一、工程概況
交通樞紐站工程位于牡丹江市光華街南,火車站東。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁,樁的總數(shù)為1800根,混凝土采用C25,樁直徑Ф400,柱尖入持力層為園礫層下1.00m,地下水位為-4.30m,園櫟層為-10.30m。
二、斷樁的形成和原因
在鉆孔灌注樁施工中,由于操作失誤,設(shè)備不良及水文地質(zhì)條件等的影響,極容易發(fā)生斷樁現(xiàn)象,造成重大工程事故。因此,要找出失誤原因。一般而言,常見的斷樁形式有四種:1、混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土軟件充填。原因是由于導(dǎo)管下距孔底過遠(yuǎn),混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固。2、樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體。原因是受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣?,沖洗液浸入使混凝土水灰比增大。3、樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開。原因是由于在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣。4、樁身出現(xiàn)空洞體。原因是未采用“回頂”法灌注,而是采用從孔口直接倒入的辦法灌注混凝土,產(chǎn)生離析造成凝固后不密實(shí)堅(jiān)硬,個別孔段產(chǎn)生疏松、空洞現(xiàn)象。
三、鋼筋混凝土鉆孔柱的控制工作
1、鋼筋混凝土灌注樁的監(jiān)控。鉆孔灌注樁成孔的工序是:定樁位—護(hù)筒埋設(shè)—鉆機(jī)就位—終孔—第一次清孔—下放鋼筋籠—接人導(dǎo)管—第二次清孔,每個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣,相互影響,都不能忽視。(1)對操作人員的監(jiān)控。鉆孔灌注樁施工受人為因素影響很大,要隨時檢查現(xiàn)場人員特別是質(zhì)檢人員的在崗情況及有無作鉆孔記錄,要及時做好工序的檢測驗(yàn)收工作。(2)關(guān)于垂直度的控制。垂直控制主要依靠鉆機(jī)就位的平整垂直,在鉆進(jìn)過程中作必要的檢測,特別是鉆進(jìn)過程中碰到孤石、堅(jiān)土?xí)r更應(yīng)及時復(fù)查。(3)孔內(nèi)水位及泥漿比重應(yīng)及時的控制。為了防止坍孔,孔內(nèi)水位必須高出地下水位1m以上,鉆進(jìn)過程中適時控制泥漿比重,一般控制在1.1—1.3m范圍內(nèi)。(4)終孔。終孔的確定主要參照三個因素,即設(shè)計(jì)這深度、鉆速及浮渣取樣,原則上由地勘單位派出有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行鑒定。后經(jīng)抽芯取樣證實(shí),入巖深度均控制得較好。(5)清孔。清孔分兩次進(jìn)行。當(dāng)確定可以終孔時,先進(jìn)行第一次清孔,澆注混凝土前再進(jìn)行第二次清孔,并及時做好檢測及記錄。目前通常使用垂法測定孔底沉渣,此工作全靠手感,應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的人員測定。
2、水下混凝土施工監(jiān)控。水下砼施工隱蔽性強(qiáng),很容易產(chǎn)生質(zhì)量問題,是鉆孔灌注樁施工質(zhì)量監(jiān)控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在并行灌混凝土前必須做好各項(xiàng)準(zhǔn)備,如第一次澆灌的混凝土量、中間過程提管拆管的高度要現(xiàn)場及時核定,混凝土灌注應(yīng)連續(xù)施工,中途的停工將對樁質(zhì)量產(chǎn)生極大的隱患。(1)原材料、配合比、坍落度的控制。碎石應(yīng)注意控制不宜大于導(dǎo)管的L6,以20mm—40mm為宜,水泥宜采用標(biāo)號不低于425#的轉(zhuǎn)窯普通硅酸鹽水泥,骨料應(yīng)合理級配,令混凝土有良好的各易性,坍落度宜控制在18cm—22cm之間。(2)控制第一批混凝土量?;炷翆?dǎo)管的第一節(jié)底管應(yīng)不小于4m,第一批混凝土量要能令導(dǎo)管埋入混凝土1m以上,監(jiān)控根據(jù)樁徑予以核定。(3)提升及拆管的監(jiān)控?;炷吝B續(xù)灌注,隨著樁內(nèi)混凝土面的不斷升高,需適時提升、拆卸導(dǎo)管,拆管前須用測繩測定混凝土面的高度,以確定提管高度即拆管節(jié)數(shù),埋管深度宜保持在2m—3m,過多則影響灌注速度或造成塞管,過少則易造成浮漿或泥巴夾層。
四、斷樁的預(yù)防
樁孔成孔后,必須認(rèn)真清孔。一般是采用沖洗液沖孔,沖孔時間根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定。沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特別要注意到基巖中的孔徑擴(kuò)展情況,避免首次灌注量不足。
1、首次混凝土灌注量要滿足把導(dǎo)管下端埋設(shè)0.8米以上的要求。首次灌注時,起始部分或第1—2斗投料需采用水泥砂漿,并盡量做到一次性灌入孔內(nèi)。灌注導(dǎo)管口徑下限則控制在200毫米以上。導(dǎo)管下端盡量光滑,其連接處要加放“O”形密封圈,防止沖洗液浸入。導(dǎo)管使用前要進(jìn)行清洗,除掉污垢與殘?jiān)?dǎo)管下端距孔底宜為0.5米,導(dǎo)管內(nèi)水泥隔水塞加放橡皮板,以增強(qiáng)隔水效果。2、混凝土配合比應(yīng)合理,應(yīng)嚴(yán)格控制其塌落度。在改變水泥標(biāo)號、品種及生產(chǎn)廠家時,必須先做好配合比試驗(yàn),按配合比控制質(zhì)量。3、在地下水活動較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行止水處理,止水成功后方可灌注混凝土。采用從導(dǎo)管內(nèi)灌入的“回頂”法進(jìn)行灌注。4、準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注過程中避免停水、停電。5、根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度,合理掌握導(dǎo)管的拆卸長度,在正常情況下保持導(dǎo)管下端被埋2—3米,切勿起拔過多。6、在灌注混凝土過程中,要定時測量導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的深度,并繪制曲線,以監(jiān)視斷樁是否出現(xiàn)。在正常情況下,導(dǎo)管內(nèi)外混凝土界面的距離是開始大,然后逐漸縮小,最后重合。若發(fā)現(xiàn)管內(nèi)外混凝土灌注曲線距離拉大,并且導(dǎo)管外混凝土曲線變平,而管內(nèi)混凝土曲線變陡,則是斷樁預(yù)兆,應(yīng)查明原因,盡快處理。
總之,鉆孔灌注樁的質(zhì)量監(jiān)控工作主要依靠事前控制和事中控制,至于事后控制—樁基檢測,由于目前在檢測手段的代表性及可靠性方面尚存在許多問題,要結(jié)合現(xiàn)場的情況來理解及執(zhí)行規(guī)范,這就要依靠現(xiàn)場施工人員靈活掌握。
(作者單位:黑龍江省雙鴨山市北冠監(jiān)理有限責(zé)任公司)