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鉆孔灌注樁斷樁原因分析及預防措施

來源: 建設發展網 通訊員:李春發 人氣: 發布時間:2017-04-17 16:04:34
 
摘要:鉆孔灌注樁自問世以來,廣泛應用于工業建筑、高層樓宇、水利水電及橋梁碼頭等工程建設中。同時,在這些工程實踐活動中,鉆孔灌注樁的設計理論和施工技術也在不斷發展完善,預防斷樁事故出現變得尤為重要。橋梁在使用階段的破壞很多來自基礎的破壞,而樁基礎的破壞很大一部分是由于斷樁引起的。對于誘發斷樁的因素,必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時又必須準備相當的對策,預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。
  關鍵詞:鉆孔灌注樁;斷樁;預防措施
  目前,鉆孔灌注樁應用十分廣泛,鉆孔灌注樁系地下隱蔽工程,影響其質量的因素較多,而且控制難度較大,若忽視就可能產生質量問題和事故,造成經濟損失和工期延誤。
  1.產生斷樁的原因分析
  斷樁是指鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中,泥漿或砂礫進入水泥混凝土,把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段,造成混凝土變質或截面積受損,從而使樁不能滿足受力要求。斷樁是非常嚴重的質量事故。預防事故的發生或一旦發生事故及時采取補救措施。下面介紹斷樁產生的幾種原因。
  1.1灌注時間長,表層混凝土失去流動性,形成硬蓋,而繼續灌注的混凝土頂破硬層上升,將混有泥漿砂礫的表層覆蓋包裹,是造成斷樁事故的最主要因素導管拆卸過程時間過長,起重吊裝設備的作業能力小,導管內壁不夠光滑,塌落度過大,碎石或卵石粒徑過大,沙子過粗或偏細,級配的細度膜數不好,拌和不均勻,混凝土產生離析現象,增大導管內混凝土下落阻力,而使混凝土在導管中下不去,造成卡管事故。首批已澆混凝土初凝,流動性降低,而續澆的混凝土沖破頂層上升,在混凝土中夾有泥渣土,形成斷樁。
  1.2樁身的截面強度不足引起的斷樁
  在設計中忽略凍脹力對樁的破壞作用,尤其是對土層較厚入土較深的鋼筋長混凝土樁,只考慮樁身的整體凍拔而忽略了切向凍脹力與樁截面的強度關系,切向凍脹力大于樁截面的強度,將樁凍拔致斷。灌注時測深不準或計算錯誤將導管提升過
高,以至導管底部脫離砼層。在施工中,水泥用量不足,混凝土配比不當不能滿足混凝土設計強度。鋼筋混凝土樁的鋼筋未經力學實驗,品質低劣,鋼筋的焊接不夠規范達不到設計強度。
  1.3由于塌孔引起的斷樁
  因為灌注施工的緊張連續,忽略了水頭高度,由于護筒底口漏水,孔內水位降低,使孔內水位差減小,不能保持原有靜水壓力。在鉆孔過程中如發現井護筒內水(泥漿)位忽然上升溢出護筒,隨即驟降并冒出氣泡,出渣量顯著增加而不見進尺,鉆機負荷顯著增加,應懷疑是塌孔現象,可用測深儀探頭或測深錘探測,工地現場一般采用測深錘。若在混凝土灌注中,原停留在孔內的測深錘不能上拔或放入測深錘,測得的孔深與原孔深相差較大,可證實屬塌孔。
  1.4導管或導管底口進水引起的斷樁
  導管的水密性、承壓、抗拉性能不好,隔水設施差,而導致導管滲水,首批混凝土儲備
  量不足,使導管底口進水。
  1.5接樁時沒有認真處理好多余的那部分樁頭從而引起的斷樁
  混凝土澆筑近結束時,沒有考慮接樁時混凝土施工,接樁時處理不好或清理不好樁頭,導致樁頂混凝土達不到設計強度。
  2.斷樁的預防措施
  對于斷樁事故關鍵在于預防。灌注前要對各個作業環節和崗位進行認真檢查,制訂有效的預防措施。灌注中嚴格遵守操作規程,保證灌注作業連續緊湊,有條不紊;反復細心探測砼面,并用理論方法計算出砼面高度,比較后取砼面低的作為拆卸導管的標準;導管提升應勻速、平穩,慢慢起升;控制灌注時間在適當的范圍內。要保證設備的正常工作,并有備用設備;灌注前通知配電部門,保證灌注時供應用電;要注意天氣預報,合理安排灌注時間。
  總結以下幾點具體預防措施:
  2.1嚴密施工組織設計,在施工前把一切灌孔的設備工具都準備齊全,保證混凝土施工的連續性,盡量縮短澆筑時間
  導管的分解長度應便于拆裝搬運,并小于導管提升設備的提升高度,中節一般為2m左右,下端可加長至4左右。導管內壁光滑、順直、無局部凸凹,事先在導管內擦抹潤滑液,各節內徑應大小一致,偏差不能過大,應嚴格控制撥導管、拆卸導管時間,拆卸導管時間不應大于20分鐘,能縮短盡量縮短時間,一旦開始灌注,決不能中途停止。為保證混凝土的流動性,嚴格控制塌落度,應保證在18~22cm之間,骨料盡可能選用卵石適宜粒徑為O.5~3.0cm,使最大粒徑不大于4.0cm,混凝土初凝時間不早于5h,如果必要,需加入一些外加劑如緩凝劑,以延長初凝時間。導管在混凝土中的埋置一般應小于2m,最少也不應小于1m,最大不應超過6m,埋深太大將不利于導管的提升,也給導管內混凝土的下降增加阻力,拔導管過猛容易將導管拉斷。另外,還會使導管在混凝土中埋深過小,易使泥漿涌人底口。
  2.2對樁截面抗拉強度進行驗算,保證材料質量及用量,保證截面設計強度
  由于并不是所有的橋涵設計都經專門的設計單位進行設計。尤其是等級低的地方道路工程中的中、小橋,在設計過程中很少考慮甚至不考慮凍脹力對樁身的危害作用,這就要求在設計中必須保證樁身強度,即按地基規范:

  式中:為驗算截面應力,kPa;K為結構安全系數,對于靜定結構為1.2,超靜定結構為1.3;T為總切向凍脹力,kV;P為作用于單樁上的恒載,kN;G為驗算截面以上樁自重,kN;F為驗算截面以上暖土層對樁周的錨固力,kN;A為驗算截面面積,鋼筋混凝土為受拉鋼筋截面積,;為材料允許應力,kPa。
  每混凝土用量一般不低于350kg,配比實際標號一般應超出設計標號10%一15%。
  對于所用鋼筋,使用之前一定要做力學性能實驗,嚴把質量關,質量不合格的鋼筋嚴禁使用,對于鋼筋的焊接工藝,需要焊條級別,一定要堅持標準,按規范去實施。
  2.3防止坍孔
  在施工中,應有專人負責觀察施工水位,觀察護筒四周是否滲水,在水中鉆孔樁施工中,因河流汛期,注意測量河流水位,如發現水位差降低,應及時采取措施,保證孔內水頭高度,要注意不要讓孔口震動過大并盡量減輕孔附近重量。塌孔不嚴重時,采取改善泥漿性能、加高水頭后進行鉆孔:當護筒底口發生塌孔時應采取護筒跟進、下內護筒等辦法進行施工:當塌孔嚴重時,應盡快回填,采用粘土并加入適量的純堿和水泥,回填高度應高于坍孔處2—4m,待其固化后,提高泥漿比霞快速穿過該地層。
  2.4防止導管或底口進水,加強隔水設施
  導管在灌注混凝土前應進行必要的水密承壓實驗和接頭抗拉實驗,嚴格檢查接頭是否嚴密,焊縫是否破裂,及時及早的進行修補。應計算好首批混凝土的用量。既滿足足夠的埋深,同時又要充滿導管,以保證混凝土施工連續性。
  2.5多余澆灌及接樁
  為保證樁頂質量,在樁頂設計標高上應多灌一定高度,一般為O.5~lm,在初凝后終凝前挖除。但還應保留30cm以上,以待接樁或承臺施工前鑿除。接樁時,將多余部分混凝土鑿除后用清水沖洗干凈,然后方可接樁。
  3.利用超聲檢測斷樁
  利用超聲法對鉆孔灌注樁進行檢測,具有檢測精度高,結果直觀可靠,可以較詳細查明樁身內部缺陷的性質、深度位置、范圍大小及嚴重程度等優勢,為控制鉆孔灌注樁樁身完整性質量提供了一種有效的檢測方法。通過實例證明超聲波檢測法能準確判斷出樁身缺陷的位置,并能對缺陷嚴重程度做出定量分析,是檢測灌注樁樁身質量的一種較好方法。
  4.結束語
  橋梁基礎鉆孔灌注樁質量事故引發的后果相當嚴重,因此制定科學的施工方案,排除一切可能產生斷樁的不利因素,保證施工安全十分重要。只有嚴格按照規范、規程操作,加強監督檢測,才能避免質量事故或把質量事故降低到最小限度。對已出現問題的樁基、斷樁查找原因分析準確后,應掌握詳盡而準確的現場資料,及時組織專家會診,制定安全可靠而又經濟的處理方案。嚴把鋼筋材料的進料關,嚴格焊接工藝要求,嚴格按照科學的操作規程施工,斷樁因素是可以預防的。
  參考文獻:
  1吳步峰.某公寓樓小區樁基工程質量分析與處理[J].福建建筑,2010.2
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  3張躍川.樁基工程施工方案編制[J].工程建設與設計,2009,12
 

          中鐵二十局一公司:李彥澎


 
 
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