水泥混凝土灌注樁缺陷產生原因及處理方法

李懷宇,郭阿楠

(1.黑龍江省哈同高等級公路管理處賓州管理所;2.黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

1 缺陷處理原則

所謂灌注樁缺陷就是指不能滿足設計要求的灌注樁存在的質量問題。灌注樁的施工過程中,灌注水下混凝土是成樁的關鍵性工序,灌注過程中應分工明確,密切配合,統一指揮,做到快速、連續施工,灌注成高質量的水下混凝土,防止發生質量事故。一旦出現事故時,應分析原因,采取合理的技術措施,及時設法補救。對于確實存在缺陷的鉆孔樁,應盡可能設法補強,不宜輕易廢棄,造成過多的損失。經過補強的樁須經認真的檢驗認為合格后方可使用。對于質量極差,確實無法利用的樁,應與設計單位研究采用補樁或其它措施。

2 事故產生原因及防治方法

2.1 導管進水

(1)主要原因。①首批混凝土儲量不足,或雖然混凝土儲量己夠,但導管底口距孔底的間距過大,混凝土下落后不能埋沒導管底口,以致泥水從底口進入。②導管接頭不嚴,接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開,或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入。③導管提升過猛,或測探出錯,導管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。

(2)預防和處理方法。為避免發生導管進水,事前要采取相應措施加以預防。萬一發生導管進水,要當即查明事故原因,采取以下處埋方法:若是上述第一種原因引起的,應立即將導管提出,將散落在孔底的混凝土拌和物用反循環鉆機的鉆桿通過泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機、水力吸泥機以及抓斗清出,不得已時需要將鋼筋籠提出采取復鉆清除。然后重新下放骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土,重新澆注。若是第二、三種原因引起的,應視具體情況,拔換原管重下新管;或用原導管插入續灌,但灌注前均應將進入導管內的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如重下新管,必須用潛水泵將管內的水抽干,才可繼續灌注混凝土,為防止抽水后導管外的泥水穿透原灌混凝土從導管底口翻入,導管插入混凝土內應有足夠深度,宜大于 200cm。由于潛水泵不可能將導管內的水全部抽干,續灌的混凝上配合比應增加水泥量,提高稠度后灌入導管內,灌入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻,使原混凝土損失的流動性得以彌補。以后灌注的混凝土可恢復正常的配合比。

2.2 卡管

(1)初灌時隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度過小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻,以及運輸途中產生離析、導管接縫處漏水、雨天運送混凝土未加遮蓋等,使混凝土中的水泥漿被沖走,粗集料集中而造成導管堵塞。處理辦法可用長桿沖搗管內混凝土,用吊繩抖動導管,或在導管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。如仍不能下落時,則須將導管連同其內的混凝土提出鉆孔,進行清理修整(注意切勿使導管內的混凝土落入井孔),然后重新吊裝導管,重新灌注。一旦有混凝土拌和物落入井孔,需按前述第二項處理方法將散落在孔底的拌和物粒料等予以清除。提管時應注意到導管上重下輕,要采取可靠措施防止回倒傷人。

(2)機械發生故障或其它原因使混凝土在導管內停留時間過久,或灌注時間持續過長,最初灌注的混凝土己經初凝,增大了導管內混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內。其預防方法是灌注前應仔細檢修灌注機械,并準備備用機械,發生故障時立即調換備用機械;同時采取措施。加速混凝土灌注速度,必要時,可在首批混凝土中摻入緩凝劑,以延緩混凝土的初凝時間。當灌注時間己久,孔內首批混凝土己初凝,導管內又堵塞有混凝土,此時應將導管撥出,重新安設鉆機,利用較小鉆頭將鋼筋籠以內的混凝土鉆挖吸出,用沖抓錐將鋼筋骨架逐一撥出,然后以粘土加砂礫填塞井孔,待沉實后重新鉆孔成樁。

2.3 塌孔

在灌注過程中如發現井孔護筒內水(泥漿)位忽然上升溢出護筒,隨即驟降并冒出氣泡,應懷疑是坍孔現象,可用測深儀探頭或測深錘探測。如測深錘原系停掛在混凝土表面上未取出的現被埋不能上提,或測深儀探頭測得的表面深度達不到原來的深度,相差很多,均可證實發生坍孔。

坍孔原因可能是護筒底腳周圍漏水,孔內水位降低,或在潮汐河流中漲潮時,孔內水位差減小,不能保持原有落水壓力,以及由于護筒周圍堆放重物或機械振動等。均有可能引起坍孔。

發生坍孔后,應查明原因。采取相應的措施,如保持或加大水頭。移開重物、排除振動等,防止繼續坍孔。然后用吸泥機吸出坍入孔中的泥土,如不繼續坍孔,可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導管撥出,將混凝土鉆開抓出,同時將鋼筋抓出,只求保存孔位,再以粘土摻砂礫回填,待回填土沉實后,重新鉆孔成樁。

2.4 埋管

導管無法撥出稱為埋管。其原因是:導管埋入混凝土過深,或導管內外混凝土己初凝使導管與混凝土間摩阻力過大,或因提管過猛將導管拉斷。預防辦法:應按前述要求嚴格控制埋管深度一般不得超過 6～8m;在導管上端安裝附著式振搗器,拔管前或停灌時間較長時,均應適當振搗,使導管周圍的混凝土不致過早地初凝;首批混凝土摻入緩凝劑,加速灌注速度;導管接頭螺栓事先應檢查是否穩妥;提升導管時不可猛拔。

若埋管事故己發生,初時可用鏈滑車、千斤頂試拔。如仍拔不出,凡屬并非因混凝土初凝流動性損失過大的情況,可插入一直徑稍小的護筒至己灌混凝土中,用吸泥機吸出混凝土表面泥渣;派潛水工下至混凝土表面,在水下將導管齊混凝土面切斷;撥出小護筒,重新下導管灌注;此樁灌注完成后,上下斷層間應按照灌注樁補強處理方法予以補強。

2.5 鋼筋籠上升

鋼筋籠上升,除了是由于全套管上拔、導管提升鉤掛一些顯而易見的原因所致外,主要的原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口,導管底口在鋼筋籠底口以下 3m至以上 1m時,混凝土澆注的速度過快,使混凝土下落沖出導管底口向上反沖,其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。

為了防止鋼筋籠上升,當導管底口低于鋼筋籠底部 3m至高于鋼筋籠底 1m之間,且混凝土表面在鋼筋籠底部上下1m之間時,應放慢混凝土灌注速度?？朔摻罨\上升,除了主要從上述改善混凝土流動性能、初凝時間及灌注工藝等方面著眼外,還應從鋼筋籠自身的結構及定位方式上加以考慮。具體措施為:適當減少鋼筋籠下端的箍筋數量,可以減少混凝土向上的頂托力;鋼筋籠上端焊固在護筒上,可以承受部分頂托力,具有防止其上升的作用;在孔底設置直徑不小于主筋的 1～2道加強環形筋,并以適當數量的牽引筋牢固地焊接于鋼筋籠的底部。實踐證明,上述措施對于克服鋼筋籠上升是行之有效的。