摘要:断桩是灌注桩施工过程中经常出现的质量问题,近年来,根据各施工单位在灌注桩施工过程中的经验,经研究而总结出上述断桩事故的解决方法,我相信随着施工工艺的不断进步,断桩问题还会产生更好的解决方法。
灌注桩作为桥梁最关键的地下隐蔽工程,在施工过程中影响质量因素较多,在施工过程中常常会遇到塌孔、缩颈、导管堵塞、钢筋笼上浮、断桩等质量事故,其中,断桩属严重质量事故,亦是施工人员最害怕发生的。如不作妥善处理,该桩就不能使用;如未能及时发现,还将威胁到整个桥梁的安全。
什么叫断桩?泥浆或泥浆与水泥砂浆混合物把灌注的上下两段混凝土隔开,使混凝土变质或截面积受损,成为断桩。在施工过程中,发生过几次断桩现象,经过观察和检测,本文对断桩发生的现象、原因、预防措施及处理方法进行了分析总结(严重的要及时通知设计人员进行设计处理)。
1 断桩发生的现象、原因、预防措施及处理方法
1.1 质量问题及现象
(1)在灌注砼过程中,由于导管拔脱,泥浆进入导管内,致使孔内泥浆豁然迅速下降。
(2)由于导管接头处密封不好,致使泥浆进入导管,若继续灌注,则会在砼中出现泥浆夹。
(3)由于导管埋置过深、当砼堵塞导管时处理时间过长、或灌注时间较长使先期灌注的砼凝固,导致导管不能提起。
(4)在无破损检测中,桩的某一部位存在夹泥层。
1.2 原因分析
(1)砼坍落度小、离析或石料粒径较小,在砼灌注过程中堵塞导管,且在砼初凝前未能疏通好,不得不提起导管时,从而形成断桩。
(2)由于计算错误致使导管底口距孔底距离较大,致使首批灌注的砼不能埋住导管,从而形成断桩。
(3)在导管提拔时,由于测量或计算错误,或盲目提拔导管使导管提拔过量,从而使导管底口拔出砼面,或使导管口处于泥浆层或泥浆与砼的混合层中,形成断桩。
(4)在提拔导管时,钢筋笼卡住导管,在砼初凝前无法提起,造成砼灌注中断,形成断桩。
(5)导管接口渗漏致使泥浆进入导管内,在砼内形成夹层,造成断桩。
(6)导管埋置深度过深,无法提起导管或将导管拔断,造成断桩。
(7)由于其他意外原因造成砼不能连续灌注,中断时间超过砼初凝时间,致使导管无法提升,形成断桩。
1.3 预防措施
(1)导管使用前,要对导管进行检漏和抗拉力试验,以防导管渗漏。每节导管组装编号,导管安装完毕后要建立复核和检验制度。导管的直径应根据桩径和石料的最大粒径确定,尽量采用大直径导管。
(2)下导管时,其底口距孔底的距离不大于40~50cm,同时要能保证首批砼灌注后能埋住导管至少1m。在随后的灌注过程中,导管的埋置深度一般控制在2~4m 范围内。
(3)砼的坍落度要控制在18~22cm、要求和易性好。若灌注时间较长时,可在砼中加入缓凝剂,以防止先期灌注砼初凝,堵塞导管。
(4)在钢筋笼制作时,一般要采用对焊,以保证焊口平顺。当采用搭接焊时,要保证焊缝不要在钢筋内形成错台,以防钢筋笼卡住导管。
(5)在提升导管时要通过测量砼的灌注深度及已拆下导管长度,认真计算提拔导管的长度,严禁不经测量和计算而盲目提拔导管,一般情况下一次只能拆除卸一节导管。
(6)关键设备要有备用,材料要准备充足,以保证砼能够连续灌注。
(7)当砼堵塞导管时,可采用拔插抖动导管,当所堵塞的导管长度较短时,也可用型钢插入导管内进行冲击来疏通导管,也可在导管上固定附着式振捣器进行振动来疏通导管内的砼。
(8)当钢筋笼卡住导管后,可设法转动导管,使之脱离钢筋笼。
1.4 处理方法
1.4.1 当灌注中途因上述原因而形成断桩时,根据具体情况,可采取下述处理方法
(1)若混杂泥浆的混凝土层不厚(一般灌注混凝土量不多,且泥浆比重较小),能将导管插入并穿透此层到达完好的混凝土内时,则重新插入导管。但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀土用吸泥和抽水的方法吸出。由于不可能将导管内水完全抽干,续灌的混凝土配合比应增加水泥量提高稠度,以后的混凝土可恢复正常的配比。
(2)重钻。若灌注混凝土量不多,或混凝土泵堵管时间较长,造成导管内混凝土初凝,且用上述方法无可靠质量保证,如无吸泥等设备,可采用加粘土(提高泥浆比重) 重钻,但必须超钻。
(3)若混凝土面在水面以下不很深,且尚未初凝时,可在导管底部设置隔水塞,将导管重新插入混凝土内,导管上面需加压力,以克服水的浮力,导管内装满混凝土后,稍提导管,利用混凝土自重将底塞压出,然后继续灌注。
(4)接桩处理法。若混凝土面在水面以下不很深时,在没有上述3处理经验及质量保证情况下,待混凝土达到一定强度后,打钢管护筒,抽干水后,人工下井清理,凿去混凝土浮浆层至混凝土层,然后浇筑干混凝土且用振捣棒捣实。该方法适用于大直径钻孔桩,且处理成本高。
(5)桩中加短钢筋笼处理方法。当在灌注过程中发生断桩后,待混凝土达到一定强度后,用比钢筋笼直径小钻头,在断桩面向下超钻一定深度(根据断桩面位置及受力情况确定超钻深度),然后再加放一短钢筋笼,直径小于原钢筋笼直径,用来加强连接面强度,清孔后重新灌注混凝土。
1.4.2若在测桩时,发现断桩,可采用下述方法处理
(1)补强方法
该方法适用于断桩位置较深,该处承受的弯矩不大。方法如下:a.选用小型钻机沿桩身钻一探孔,探明断桩位置,另在探孔不远处,再沿桩身钻一孔。一个用作进浆孔,另一个用作出浆孔,孔深要求达到补强位置以下最小1m。b.用高压水泵向一个孔内压入清水,压力不宜小于0.5~0.7Mpa,将夹泥和松散的混凝土碎碴从另一个孔中冲出来,直到排出清水为至。c. 用压浆泵压浆,第一次压入水灰比为0.8 的纯水泥稀浆(宜用425# 水泥),进浆管插入钻孔1m 以上,用麻絮填塞进浆管周围,防止水泥浆从进浆管口冒出,等孔内原有清水从出浆口压出后,再用水灰比0.5 的浓水泥浆压入。d.为使浆液得到充分扩散,应压一阵,停一阵,当浓浆从出浆口冒出时,停止压浆,用碎石将出浆口封填,并用麻袋堵实。e.最后用水灰比0.4 的水泥浆压入,并增大灌浆压力至0.7~0.8Mpa,稳压闷浆20~25 分钟,压浆工作即可结束。f.待水泥浆硬化后,应再作一次钻取芯样,检查补强效果,如断桩夹泥情况排除,认为合格后,可交付使用。
(2)补桩
若上述方法处理全部不可取时,可根据实际情况,经设计同意,可采取补桩措施。若因坍孔、导管无法拔出等造成断桩而无法处理时,可由设计单位结合质量事故报告提出补桩方案,在原桩两侧进行补桩。补桩法应征得设计和业主的同意,由设计单位出设计变更图纸。采用此法完全可以保证桩的质量,但成本大、周期长,因此应根据实际情况和要求,与其他处理方法作经济对比,慎重选择。
2 结语
断桩是灌注桩施工过程中经常出现的质量问题,近年来,根据各施工单位在灌注桩施工过程中的经验,经研究而总结出上述断桩事故的解决方法,我相信随着施工工艺的不断进步,断桩问题还会产生更好的解决方法。下载本文