半悬浮状态,这样就可以借助泥浆的粘附力吸附这些物质。造成孔内的沉渣过多一般是由于以下两方面:一方面,清孔时间过短,且当沉渣量超出允许范围时,没有及时进行二次清孔;另外一方面,泥浆的比重较小,不能对孔内底端的沉渣造成足够强的冲击力,这样就不能使沉渣中的泥块、砂砾等悬浮起来。
如果想有效避免孔底的沉渣量过多,就必须采取以下措施防治:第一,在钻孔完全成型后,提高钻头的高度,通常要提高10 ~20 cm,尽量保持慢速空转状态,清孔的时间尽量超过半个小时;第二,选用性能比较好的泥浆,要严格控制泥浆的比重和粘度,不能用清水置换;第三,在吊放钢筋笼,需要将钢筋笼的中心和桩的中心保持在同一水平线上,这样可以减少混凝土碰撞孔壁,要适当地加快钢筋笼接头的对接速度,减少空孔的时间,这样还可以减少沉渣;第四,在钢筋笼下放完毕之后,要及时检查孔内的沉渣量,必要时需要进行导管内的二次清孔。
2 水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施
2.1 钢筋笼上浮
钢筋笼安装完成后,如果没有除设计图定位装置以外的加强定位,那么就会使得因混凝土的浇筑上升,使得钢筋笼会被混凝土浇筑上升产生的浮力向孔口方向置顶。当灌注混凝土时,浇筑进度过快,混凝土上升太快,导致钢筋笼上浮;亦因为混凝土灌注超过了一定的范围,就会造成导管的埋深比较深,再加上上层混凝土的浇筑时间过长,已经基本初凝,其表面逐渐坚硬,混凝土和钢筋笼之间具有一定的握裹力,这时导管底端不能及时提升钢筋笼,混凝土在导管流出后会以一定的速度向上顶升,带动整个钢筋笼上浮。
针对这一问题的防治措施为:其一,准确定位钢筋笼初始的下放位置,可直接固定孔口;其二,为防止钢筋骨架上浮,混凝土顶面距钢筋骨架底部1 m 左右时,应减慢混凝土的灌注速度,混凝土顶面上升距钢筋骨架底部3 m 以上时拔除导管,使导管底口高于钢筋骨架底部2 m 以上后,再以正常速度灌注混凝土;其三,在混凝土灌注的过程中,应该随时观察混凝土浇筑的位置以及导管的埋深,当混凝土已经超过了钢筋笼的底部,那么应该调高导管,导管在混凝土面的埋深控制在2 ~4 m,且不能超过混凝土表面;其四,当钢筋笼处于不断上浮状态时,需要停止混凝土灌注动作,再计算导管的埋深和测量混凝土的标高,然后提升导管,这样上浮现象即可解决。
2.2 断桩
导致断桩的原因如下。(1)在灌注水下部分的混凝土时,混凝土达不到强度要求,其充盈系数也比较低,原料中的颗粒比较大,容易出现离析现象,严重时则会导致导管渗水。(2)灌注过程中由于灌注速度和时间控制不佳,导致孔内出现了混凝土结块直接导致管内堵塞。(3)混凝土初凝结束,后续注入的混凝土破坏了顶层,直接和导管四周的泥浆相融合。(4)在浇筑混凝土的同时,需要不停地抽动导管,但是偶尔会出现停电或者是待料,从而导致管内沉渣问题严重。
(5)导管密封性比较差,注入的混凝土水灰比不合理,管内的混凝土不能有效凝固。
遇到断桩的问题,需要采取以下措施解决。为了防止断桩、夹泥或者是堵管的现象发生,在钻孔成型之后,需要对其进行检查,特别是孔内的沉渣情况,然后根据孔内的情况决定是否要向孔内添加混凝土。此外,也需要避免孔底的沉渣超出了相关的施工要求。首先,在确定需要向内灌注混凝土的时候,需要事先计算混凝土的用量,这就需要测量孔的尺寸,然后根据测量数据计算出初次灌注所需的量;其次,要合理地确定混凝土的配合比,要确保混凝土具有一定的流动性以及和易性,坍落度也需要满足相关的规定;然后,在灌注混凝土的过程中,需要实时测量混凝土的相关数据,如混凝土表面的标高和导管的埋深,从而提高导管功能,通常情况下,导管的埋深保证在2 ~4 m,不宜大于5 m 和小于1 m,切忌导管的底端突出于混凝土表面;最后,当灌注到一定程度时,即距桩顶标高的8 ~10 m,就要调整坍落度,将其降低至12 ~16 cm,这样做的目的是提高桩身上部混凝土的性能。需要注意的是,在施工过程中,应该要严格控制灌注施工工艺,不能大幅度或者多次抽动导管,从而使得混凝土体不断地冲击着孔壁,因为一旦冲动幅度过大,就会造成孔壁的下沉或者是坍落,以致桩身夹杂着污泥。在灌注混凝土的过程中,每次灌注的混凝土量一般为2 m3,这样做的目的是保证混凝土自身的充盈系数满足工程施工相关要求。与此同时,需要实时做好浇筑原始记录,方便在日后对施工质量问题进行原因调查时,可以根据浇筑原始记录或施工日志就来准确判断出桩身的问题。
3 结 语
综上所述,虽然大直径钻孔灌注桩施工技术已经取得了较大的进步和发展,但是仍然存在许多问题亟待解决,如果不及时处理,就会严重影响到整个建筑工程的施工进度以及施工质量,甚至威胁到相关施工人员的生命安全,一旦发生重大安全事故,那么将会造成不可估量的经济损失,威胁到施工企业的名誉和形象,不利于企业的可持续发展。因此,需要加强技术研究力度,完善钻孔灌注桩施工技术。同时,在施工的每个环节,严把质量关,这样才能保证施工的连续性和工程的整体质量。
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