閆亞亮
某高速公路橋梁,上部結構為預應力鋼筋混凝土簡支空心板,共設2跨,跨度均為14m,橋梁總長度為34.62m,橋墩為鋼筋混凝土柱式墩身,鉆孔灌注樁為鋼筋混凝土結構,兩側橋臺為鉆孔灌注樁基接蓋梁形式。
鉆孔灌注樁是是根據(jù)成樁方式而定義的一類形式,即在建設過程中,采用機械鉆孔的方式在地基土層中鉆出樁孔,然后在樁孔內(nèi)放置鋼筋籠并澆筑混凝土,從而形成灌注樁。這種方式具有較廣的適用范圍,基本適用于任何類型的地基。另外,樁體具有較強的承載能力,可以保障橋梁建設的安全性;與傳統(tǒng)的沉入樁形式相比,灌注樁噪音小、震動小。但是,混凝土的灌注作業(yè)是在地下泥水中進行的,因此控制混凝土的灌注質(zhì)量是存在一定難度的;且該技術施工周期相對較長,成孔質(zhì)量要求較嚴,鉆出的泥渣有污染環(huán)境的風險。
鉆孔灌注樁是建筑結構體系中的基礎部分,在地基基礎施工中取得了廣泛的應用,與建筑的整體質(zhì)量密切相關。但是,鉆孔灌注樁具有質(zhì)量要求高、工藝性強的特點,常涉及到水下作業(yè),若缺乏科學的施工技術或是缺乏行之有效的質(zhì)量控制措施,就會極容易誘發(fā)質(zhì)量問題,如斷樁、蜂窩等,導致工程資源投入與產(chǎn)出不呈正比。對此,施工單位在鉆孔灌注樁施工期間,需加強質(zhì)量檢測,并在落實此項工作后,以量化的方式評價施工質(zhì)量來作為后續(xù)施工的參考,從而發(fā)揮出導向的作用。
(1)鉆芯檢測法。該方法是目前檢測鉆孔灌注樁質(zhì)量時最普遍的一種方法,具體是:截取樁身的一部分作為檢測樣品,然后對所取樣的樣品進行嚴格的檢測,從而反映該樁的施工質(zhì)量。但是該方法只能對樁身的一部分進行檢測,且成本較高,實施檢測的設備較為笨重,因此在使用時存在一定的限制,尤其是大規(guī)模鉆孔施工時該方法就不能滿足檢測要求。
(2)振動檢測法。該方法是通過設備對樁頂施加一定的激震力,樁體內(nèi)部會隨之產(chǎn)生震動,利用震動波接收器分析內(nèi)部震動波的傳播特點和傳播速率等參數(shù),從而判斷樁身質(zhì)量。該技術易操作且精度高,目前也被廣泛應用。
(3)射線法。射線法是將射線照射樁身,然后利用接收器接收同位素并如實記錄各項數(shù)據(jù),再與射線的起始值進行比較,根據(jù)射線的衰減、散射等數(shù)據(jù)判斷鉆孔灌注樁對射線的吸收情況,從而為檢測灌注樁的質(zhì)量提供科學依據(jù)。
鉆孔灌注樁的質(zhì)量檢測一方面是對成樁效果的檢測,另一方面是在施工過程中的各種檢測,確保鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,避免出現(xiàn)最后返工的情況。一般來說,施工過程中的質(zhì)量檢測重點有孔徑、孔型、孔深、孔渣厚度、混凝土試塊強度、灌注高度等施工環(huán)節(jié),如果在施工過程中各環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量檢測不嚴格,出現(xiàn)質(zhì)量問題,在灌注樁完成后再檢測出質(zhì)量不符合的情況則需要返工處理,一方面增加了勞動強度延長了施工周期,另一方面提高了項目建設的投資成本,因此需要在施工過程中嚴格落實各項質(zhì)量檢測工作。
(1)成孔檢測
成孔檢測是對鉆孔灌注樁技術基礎施工質(zhì)量的直接判斷措施。在成孔檢測時應當將有效清除孔底的淤泥,因為淤泥的沉積會影響孔徑的質(zhì)量,而且在灌注混凝土時也容易混入混凝土中,隨著混凝土的持續(xù)灌注,泥漿會隨之上升,最終造成灌注樁上部的質(zhì)量不符合施工要求。
(2)施工過程檢測
施工過程中的質(zhì)量檢測重點關注比較容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)。首先應當明確鉆孔灌注樁技術的施工流程,主要有成孔、下導管和鋼筋籠、澆灌水下混凝土、成樁。成孔后應對孔底的淤泥進行有效的清理,并檢測持力層的狀態(tài),對出漿量、出漿狀態(tài)等進行記錄。同時,監(jiān)理單位對下鋼筋籠、混凝土灌注等環(huán)節(jié)安排專人監(jiān)督,及時檢測,保證施工過程的質(zhì)量。
利用鉆孔灌注樁技術對公路橋梁進行施工時,不可避免地會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題,由于該階段的施工屬于地下部分,具有一定的隱匿性,很難通過肉眼觀察判斷,因此需要借助不同的檢測手段及時發(fā)現(xiàn)隱患,有效消除,保障施工質(zhì)量。
(1)出現(xiàn)原因
斷樁是鉆孔灌注樁技術進行施工時常發(fā)生的質(zhì)量問題,且影響較大。在總結實際案例以及各項研究表明,造成斷樁的原因一種是混凝土的坍落度較小,強度較低,造成斷樁;另一種是由于導管直徑較小,灌注混凝土時引起堵塞,且在混凝土初凝前沒有及時疏通,造成孔內(nèi)混凝土的灌注量、灌注密度等受到影響,從而引發(fā)灌注樁的強度不符合施工要求出現(xiàn)斷樁現(xiàn)象。
(2)解決辦法
常用的斷樁缺陷解決方式主要有以下幾種:
原位復樁。首先通過檢測并確定斷樁的具體位置,然后對斷樁進行徹底的清理,然后重新灌注形成一個滿足設計要求的新樁,這種方式能夠較徹底的解決斷樁缺陷。
接樁法。首先應將斷樁處的混凝土進行鑿除,然后將斷面上的夾泥等全面清理,并去除樁身中的不密實部位,然后進行綁扎鋼筋、支模等作業(yè),然后灌注混凝土,有效凝固后與原樁形成一個高質(zhì)量的新樁。
直接鑿除法。當斷樁缺陷較大,且樁身的強度、硬度、穩(wěn)定性等方面均不能滿足設計需求時,需要直接鑿除重新灌注。該方法的特點是操作難度大,施工周期較長,增加了項目的建設成本,但是處理效果最好。
優(yōu)質(zhì)的樁基波形會呈現(xiàn)出清晰的特點,若存在質(zhì)量問題,對應波形也將隨之變化,且不同樁基質(zhì)量缺陷所對應的波形變化也不盡相同。因此,施工單位可以根據(jù)波形的實際特性對樁的質(zhì)量情況作判斷。斷樁的波形特點是:沒有反沖且貼近零線,會在某處生成多次回波;對于樁底部分的質(zhì)量問題,會有回波不清的情況;首波具有較大的厚度和寬度,會隨波來傳播,并在此過程中遇離析部分后將散射,隨之出現(xiàn)波形增寬的情況,而這也是離析的重要標志。
出現(xiàn)原因。在鉆孔灌注樁技術中,混凝土離析和蜂窩現(xiàn)象主要是由受彎構件布筋過密造成的。由于灌注樁將承擔主要的承載功能,為確保其強度和形狀,需要布設鋼筋籠。但是當鋼筋間距小于60mm時,在混凝土灌注時,漿液就難以從鋼筋籠中過渡到其外部,造成鋼筋籠與孔壁之間的空隙無法有效填充,從而造成離析、蜂窩等情況的發(fā)生。
解決辦法。在處理混凝土的離析和蜂窩現(xiàn)象時,首先應將出現(xiàn)缺陷的工作面進行整平,并備齊各種施工工具;然后在樁體上鉆孔,鉆孔時應保證設備的穩(wěn)定性,根據(jù)鉆進程度適當調(diào)整鉆進速率,防止操作過程中設備不穩(wěn)定引起鉆孔傾斜;然后進行清孔作業(yè),將鉆孔時產(chǎn)生的沉渣有效清除,防止沉渣影響后續(xù)施工的質(zhì)量;最后實施高壓注漿作業(yè),根據(jù)配合比生產(chǎn)高質(zhì)量的混凝土,并控制其用量,嚴格按照施工工藝進行灌注作業(yè)。
除了以上缺陷外,灌注樁還經(jīng)常出現(xiàn)擴徑和縮徑等現(xiàn)象,嚴重影響樁基的承載性能,因此也應當引起重視。在處理該種缺陷時常采取的措施有補樁法和加大灌注樁截面法。補樁法是在出現(xiàn)缺陷的樁體兩側分別增加一個樁體,并與原樁體的標高保持一致,并利用連系梁將三個樁體緊密連接為一個整體,從而具備項目要求的承載性能;而加大灌注樁截面法則是經(jīng)過檢測確定缺陷存在的具體位置后,在缺陷一定距離的上下兩側分別鉆孔并灌注,然后用鋼筋緊密的固定,確保樁體的穩(wěn)定性。
鉆孔灌注樁技術在現(xiàn)階段的橋梁項目中應用較為廣泛,但是也容易發(fā)生斷樁、混凝土離析和蜂窩等現(xiàn)象,影響灌注樁的施工質(zhì)量。這就需要在施工過程中嚴格按照工藝流程作業(yè),并對施工過程進行檢測,對于發(fā)現(xiàn)的問題及時采取相應的解決措施,確保灌注樁的強度、安全性等方面滿足項目的設計需求。還要對成樁質(zhì)量運用先進合理的方法進行檢測,為高速公路橋梁建設項目的安全運行打下堅實的基礎。