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摘要:本文论述了旋挖钻孔灌注桩灌注水下混凝土施工中常见病害的预防与处理措施,以便在施工中有效避免和处理类似病害,提高工程质量。
关键词:旋挖钻孔;水下混凝土;病害;预防与处理
旋挖钻孔灌注桩因其施工精度高、速度快、成孔质量好,现在已广泛应用于桥梁桩基施工中,工艺比较完善,但由于工序复杂、影响施工质量的因素较多,且属于隐蔽工程,所以要对施工过程中的每一个环节都要严格要求,对各种影响因素都要进行考虑,如地质、泥浆质量、钢筋笼、混凝土配制、运输和灌注等,并制定可操作的预防及处理措施,避免出现坍孔、夹泥甚至断桩现象并减少事故造成的损失。
1坍孔
1.1主要原因
(1)土质松散;(2)泥浆护壁不好;(3)钻孔速度过快;(4)在潮汐河流中,涨潮时孔内水位差减少,不能保持原有的静水压力;(5)护筒底脚周围漏水,孔内水位下降;(6)成孔后放置时间过长或灌注时间过长使孔内静水压力失去平衡引起孔壁坍塌。
1.2预防措施
(1)钻孔时要连续作业,无特殊情况,中途不得停钻。(2)提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁。(3)根据地质情况,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度及不同的钻进速度。如在砂层中钻孔时,应加大泥浆稠度,选用较好的造浆材料如膨润土,提高泥浆的粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。当汛期或潮汐地区水位变化较大时,应采取升高护筒,增加水头压力。(4)在陆地上埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,保证护筒稳固和防止地面水的渗入;水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒沉穿淤泥及透水层,护筒之间的接头要密封好,防止漏水。(5)施工便道通畅,确保混凝土罐车快速进入施工现场,保证混凝土及时供应,避免出现成孔后待灌或灌注时间过长。
1.3处理措施
(1)轻微坍孔时,可增大泥浆比重、提高泥浆水位,保证水头压力。(2)坍孔部位不深时,可改用深埋护筒,将护筒周围回填、夯实,重新钻孔施工。(3)若坍孔严重,应马上退出钻机,用粘土回填密实,再重新进行钻孔施工。
2埋管
2.1主要原因
(1)导管埋入混凝土过深;(2)导管内外混凝土已初凝;(3)拔管过猛将导管拉断。
2.2预防措施
(1)严格控制导管埋深不得超过6米;(2)导管上端安装附着式振动器,每隔数分钟振捣一次,避免周围混凝土过早初凝;(3)加快灌注速度;(4)下导管前检查导管连接接头是否牢固;(5)导管提升时不得猛拔。
2.3处理措施
(1)埋管初始可采用链滑车、千斤顶试拔;(2)当灌注表面混凝土未初凝,可加下一导管;(3)当表层混凝土已初凝,导管已经插不下去,按断桩处理。
3卡管
3.1主要原因
(1)混凝土本身原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石或运输过程中离析;(2)由于机械设备故障,混凝土在导管内停留时间过长或是灌注时间过长造成混凝土在管内下落阻力大;(3)导管接缝处漏水。
3.2预防措施
(1)灌注前检查导管接缝密封性;(2)检查灌注机械设备,确保正常运转;(3)严格控制混凝土拌合质量及混凝土运输,避免出现离析现象;(4)灌注过程中每隔数分钟小范围上下晃动导管;(5)也可在导管上固定附着式振捣器,进行振动来疏通导管内的混凝土;(6)加快灌注速度,避免灌注时间过长。
3.3处理措施
(1)换用大漏斗,增大混凝土下落压力;(2)上下晃动导管,但注意不要将导管拔出混凝土面;(3)用长杆冲捣管内混凝土;(4)将导管提出,进行清除整修,重新装吊导管进行灌注。
4钢筋笼上浮
4.1主要原因
(1)混凝土灌注速度过快,钢筋笼被混凝土拖顶上升;(2)导管提升挂卡钢筋笼;
4.2预防措施
(1)当灌注的混凝土接近钢筋笼时,要适当放慢灌注速度,待导管底口提高至钢筋笼内至少2.0m以上时方可恢复正常的灌注速。(2)导管提升时要小心操作,防止挂卡钢筋笼。
4.3处理措施
(1)导管挂卡钢筋笼后,转动导管,使之脱离钢筋笼。(2)适当加压,防止钢筋笼继续上浮。
5夹泥、断桩
5.1主要原因
夹泥、断桩大都是由以上病害事故而引起的,此外清孔不彻底、灌注时间过长、混凝土初凝流动性降低、导管漏水或导管提升时拔出混凝土面也可能形成断桩。
5.2预防措施
(1)清孔要彻底,不要停留过久,以免泥浆钻渣沉淀增多。(2)下导管时,其底口距孔底的距离不大于40-50cm且导管口不能埋入沉淀的泥渣中,同时要保证首封后,能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中,导管埋深控制在2-6m范围内。(3)保证混凝土连续灌注。(4)凝土必须和易性好,灌注时间较长时,可在混凝中加入缓凝剂。(5)在提升导管时,认真计算提拔导管的长度,避免出现拔漏现象。
5.3处理措施
(1)断桩后,如果能够将钢筋笼提出钻孔时,可迅速将其提出,用钻机重新钻孔,清孔后下钢筋笼,再灌注混凝土。
(2)若断桩位置处于距地表10m以下且混凝土已终凝时,可采用冲击钻法重新钻孔施工。
(3)若断桩位置处于距地表5m以内,且地质条件良好时,可开挖至断桩位置后,清理出良好的混凝土面并凿毛,进行接桩处理。
(4)若断桩位置处于距地表5m以下10m以内时,或虽距地表5m以内,但地质条件不良时,可采用混凝土沉管方法至断桩位置下0.5m处,清理出良好的混凝土面并凿毛,重新灌注混凝土。
6小结
加强对水下混凝土灌注常见病害尤其是断桩事故的探讨分析,总结有效预防及处理措施,对进一步提高水下混凝土灌注桩质量有着重要作用。
参考文献:
[1]JTGT F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011
[2]铁建设[2010]241号,高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,2011
[3]谢春来.钻孔灌注桩施工工艺浅析[J].山西建筑,2011,14
关键词:旋挖钻孔;水下混凝土;病害;预防与处理
旋挖钻孔灌注桩因其施工精度高、速度快、成孔质量好,现在已广泛应用于桥梁桩基施工中,工艺比较完善,但由于工序复杂、影响施工质量的因素较多,且属于隐蔽工程,所以要对施工过程中的每一个环节都要严格要求,对各种影响因素都要进行考虑,如地质、泥浆质量、钢筋笼、混凝土配制、运输和灌注等,并制定可操作的预防及处理措施,避免出现坍孔、夹泥甚至断桩现象并减少事故造成的损失。
1坍孔
1.1主要原因
(1)土质松散;(2)泥浆护壁不好;(3)钻孔速度过快;(4)在潮汐河流中,涨潮时孔内水位差减少,不能保持原有的静水压力;(5)护筒底脚周围漏水,孔内水位下降;(6)成孔后放置时间过长或灌注时间过长使孔内静水压力失去平衡引起孔壁坍塌。
1.2预防措施
(1)钻孔时要连续作业,无特殊情况,中途不得停钻。(2)提升钻头、下放钢筋笼时应保持垂直,尽量不要碰撞孔壁。(3)根据地质情况,选用适宜的泥浆比重、泥浆粘度及不同的钻进速度。如在砂层中钻孔时,应加大泥浆稠度,选用较好的造浆材料如膨润土,提高泥浆的粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度。当汛期或潮汐地区水位变化较大时,应采取升高护筒,增加水头压力。(4)在陆地上埋置护筒时,应在底部夯填50cm厚的粘土,保证护筒稳固和防止地面水的渗入;水中振动沉入护筒时,应根据地质资料,将护筒沉穿淤泥及透水层,护筒之间的接头要密封好,防止漏水。(5)施工便道通畅,确保混凝土罐车快速进入施工现场,保证混凝土及时供应,避免出现成孔后待灌或灌注时间过长。
1.3处理措施
(1)轻微坍孔时,可增大泥浆比重、提高泥浆水位,保证水头压力。(2)坍孔部位不深时,可改用深埋护筒,将护筒周围回填、夯实,重新钻孔施工。(3)若坍孔严重,应马上退出钻机,用粘土回填密实,再重新进行钻孔施工。
2埋管
2.1主要原因
(1)导管埋入混凝土过深;(2)导管内外混凝土已初凝;(3)拔管过猛将导管拉断。
2.2预防措施
(1)严格控制导管埋深不得超过6米;(2)导管上端安装附着式振动器,每隔数分钟振捣一次,避免周围混凝土过早初凝;(3)加快灌注速度;(4)下导管前检查导管连接接头是否牢固;(5)导管提升时不得猛拔。
2.3处理措施
(1)埋管初始可采用链滑车、千斤顶试拔;(2)当灌注表面混凝土未初凝,可加下一导管;(3)当表层混凝土已初凝,导管已经插不下去,按断桩处理。
3卡管
3.1主要原因
(1)混凝土本身原因,如坍落度过小,流动性差,夹有大卵石或运输过程中离析;(2)由于机械设备故障,混凝土在导管内停留时间过长或是灌注时间过长造成混凝土在管内下落阻力大;(3)导管接缝处漏水。
3.2预防措施
(1)灌注前检查导管接缝密封性;(2)检查灌注机械设备,确保正常运转;(3)严格控制混凝土拌合质量及混凝土运输,避免出现离析现象;(4)灌注过程中每隔数分钟小范围上下晃动导管;(5)也可在导管上固定附着式振捣器,进行振动来疏通导管内的混凝土;(6)加快灌注速度,避免灌注时间过长。
3.3处理措施
(1)换用大漏斗,增大混凝土下落压力;(2)上下晃动导管,但注意不要将导管拔出混凝土面;(3)用长杆冲捣管内混凝土;(4)将导管提出,进行清除整修,重新装吊导管进行灌注。
4钢筋笼上浮
4.1主要原因
(1)混凝土灌注速度过快,钢筋笼被混凝土拖顶上升;(2)导管提升挂卡钢筋笼;
4.2预防措施
(1)当灌注的混凝土接近钢筋笼时,要适当放慢灌注速度,待导管底口提高至钢筋笼内至少2.0m以上时方可恢复正常的灌注速。(2)导管提升时要小心操作,防止挂卡钢筋笼。
4.3处理措施
(1)导管挂卡钢筋笼后,转动导管,使之脱离钢筋笼。(2)适当加压,防止钢筋笼继续上浮。
5夹泥、断桩
5.1主要原因
夹泥、断桩大都是由以上病害事故而引起的,此外清孔不彻底、灌注时间过长、混凝土初凝流动性降低、导管漏水或导管提升时拔出混凝土面也可能形成断桩。
5.2预防措施
(1)清孔要彻底,不要停留过久,以免泥浆钻渣沉淀增多。(2)下导管时,其底口距孔底的距离不大于40-50cm且导管口不能埋入沉淀的泥渣中,同时要保证首封后,能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中,导管埋深控制在2-6m范围内。(3)保证混凝土连续灌注。(4)凝土必须和易性好,灌注时间较长时,可在混凝中加入缓凝剂。(5)在提升导管时,认真计算提拔导管的长度,避免出现拔漏现象。
5.3处理措施
(1)断桩后,如果能够将钢筋笼提出钻孔时,可迅速将其提出,用钻机重新钻孔,清孔后下钢筋笼,再灌注混凝土。
(2)若断桩位置处于距地表10m以下且混凝土已终凝时,可采用冲击钻法重新钻孔施工。
(3)若断桩位置处于距地表5m以内,且地质条件良好时,可开挖至断桩位置后,清理出良好的混凝土面并凿毛,进行接桩处理。
(4)若断桩位置处于距地表5m以下10m以内时,或虽距地表5m以内,但地质条件不良时,可采用混凝土沉管方法至断桩位置下0.5m处,清理出良好的混凝土面并凿毛,重新灌注混凝土。
6小结
加强对水下混凝土灌注常见病害尤其是断桩事故的探讨分析,总结有效预防及处理措施,对进一步提高水下混凝土灌注桩质量有着重要作用。
参考文献:
[1]JTGT F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2011
[2]铁建设[2010]241号,高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社,2011
[3]谢春来.钻孔灌注桩施工工艺浅析[J].山西建筑,2011,14