論橋梁施工中灌注樁的施工異常與預防措施

王建坡

(河北廊坊市圣豐道橋集團有限公司)

在橋基鉆孔灌注樁施工中,常常會出現施工異常,如鋼筋籠上浮、卡管、斷樁等問題。如何保證橋梁基礎鉆孔灌注樁質量,預防這些問題的發生,以及如何及時采取有效的措施補救,是本文著重要闡述的重點。

1 在橋梁基礎施工中鉆孔灌注樁施工易出現的問題及解決措施

1.1 鋼筋籠上浮

(1)在橋基鉆孔灌注的過程中,非全樁式的鋼筋籠(即摩擦樁)下部的混凝土到達底部時,常常會把能把鋼筋籠向上拱起。

對于這種狀況,可在鋼筋籠就位前進行預測,算出其深度,在鋼筋籠下面用8#鐵絲吊4～5塊較大的石塊,或同等標號混凝土塊,進行沉壓,當鋼筋籠到位時,石塊或混凝土塊被混凝土壓住起牽制作用。

(2)此外,導管位置不正,容易導致導管在提升時,法蘭盤掛住鋼筋籠,也會把鋼筋籠朝上提起。

那么我們在提升導管時,就應該盡量保持導管定位在孔中心,避免法蘭盤因位移而鉤住鋼筋籠。

同時,鋼筋籠的制作與吊裝技術應嚴格按《公路橋涵施工技術規范》進行。

1.2 氣塞

在灌注混凝土過程中,尤其在用吊車提升大斗灌注時,混凝土流猶如一個活塞在密不透風的導管內往下灌壓,當管內的空氣被壓縮到一定程度時,即成為俗稱的“氣包”,堵死了管內的混凝土灌注不下,形成了所謂“氣塞”現象。為了預防此類事故的發生,可以采取以下兩種方法解決。

(1)吊車的混凝土料斗在放料時,不要太對正導管中心,可以貼儲料斗邊緣傾斜一定角度,使混凝土進入導管可以有個前后錯開的緩沖區;

(2)在導管內掛一根長約 3～5m有篩眼的鋼管,彎成鉤形,吊在儲料斗上,防止掉入導管內。這根鋼管既可讓混凝土錯開下灌,又起透氣作用防堵作用。

1.3 導管進水

主要原因有以下幾方面。

(1)由于混凝土灌注出現斷檔,或者即使混凝土儲量足夠,但導管與底口的間距過大,混凝土下落后不能完全埋沒導管底口,以致泥水從底口逆向倒灌進入導管。

(2)由于導管接頭間橡皮墊被導管內高壓氣浪沖開,或焊縫漲裂,致使水從破損的接頭或焊縫中流入。

(3)因導管提升過猛,或測深出錯,導管底口超出原混凝土面,底口泥水倒灌涌入導管。

處理措施。

①對上述原因(1)引起的,應立即將導管提出,把散落在孔底的混凝土拌合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、水力吸泥機及抓斗清出,必要時可將鋼筋籠重新提出,采取復鉆清除,然后再下放骨架、導管,并投入足夠儲量的混凝土進行重新灌注。

②對上述原因(2)引起的,應視具體情況,卸下破損的原管,重下新管。也可或用原導管插入續灌,但灌注前應將進入導管內的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法清除干凈。如果重下新管,則必須用潛水泵將管內的水抽干,方可續灌混凝土。同時由于潛水泵不可能將導管內的水全部抽干,續灌的混凝土配合比應增加水泥量以提高稠度,再將導管進行小幅度抖動或掛振搗器振動片刻,使原混凝土損失的流動性得以彌補,而后再灌入導管內,這樣灌注的混凝土可恢復正常的配合比。

③對上述原因(2)引起的,若混凝土面在水面以下不很深,可用以下方法處理。

a未初凝時,可在導管底部設置用混凝土特制的防水塞,將導管重新插入混凝土內(導管側面再加重力物以克服水的浮力)。導管內裝灌混凝土后稍提導管,利用新混凝土自重將底塞壓出,然后繼續灌注。

b若如混凝土面已初凝,導管無法重新插入混凝土,則可在原護筒內面加設直徑稍小的鋼護筒,用重壓或錘擊方法將其強壓入原混凝土面以下適當深度,然后將護筒內的水(泥漿)抽除,并將原混凝土頂面的泥渣和軟弱層清除干凈,再在護簡內灌注普通混凝土至設計樁頂。

1.4 坍孔

在灌注過程中如發現井孔護筒內水(或泥漿)位忽然上升溢出護筒,隨即驟降并冒出氣泡,應懷疑是坍孔征象,可用測深儀探頭或測深錘探測。如原系停掛在混凝土表面上測深錘被埋不能上提,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,不能保持原有靜水壓力,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,且坍塌部位較深,則應將導管拔出,將混凝土鉆開抓出,同時將鋼筋籠抓出,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。

1.5 卡管

在灌注過程中,混凝土在導管中下不去,稱為卡管。卡管有以下兩種情況。

(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、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器等使隔水栓下落。如仍不能下落,則須將導管連同其內的混凝土提出鉆孔位,進行清理修整(注意切勿使導管內的混凝土落入井孔),然后再吊裝導管,重新灌注。如果發現有混凝土拌合物落入井孔,須將散落在孔底的拌合物粒料等予以清除。提管時應注意到導管上重下輕,必須采取可靠措施,防止導管翻倒傷人。

(2)機械故障或其他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,最初灌注的混凝土已經初凝,堵在管內。預防方法:在灌注前仔細檢修灌注機械,并準備備用機械,發生故障時立即調換備用機械,必要時,可在首批混凝土摻入緩凝劑,同時加速混凝土灌注速度,以延緩混凝土的初凝時間。當灌注時間已久,孔內首批混凝土已初凝,而導管內又堵塞有混凝土時,應將導管拔出,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拔出。然后以粘土摻砂礫填塞井孔,待回填物沉實后重新鉆孔成樁。

2 質量事故及其防治措施

2.1 灌注樁補強方法

灌注樁的各種質量事故,其后果均會導致樁身強度的降低,需要作補強處理。事前,應會同主管部門、設計單位、工程監理以及施工單位,共同研究,提出切實可行的處理辦法,一般采用壓入水泥漿補強的方法。其施工要點如下。

對需補強的樁,除用地質鉆一個取芯孔外(用無破損深測法探測的樁要鉆兩個),應再鉆一個孔,一個用做進漿孔,另一個用做出漿孔。孔深要求達到補強位置以下 1m,柱樁則應達到基巖。用高壓水泵向進漿孔內壓入不小于 0.5～0.7MPa的清水,將夾泥和松散的混凝土碎渣從出漿孔中沖洗出來,直到排出清水為止。然后再用壓漿泵壓漿,第一次壓入水灰比為0.8的純水泥稀漿(宜用32.5MPa水泥),進漿管應插入鉆孔 1.0m以上,并用麻絮密實地填塞進漿管周圍,防止水泥漿從出漿口冒出。待孔內原有清水從出漿口壓出來以后,再用水灰比 0.5的濃水泥壓入。為使漿液得到充分擴散,應壓一陣停一陣,當濃漿壓力至 0.7～0.8MPa時關閉進漿閘,穩壓悶漿卸 20～25min,壓漿工作即告結束。壓漿工作結束后,壓入的水泥漿硬化以后,應再作一次鉆芯,檢查補強效果:如斷樁夾泥情況己排除,認為合格后,可交付使用;否則,應重鉆補樁或會同有關單位研究其他補救措施。

2.2 斷樁的預防措施

斷樁事故是鉆孔灌注樁施工中最大的事故,造成斷樁事故的原因,分人為與自然兩種,人為因素一般占主要原因。

人為因素:(1)責任心與管理體制問題;(2)技術水平問題。對此,只有采取綜合管理措施才能防止斷樁事故的發生。

(1)灌注混凝土時,專人負責,一樁到底。

(2)制作儲料斗時,寧大勿小,對于第一次灌注,如用吊車上料,可多備一大斗混凝土,在灌注開始后迅速補進儲料斗,寧多勿少。

(3)下導管時,對每一節導管進行認真檢查,密封性不好不能下孔內。

(4)隔水栓應能順利通過導管,隔水栓下可多墊幾層水泥紙袋,以增強隔水效果。

(5)對于技術人員來說,灌進多少混凝土,樁內混凝土柱有多高,應心中有數,并要實測檢驗,以便確定提升導管的時刻。

(6)每次提升導管時,一定要測定孔內導管外側混凝土柱的高度,導管提升后,導管口埋深至少1m。

(7)必須配有備用電源和拌和設備。

(8)混凝土配料與取樣嚴格按設計要求辦理。

(9)工作中密切配合,一環扣一環,一氣呵成,做到準確、快速地灌注每一根樁。

3 結束語

總之,在橋基鉆孔灌注樁施工中,我們只要堅持嚴格按照操作程序進行,加強操作人員的責任心和技術能力提升,就能將事故隱患消滅在萌芽狀態,以保證橋梁基樁鉆孔灌注樁質量和施工安全。