1 前言
隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,鉆孔灌注樁作為一種基礎(chǔ)形式以其適應(yīng)性強(qiáng)、成本適中、施工簡(jiǎn)便等特點(diǎn)廣泛地應(yīng)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(jìn)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(shí),混凝土拌和物是通過導(dǎo)管下口進(jìn)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(shí)應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)所發(fā)生的具體質(zhì)量事故狀況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)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(shí)設(shè)法補(bǔ)救。
2 鉆孔灌注樁水下混凝土灌注質(zhì)量事故及預(yù)防處理措施。
2.1 導(dǎo)管進(jìn)水
(1)主要原因:①首批混凝土儲(chǔ)量不足,或雖然混凝土儲(chǔ)量已夠,但導(dǎo)管底口距孔底的間距過大,混凝土下落后不能埋沒導(dǎo)管底口,以致泥水從底口進(jìn)入。②導(dǎo)管接頭不嚴(yán),接頭間橡皮墊被導(dǎo)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(dǎo)管提升過猛,或測(cè)深出錯(cuò),導(dǎo)管底口超出原混凝土面,底口涌入泥水。
(2)預(yù)防和處理方法
為避免發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水,灌注前要根據(jù)樁徑準(zhǔn)確計(jì)算首批混凝土儲(chǔ)量并對(duì)拼接好的導(dǎo)管做水密試驗(yàn)。試驗(yàn)方法是:在拼裝好的導(dǎo)管內(nèi)先灌入70%的水,兩端封閉,一端焊接風(fēng)管接頭輸入計(jì)算的風(fēng)壓力,然后滾動(dòng)導(dǎo)管數(shù)次,經(jīng)15分鐘不漏水即為合格。萬一發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水,要當(dāng)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(yīng)立即將導(dǎo)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(shí)需要將鋼筋籠拔出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放鋼筋骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲(chǔ)量的首批混凝土,重新灌注。
②若是第二、三種原因引起的,應(yīng)視具體情況,拔換原管重下新管;或?qū)⒃瓕?dǎo)管插入續(xù)灌,但灌注前均應(yīng)將時(shí)進(jìn)入導(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)的泥水穿透原灌注混凝土從導(dǎo)管底口翻入,導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)應(yīng)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(shí)隔水栓卡管;或由于混凝土本身的原因,如坍落度小、流動(dòng)性差、夾有大卵石、拌和不均勻,以及運(yùn)輸途中產(chǎn)生離析、粗集料集中而造成導(dǎo)管堵塞。
處理方法可用長(zhǎng)桿沖搗管內(nèi)混凝土,用吊繩抖動(dòng)導(dǎo)管,或在導(dǎo)管上安裝附著式振搗器等使隔水栓下落。
(2)機(jī)械發(fā)生故障或其它原因使混凝土在導(dǎo)管內(nèi)停留時(shí)間過久,或灌注時(shí)間持續(xù)過長(zhǎng),到致混凝土已在管內(nèi)初凝。增大了導(dǎo)管內(nèi)混凝土下落的阻力,混凝土堵在管內(nèi)。其預(yù)防的方法是灌注前仔細(xì)檢修灌注機(jī)械,并準(zhǔn)備備用機(jī)械,同時(shí)采取措施,加速混凝土灌注速度,必要時(shí)摻入緩凝劑。當(dāng)灌注時(shí)間已久,孔內(nèi)首批混凝土已初凝,導(dǎo)管內(nèi)又堵塞有混凝土,此時(shí)只有將導(dǎo)管拔出,重新安設(shè)鉆機(jī),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(hào)墩1#樁在水下混凝土灌注施工中,由于拌和的混凝土流動(dòng)性差加上運(yùn)輸中產(chǎn)生離析,原設(shè)計(jì)25m深的樁,灌注到離樁頂設(shè)計(jì)位置15.4m處時(shí)產(chǎn)生了嚴(yán)重卡管。當(dāng)時(shí)使用吊車提拔抖動(dòng)導(dǎo)管,并在導(dǎo)管外側(cè)安裝附著式振搗器配合人工用大錘敲擊導(dǎo)管外壁試圖疏通導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管內(nèi)混凝土,經(jīng)過多次反復(fù)沖搗,終于疏通導(dǎo)管內(nèi)的混凝土恢復(fù)了正常灌注。在對(duì)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(shí)間的長(zhǎng)短要盡快采取措施疏通管內(nèi)混凝土,避免時(shí)間過長(zhǎng)首批混凝土初凝導(dǎo)致返工重鉆,造成較大的經(jīng)濟(jì)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(xì)密水泡。究其原因重要有:護(hù)筒底腳周圍漏水,孔內(nèi)水位降低,或在潮汐河流中漲潮時(shí),孔內(nèi)外水位差減小,不能保持原有靜水壓力,以及由于護(hù)筒周圍堆放重物或機(jī)械振動(dòng)等。
發(fā)生坍孔后,應(yīng)查明原因,采取相應(yīng)的措施,如保持或加大水頭、移開重物、排除振動(dòng)等,防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機(jī)吸出孔內(nèi)的泥土;如不繼續(xù)坍孔。可恢復(fù)正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導(dǎo)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。