桥梁钻孔灌注桩断桩的原因、防治及处理措施
2019-11-28王晓玲
王晓玲
山西运城路桥有限责任公司 山西运城 044000
1 断桩原因分析
(1)灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏现象,形成夹层断桩。特别是钻孔灌注桩后期,超压力不大或探测仪器不精确时,易将泥浆中混合的坍土层误认为是混凝土表面。
(2)在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
(3)卡管现象也是诱发断桩的重要原因之一[1]。由于骨料级配差,混凝土和易性差,坍落度波动大,拌出的混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故,造成断桩。
(4)因工程地质情况较差,施工单位组织施工时重视不够,有甚者分包或转包,施工者没有经验,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等,造成类泥砂性断桩。这类现象在本工程的断桩中占有相当大的比例,较为严重,而且位置深、难处理,是导致工期无限延期及经济浪费的重要因素之一。
(5)在提拔导管时,盲目提拔,将导管提拔过量,使导管底口拔出混凝土面,或使导管口处于泥浆层,形成断桩。抑或在提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在混凝土初凝前无法提起,造成混凝土灌注中断,形成断桩。
(6)导管漏水、突然停电、设备无法正常工作、井中水位突然下降等因素都可能造成断桩。使施工不能连续进行,因此应认真对待灌注前的准备工作,这对保证桩基的质量十分重要。
2 防治措施
(1)砂、碎石、水泥、添加剂等材料必须备足,其数量不得少于灌注需要量的130%,所有这些原材料的质量都应符合钻孔灌注混凝土桩的要求。钻孔灌注桩对于混凝土的搅拌能力、输送能力都有一定的要求,例如要求直径为1.5m、桩长为40m左右的桩要在l0h以内灌注完毕。
(2)混凝土搅拌设备及供电系统须有应急预案,即应对搅拌设备突然出现故障或电源停电后的具体措施,无应对措施不得开灌。采用备用发电机组应急措施时,发电机组供电能力应能满足搅拌、输送等用电要求,并经确认该发电机组能随时投入正常运转、值班人员已经到位、电源转换装置已经安装妥当。使用的灌注导管,要有防止挂钢筋笼的装置。优先考虑使用螺旋扣钢索密封柔性连接型导管[2]。导管进入工地首次使用前,必须进行闭水加压试验,确认密封良好后方可使用。
(3)混凝土配合比必须经过试验室试验确定,开始灌注前应根据砂、碎石等材料的实际含水量进行施工配合比调整,以确保灌注时混凝土的坍落度、和易性等指标符合灌注要求。若灌注时间较长时,可以在混凝土中加入缓凝剂,以防止先期灌注的混凝土初凝,堵塞导管。
(4)在钢筋笼制作时,一般要求采用对焊,以保证焊口平顺。当采用搭接焊时,要保证焊缝不要在钢筋笼里形成错台,以防钢筋笼卡住导管;必须计算确定灌注桩封底所需的混凝土量,首批封底混凝土存放时间不宜太久,并确保混凝土质量坍落度、和易性等指标优良。
(5)钢筋笼制作后,通常在笼口处焊接4根直径为14mm以上的带有吊环的钢筋,用作提吊钢筋笼,焊接时应将吊环筋与钢筋笼主筋相连并搭接焊一定长度,以满足承受钢筋笼重量的要求为度,避免因焊接不牢固而造成脱焊掉笼。
(6)导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管;对每节导管进行组装编号,导管安装完毕后要建设复核和检验制度。导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏;下导管时,其底口距孔底的距离控制在25-40cm之间,同进要保证首批混凝土灌注后能埋住导管至少1.0m,在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2-6m的范围内。
(7)在提拔导管时要通过测量混凝土的灌注深度及已拆下导管的长度,认真计算提拔导管的长度,不禁不经测量和计算而盲目提拔导管。
3 处理断桩的几种方法
(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)如果因严重堵管造成断桩,且已灌混凝土还未初凝时,在提出并清理导管后可使用测锤测量出已灌混凝土顶面位置,并准确计算漏斗和导管容积,将导管下沉到已灌混凝土顶面以上大约10cm处,加球胆。
(3)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进行冲击钻孔至钢筋笼底口以下1m处,然后往孔内投放适量炸药,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]。
(4)若断桩位置处于距地表5m以内,且地质条件良好时,可开挖至断桩位置,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,支模浇筑混凝土。拆模后及时回填并夯实。
(5)若断桩位置处于地表5m以下、10m以内时,或虽距地表5m以内但地质条件不良时,可将比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对其凿毛,清除钢筋上泥浆,然后以混凝土管或钢管为模板浇筑混凝土。
(6)若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时,可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案,在原桩两侧进行补桩。
4 结语
桥梁基础钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,因此施工单位在施工过程中应加强管理,采用科学的施工方案和切实可行的备用方案。只有严格按照规范、规程操作,加强监督检测,才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。