摘要:摘要:樁基礎作為橋梁工程強制控制內容之一,是橋梁工程質量控制的重中之重。從樁的承載機理看質量控制的關鍵;樁的缺陷與防治措施,樁質量的判定,圍繞樁的質量控制問題進行判
摘要:樁基礎作為橋梁工程強制控制內容之一,是橋梁工程質量控制的重中之重。從樁的承載機理看質量控制的關鍵;樁的缺陷與防治措施,樁質量的判定,圍繞樁的質量控制問題進行判析。
關鍵詞:鉆孔樁,質量控制,強度,混凝土
一、質量控制的關鍵
端承樁的承載機理是樁把荷載傳遞到樁的底部,它支承在堅固的巖土上,不難得出樁的承載力取決于樁身強度與地基承載力。
當樁身強度>地基承載力,樁的承載力=地基承載力;反之,樁身強度<地基承載力,樁的承載力取決于樁身強度。此公式在孔底無沉渣情況下成立。對挖孔樁沉渣還是問題,沉渣量過大,樁受荷時發生大量沉降,樁將失效。
(一)了解地質情況,確定地基承載力
從樁的施工程序來講,在質量控制中,首先確保地基承載力符合設計要求,否則將使樁失效。
地基承載力取決巖層的構造情況、樁嵌入巖石的深度、巖石單軸飽和抗壓強度。
(二)成孔質量控制
1、在老城區或填土區施工時,應先探明樁孔位置的地下情況,如有淺埋老基礎、大石塊、廢鐵等障礙物時,應先挖除或采用其他措施處理。
2、當樁孔凈距過小時,應采取間隔跳跨施工,防止孔內串穿影響成樁質量。
3、在易坍塌的地層中施工,應用泥漿進行護壁。
4、施工中應盡量不間斷,不得中途無故停鉆。
5、在鉆到設計深度時,應用探測器檢查樁孔直徑、深度和孔底情況。將回落土及淤泥清除干凈。
(三)沉渣量的檢查
終孔后應立即清孔,以免沉渣增加清孔工作量和難度。清孔有正循環清孔、反循環清孔、壓風機清孔。清孔后應在2小時內灌注混凝土并檢查孔底沉渣厚度,若超過規定要求,應重新清孔。
對摩擦樁來說,由于其受力機理是通過樁表面和周圍土壤之間的摩擦力或依附力,逐漸把荷載從樁頂傳遞到周圍的土體中,如果在設計中端部反力不大,端部的沉渣量對樁承載力亦影響不大;而對于鉆孔端承樁,如果沉渣量過大,勢必造成受荷時發生大量沉降,同樣使樁的承載力失效。
(四)樁身強度的控制
地基承載力符合設計要求,如樁身強度不足,樁的承載力亦得不到保證,樁身強度是樁質量控制的另一關鍵。
混凝土的缺陷往往是由于施工工藝不合理引起的,因此必須對樁基工程的施工工藝、質量保證措施進行嚴格控制,否則,起不到質量控制效果,工程驗收時,對工程質量如何沒有把握,檢測出現的問題亦無從分析。
樁身質量控制主要在于控制混凝土的質量,樁身強度取決于鋼筋籠的制作質量與混凝土質量。鋼筋籠的制作檢查簡單明了;而影響混凝土質量因素則很多,有些是可見的,有些是不可見的。在工程實踐中,不少樁由于混凝土質量問題而使樁身強度達不到設計要求,因此樁身質量的控制主要在于控制混凝土的質量,混凝土的配料、拌制、運輸和灌注必須嚴格按要求進行?;炷临|量控制主要有:
1、控制好混凝土質量的和易性,防止出現堵管、埋管,引起斷樁事故。
2、混凝土配合比應先按原材料性能及混凝土的技術要求進行計算,并經實驗室試配與調整,然后定出滿足設計和施工要求并比較經濟合理的混凝土配合比。此外,還要嚴格控制原材料的質量驗收。
3、混凝土實際灌注量不得少于設計樁身體積,一般土質為1.1,松散土質為1.2-1.3。
4、首批混凝土灌注后,應緊湊,連續不斷地進行灌注,嚴禁中途停工。在灌注過程中,應經常觀察孔內情況,出現故障時,應及時分析和正確判斷發生故障的原因,制定處理灌注的措施。
5、灌注混凝土接近樁頂時,為確保樁頂混凝土的質量,漏斗及導管中混凝土的高度與孔內混凝土面的高差應小于2M。
6、控制導管埋深2-4m,使混凝土面處于垂直頂升狀,不使浮漿、泥漿卷入混凝土,防止提漏引起斷樁事故。
二、混凝土灌注樁基礎缺陷及防治措施
(一)樁底地基承載力不足
原因:樁端沒有支承在持力層上面。
防治措施:這種情況一般出現在復雜地層,一般最好取芯檢驗,如不能孔孔取芯,要參照鄰近取芯情況、鉆速、泥漿返上的巖屑及鉆進情況、工程地質資料進行綜合考慮。
(二)縮徑(孔徑小于設計孔徑)
原因:塑性土膨脹。
防治措施:成孔時,應加大泵量,加快成孔速度,快速通過,在成孔一段時間,孔壁形成泥皮,孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹;如出現縮徑,采用上下反復掃孔的辦法,以擴大孔徑。
(三)樁底沉渣量過大
原因:檢查不夠認真,清孔不干凈或沒有進行二次清孔。
防治措施:(1)認真檢查,采用正確的測繩與測錘;(2)一次清孔后,不符合要求,要采取措施:如改善泥漿性能,延長清孔時間等進行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規范要求,應進行二次清孔。二次清孔可利用導管進行,準備一個清孔接頭,一頭可接導管,一頭接膠管,在導管下完后,提離孔底0.4m,在膠管上接上泥漿泵直接進行泥漿循環。二次清孔優點:及時有效保證樁底干凈。
(四)鋼筋籠上浮
原因:(1)當混凝土灌注至鋼筋籠下,若此時提升導管,導管底端距鋼筋籠僅1m左右距離時,由于澆注的混凝土自導管流出后沖擊力較大,推動了鋼筋籠上浮;(2)由于混凝土灌注至鋼筋籠且導管埋深較大時,其上層混凝土因澆注時間較長,已近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定握裹力,如果此時導管底端未及時提到鋼筋籠底部以上,混凝土在導管流出后將以一定速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上移。
防治措施:(1)灌注混凝土過程中,應隨時掌握混凝土澆注標高及導管埋深,當混凝土埋過鋼筋籠底端2-3m時,應及時將導管提至鋼筋籠底端以上;(2)當發現鋼筋籠開始上浮時,應立即停止澆注,并準確計算導管埋深和已澆混凝土標高,提升導管后再進行澆注,上浮現象即可消除。
(五)斷樁與夾泥層
原因:(1)泥漿過稠,增加了澆注混凝土的阻力,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,因此,在施工中經常發生導管堵塞、流動不暢等現象,有時甚至灌滿導管還是不行,最后只好提取導管上下振擊,由于導管內儲存大量混凝土,一旦流出其勢甚猛,在混凝土流出導管后,即沖破泥漿最薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內,造成夾泥層;(2)灌注混凝土過程中,因導管漏水或導管提漏而二次下球也是造成夾泥層和斷樁的原因。(3)灌注時間過長,而上部混凝土已接近初凝,形成硬殼,而且隨時間增長,泥漿中殘渣將不斷沉淀,從而加厚了積聚在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土灌注極為困難,造成堵管與導管拔不上來,引發斷樁事故;(4)導管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導管拔上后混凝土不能及時沖填,造成泥漿填入。
防治方法:(1)認真做好清孔,防止孔壁坍塌;(2)盡可能提高混凝土澆注速度:a.開始澆混凝土時盡量積累大量混凝土,產生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力。b.快速連續澆注,使混凝土和泥漿一直保持流動狀態,可防導管堵塞;(3)提升導管要準確可靠,灌注混凝土過程中隨時測量導管埋深,并嚴格遵守操作規程;(4)灌注水下混凝土前檢查導管是否漏水、彎曲等缺陷,發現問題要及時更換。
三、混凝土灌注樁質量判定
樁身混凝土質量判定。
比較準確判斷樁身混凝土質量的是靜載與抽芯,但是由于靜載、軸芯為操作性檢驗,且費用高、時間長,所以常常采用動測法判定樁身混凝土的質量,而動測法具有一定的局限性,動測結果不能作為樁基工程竣工的驗收依據,用于普查質量僅供驗收參考。
混凝土質量還要依施工單位素質,掌握施工過程實際情況與施工記錄。主要依據是掌握施工過程情況與施工記錄。主要有如下措施:
(一)審查主要施工人員、施工單位所施工過的工程質量情況;
(二)審查施工工藝是否適合于施工的實際情況,采取了什么質量保證措施。如:鉆孔樁鋼筋籠如沒有設置混凝土保護層墊塊,再檢查一下灌完樁鋼筋籠的位置情況,可推定保護層是否嚴重不足;
(三)對施工記錄進行審查,要求施工單位認真做好成孔記錄與灌注記錄,認真分析記錄中出現的機械故障及孔內異常情況、事故等,并進行推斷。
總之,樁混凝土質量的判定,要掌握現場施工實際情況與工藝情況、準確的現場施工記錄,方可比較準確判定混凝土質量。
綜上所述,鉆孔樁質量控制的關鍵環節在于地基承載力的鑒定,審查混凝土施工工藝是否合理,并了解施工單位素質,嚴格控制原材料的質量,掌握樁缺陷的防治措施。這樣才能保證鉆孔樁質量,達到設計要求。