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水下混凝土灌注樁施工的幾點注意事項及事故處理

發表于 討論求助 2020-03-31 14:40:28


引言


鉆孔灌注樁是近年來樁基施工中極其常見的一種施工形式,其工作方法是采用鉆沖孔機械在不同的地質中攥成樁孔,達到預設高度后吊入鋼筋骨架后灌注樁身混凝土形成。相較于其它施工形式而言,灌注樁施工具有條件限制低、人工填土容易等一系列特性,而且能夠對施工過程中產生的泥層淤泥、粘性塵土、沙塵等雜物進行有效處理,故在基本建筑領域中有著廣泛的應用。而當實際工程施工中出現整樁身處于水位以下、或是水流無法封閉的澆筑情況時,則需要采用水下混凝土灌注施工方法來進行施工。但由于水下混凝土灌注施工工藝具有一定的復雜性,容易出現麻面、斷樁、夾泥等一系列質量事故或是突發事故,從而給社會帶來巨大的經濟損失。因此,如何加強水下混凝土灌注樁施工的質量控制工作,以及對施工過程中的事故進行應急處理,值得相關人員進一步深思。


?水下混凝土灌注樁施工的注意事項分析


1?做好樁孔質量的保障工作

俗話說“工欲善其事,必先利其器”,施工前的檢查與準備工作尤為重要,做好樁孔質量的保障工作更是不可或缺。考慮到水下混凝土灌注樁施工時樁孔徑大于600mm,可考慮利用砂石泵進行樁孔的泵吸反循環工作,當孔內泥漿比重降至1g/m3以下,含砂率介于1.5%2%以內、沉渣厚度低于設計值時,可基本認為相關指標合格,樁底存留沉淀土不會因厚度過高影響灌注樁的施工質量。需要注意的是,隨著施工工藝的不斷完善,水下混凝土灌注樁施工過程中已開始逐漸采用大直徑鉆孔樁代替小直徑鉆孔樁,因此,在對孔內泥漿和孔底混凝土進行清除工作時,還需要進一步提升大直徑鉆孔樁的豎直承載力,避免因壓力過大造成斷樁、夾泥等工程事故,不允許采用加大孔深的方式來代替鉆孔樁的清除工作。同時在終孔檢查工作完成后,應當迅速進行孔內清除工作,避免清除后的泥漿沉淀物因間隔時間過長重新進入孔內,造成清孔工作無法達到預期效果


2?選用優質泥漿或高級泥漿

在水下混凝土灌注樁的施工過程中,噴射機噴射出的水泥漿或者鹼灌注漿液對于地基的牢固程度有著重要的影響,因此水泥漿和鹼灌注漿液的制備和選用是水下灌注樁施工技術的重要一環。在實際的施工過程中,相關的施工人員需要選用高塑性粘土或膨潤土和水拌和而成的,同時對泥漿的材料質量、配合比、強度數據進行詳細檢查和合理控制,如對于普通水下灌注樁施工過程,水灰比多控制為11.311.5之間,膠體率控制在95%以上。對于孔深≥65m,孔徑≥1.5m的高強度作業或是松散易坍地層,則應當選用粘度較大、pH值較高的高級泥漿,避免因水中離子的侵蝕作用造成工程施工的質量下降。


3?合理選擇導管直徑與連接方式

導管直徑大小對于水下混凝土質量具有主導性作用,而合適的導管連接方式將會使整個施工過程事半功倍。一般而言,導管直徑的選擇需要注意以下幾點:其一,導管直徑需要保障混凝土流體的正常流動,考慮到鉆孔灌注樁水下混凝土的最大粒徑為30mm,為了保障混凝土在灌注過程中不因離析作用造成巨大損失,故導管內直徑往往為混凝土粒徑的78倍,故導管直徑應當控制在200250mm之間。其二,參考混凝土含氣量進行具體選擇,混凝土含氣量過大會造成骨料與水泥的膠結強度被形成的微小氣泡所降低,造成灌注樁樁頂滲水,因此,可適當降低導管內徑以使得單位體積內的混凝土含氣量降低。在連接方式的選擇方面,鉆孔灌注樁水下混凝土多采用法蘭盤連接、絲扣連接、卡扣連接等幾種連接方式,需要注意的事項包括以下幾點,其一,導管法蘭盤直徑與導管直徑要匹配,避免施工過程造成混凝土頂托受卡,其二是注意定期維護和加固連接絲扣,避免施工過程中絲扣脫落耽誤工期。


4?混凝土灌注時的注意事項

混凝土灌注作為水下混凝土灌注樁施工的核心工作,對于保障施工質量亦有著不可或缺的重要意義,具體施工過程中,需要注意的事項包括以下幾個方面。其一,保障混凝土灌注的連續性,在先灌入的混凝土達到初凝時間之前必須進行二次混凝土灌注,否則極有可能因先前灌入的混凝土從導管中流出造成斷樁。其二,降低混凝土灌注的時間,即使在水下混凝土灌注樁施工專用的泵送混凝土,夏季施工時也需要在1.5h內灌注完畢,最大限度避免摻加緩凝劑降低混凝土灌注質量。其三,當導管內混凝土含有空氣過多時,應當采用溜槽灌注的方式將后續混凝土灌入到漏斗和導管之中,不允許采用直接傾瀉的方式,避免整斗混凝土直接傾瀉形成的高壓氣囊寄出防水橡膠墊引起導管漏水。其四是灌注趨于尾聲時,應當逐節快速拆除導管,不允許一次全部拆除,也不得緩慢拆除,時間應控制在15min以內


水下混凝土灌注樁施工的事故處理措施


1?鋼筋籠浮起事故

1.1?原因分析

鋼筋籠浮起是水下混凝土灌注樁施工中極其常見的事故之一,如果鋼筋籠上浮過大,極有可能造成樁的不可逆轉的損壞。一般情況下,鋼筋籠浮起原因大致可分為以下幾點。最主要原因是混凝土質量不合格,當混凝土下降至鋼筋籠底端時,施工人員難以將鋼筋籠插入其中,造成頂托上浮。其二是灌注速度過快造成混凝土的反沖力過大,使得鋼筋籠的頂托力大于鋼筋籠重力。其三是混凝土灌注量過大造成混凝土對鋼筋籠的上沖力過大,若是導管埋深深度不深,就極有可能造成鋼筋籠大幅度上浮。其四是混凝土灌注時,鋼筋向一側移動導致灌注導管未能對中,造成混凝土灌注不均衡引起鋼筋籠受力不平衡,導致事故產生。


1.2?處理措施

對于由混凝土質量不合格造成的鋼筋籠浮起事故,相關的施工質量控制人員應做好材料的管控工作,確保混凝土質量與水下混凝土灌注樁施工的相關要求相匹配。同時在灌注過程中混凝土快要接觸鋼筋籠底時,降低灌注速度、提升導管高度,使鋼筋籠能夠插入到混凝土之中。



此外,還可以采取一定的預防措施避免鋼筋籠浮起事故產生,可考慮將鋼筋籠底部綁扎成#字型,并在兩端分別設置厚度10cm左右的混凝土塊來加強混凝土的自重,避免鋼筋籠浮起。也可考慮減少鋼筋籠下端的箍筋數量或是在灌注樁孔底部設立一定數量的加強環形筋和牽引筋,使得混凝土澆筑至上部鋼筋籠時,下部主盤與混凝土間的強大凝結力可有效克服因人為操作事故帶來的鋼筋籠浮起事故


2?坍孔事故


2.1?原因分析

坍孔事故的發生往往伴隨著明顯的異常現象,如井孔護筒內水位異常上升后迅速放出大量氣泡后驟降。當異常現象產生時,施工人員需要先用測深儀探頭或測深錘進行深度探測,當原系停掛在混凝土表面上的測深錘被埋,或是測深儀探頭測得的表面深處出現明顯降低,均可證實坍孔事故確已發生。護筒底腳部分嚴重漏水,造成靜水壓力差突變、護筒周圍堆放重物或機械振動造成土壁共振,均有可能導致坍孔。


2.2?處理措施

發生坍孔后,施工人員應當迅速查明具體原因,然后采取針對性的措施降低坍孔繼續擴大。對于護筒底腳部分嚴重漏水情況,施工人員可保持或加大水頭以降低靜水壓力差,穩定孔壁。對于護筒周圍堆放重物或機械振動的情況,施工人員需要移開重物并避免重物堆積、同時排除可能引起坍孔的振動源,然后用吸泥機將坍入孔中的泥土吸除。若采取應急措施后坍孔仍繼續擴大,施工人員則需要將混凝土鉆孔和鋼筋抓出,待事故處理結束后,再以粘土摻砂礫進行二次回填,重新進行鉆孔成樁。對于在松散粉砂土或是淤泥積層產生的坍孔現象,則需要在選用優質或高級泥漿的基礎上,回填重鉆或下鋼護筒至未坍處,或是回填砂石和粘土的混合物進行二次鉆孔成樁工作。


3?斷樁事故


3.1?主要原因

泥漿或是泥沙漿的混合物將已灌注完成的混凝土隔開,導致樁截面部分產生嚴重損壞的事故產生,若是未能進行事故應急處理措施,往往會對施工單位造成嚴重的經濟損失。造成斷樁事故的原因包括以下幾點。其一是深孔和大直徑灌注樁中首灌混凝土的初凝時間過長造成斷樁。其二是灌注過程中導管提升過猛,多出現在卡管現象產生時。其三是施工人員因深度測量不準造成混凝土面高度判斷錯誤,使得導管提離混凝土面形成斷樁。其四是停電或機械故障造成的灌注中斷引起的斷樁。


3.2?處理措施

對于因上述原因造成的斷樁情況,施工人員需要采取降低混凝土的灌注時間以確保灌注的連續性,保障導管在混凝土內有不<1.5m的埋深,且提升時不可過快,準確測量深度和混凝土面高度避免判斷錯誤,準備好備用機械設備,避免灌注中斷等一系列措施。而對于施工過程中已經形成的斷樁,可根據斷樁類型的不同采用以下幾種應急處理方法。

1?壓漿補強法

壓漿補強法適用于斷樁位置較深但承受彎矩較小的情形,方法是先利用小型鉆機沿灌注樁樁身處鉆一直徑極小的探孔來探明斷樁位置,再補強位置以下1m鉆一孔,然后將高壓水管插入到后鉆孔中,將壓力大于0.7MPa的高壓水沖入到另一孔中,最后將水灰比0.8的水泥漿用壓漿泵壓入沖洗干凈的鉆孔中并進行封實操作。2025min后進行穩壓悶漿操作,在水泥漿硬化驗收時發現斷樁情況改善后,可將該灌注樁重新投入使用。

2?二次接樁法

二次接樁法適用于靠近底面且斷樁后停止混凝土灌注的情形,方法是先排水清除鉆渣,然后對斷樁樁頭進行鑿除和清理后,根據樁頂設計標高進行二次澆筑接樁。如果處理對象為斷樁位置接近樁底的樁基,則應當先交由設計單位進行驗算處理,如果滿足二次接樁法的適用范圍,再進行接樁處理。


結束語


綜上所述,考慮到水下混凝土灌注樁施工的復雜性,相關的施工企業需要借助于有效的事故處理措施和完善的施工工藝,來有效落實水下工程施工的質量,使得水下混凝土灌注樁施工能夠為我國建筑行業的經濟發展做出更卓越的貢獻。


來源:砼話


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