1 前言
隨著我國交通基礎(chǔ)設施建設的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應性強、成本適中、施工簡便等特點廣泛地應用于公路橋梁及其它工程領(lǐng)域中。但灌注樁基礎(chǔ)屬于隱蔽工程,大部分是在水下進行的,因此灌注好水下混凝土是保證灌注樁成樁質(zhì)量的重中之重。灌注混凝土水下時,混凝土拌和物是通過導管下口進入到初期灌注的混凝土(作為隔水層)下面,頂托著初期灌注的混凝土及其上面的泥漿或水逐步上升而成樁的。為了能夠在施工過程中最大限度的避免質(zhì)量事故的發(fā)生,水下混凝土灌注要做到分工明確,密切配合,統(tǒng)一指揮,力求快速、連續(xù)施工。若已出現(xiàn)質(zhì)量事故時應根據(jù)施工現(xiàn)場所發(fā)生的具體質(zhì)量事故狀況結(jié)合現(xiàn)場具備的施工條件,冷靜分析原因,并盡快采取合理的技術(shù)措施及時設法補救。
2 鉆孔灌注樁水下混凝土灌注質(zhì)量事故及預防處理措施。
2.1 導管進水
(1)主要原因:①首批混凝土儲量不足,或雖然混凝土儲量已夠,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內(nèi)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,或測深出錯,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(fā)生導管進水,灌注前要根據(jù)樁徑準確計算首批混凝土儲量并對拼接好的導管做水密試驗。試驗方法是:在拼裝好的導管內(nèi)先灌入70%的水,兩端封閉,一端焊接風管接頭輸入計算的風壓力,然后滾動導管數(shù)次,經(jīng)15分鐘不漏水即為合格。萬一發(fā)生導管進水,要當即查明事故原因,采取以下處理方法:
①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抓斗清除,不得已時需要將鋼筋籠拔出采取復鉆清除。然后重新下放鋼筋骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土,重新灌注。
②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?qū)⒃瓕Ч懿迦肜m(xù)灌,但灌注前均應將時進入導管內(nèi)的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。如系重下新管,必須用潛水泵將管內(nèi)水抽干,才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導管內(nèi)的泥水穿透原灌注混凝土從導管底口翻入,導管插入混凝土內(nèi)應有足夠深度,一般宜大于200㎝。
2.2 卡管
在灌注過程中,混凝土在管中不下去,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,如坍落度小、流動性差、夾有大卵石、拌和不均勻,以及運輸途中產(chǎn)生離析、粗集料集中而造成導管堵塞。
處理方法可用長桿沖搗管內(nèi)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。
(2)機械發(fā)生故障或其它原因使混凝土在導管內(nèi)停留時間過久,或灌注時間持續(xù)過長,到致混凝土已在管內(nèi)初凝。增大了導管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內(nèi)。其預防的方法是灌注前仔細檢修灌注機械,并準備備用機械,同時采取措施,加速混凝土灌注速度,必要時摻入緩凝劑。當灌注時間已久,孔內(nèi)首批混凝土已初凝,導管內(nèi)又堵塞有混凝土,此時只有將導管拔出,重新安設鉆機,重新鉆孔成樁。
在甘肅已竣工通車的某高速公路主線大橋左幅2號墩1#樁在水下混凝土灌注施工中,由于拌和的混凝土流動性差加上運輸中產(chǎn)生離析,原設計25m深的樁,灌注到離樁頂設計位置15.4m處時產(chǎn)生了嚴重卡管。當時使用吊車提拔抖動導管,并在導管外側(cè)安裝附著式振搗器配合人工用大錘敲擊導管外壁試圖疏通導管內(nèi)混凝土都沒有成功。在此情況下采用了將兩根Φ32螺紋鋼筋首尾焊接在一起,將一頭伸入導管內(nèi)混凝土表面,另一頭連接到吊車吊鉤上,吊車起吊鋼筋后讓其自由下落沖搗導管內(nèi)混凝土,經(jīng)過多次反復沖搗,終于疏通導管內(nèi)的混凝土恢復了正常灌注。在對卡管質(zhì)量事故的具體處理過程中要根據(jù)卡管的位置、時間的長短要盡快采取措施疏通管內(nèi)混凝土,避免時間過長首批混凝土初凝導致返工重鉆,造成較大的經(jīng)濟損失。
2.3 坍孔
混凝土灌注過程中塌孔的表征是孔內(nèi)水位突然下降,孔口冒出大量的細密水泡。究其原因重要有:護筒底腳周圍漏水,孔內(nèi)水位降低,或在潮汐河流中漲潮時,孔內(nèi)外水位差減小,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。
發(fā)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(xù)坍孔。然后用吸泥機吸出孔內(nèi)的泥土;如不繼續(xù)坍孔。可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導管拔出,將混凝土鉆開抓出,并將鋼筋籠提出,只保存孔位,再以粘土摻砂礫回填,重新鉆孔成樁。