水下混凝土灌注分析論文

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1導管進水

1.1主要原因

1.1.1首批混凝土儲量不足,或雖然混凝土儲量已夠,但導管底口距孔底的間距過大,混凝土下落后不能埋沒導管底口,以致泥水從底口進入。

1.1.2導管接頭不嚴,接頭間橡皮墊被導管高壓氣囊擠開,或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入;導管連接處密封不好,墊圈放置不平正;墊圈擠出或損壞;法蘭螺栓松動。

1.1.3導管提升過猛,或測深出錯,導管底口超出原混凝土面、底口涌入泥水。

1.2處理措施

為避免發生導管進水,事前要采取相應措施加以預防。萬一發生,要當即查明事故原因,采取以下處理方法:

1.2.1若是上述第一種原因引起的,應立即將導管提出,將散落在孔底的混凝土拌合物用反循環鉆機的鉆桿通過泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機、水力吸泥機以及抓斗清出,不得已時需要將鋼筋籠提出采取復鉆清除。然后重新下放骨架、導管并投入足夠儲量的首批混凝土,重新灌注。

1.2.2若是第二、三種原因引起的,應視具體情況,拔換原管重下新管;或用原導管插入續灌,但灌注前均應將進入導管內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的水抽干,才可繼續灌注混凝土。為防止抽水后導管外的泥水穿透原灌混凝土從導管底口翻入,導管插入混凝土內應有足夠深度,一般宜大于200cm。由于潛水泵不可能將導管內的水全部抽干,續灌的混凝土配合比應增加水泥量,提高稠度后灌入導管內,潛入前將導管進行小幅度抖動或掛振搗器予以振動片刻,使原混凝土損失的流動性得以彌補。以后灌注的混凝土可恢復正常的配合比。若混凝土面在水面以下不很深,未初凝時,可于導管底部設置防水塞(應使用混凝土特制),將導管重新插入混凝土內(導管側面再加重力,以克服水的浮力)。導管內裝灌混凝土后稍提導管,利用新混凝土自重將底塞壓出,然后繼續灌注。

2鋼筋籠浮起

2.1原因

鋼筋籠浮起,除了一些顯而易見的原因是由于全套管上拔、導管提升鉤掛所致外,主要的原因是由于混凝土表面接近鋼筋籠底口,導管底口在鋼筋籠底口以下3m至以上1m時,混凝土灌注的速度(m3/min)過快,使混凝土下落沖出導管底口向上反沖,其頂托力大于鋼筋籠的重力時所致。

為了防止鋼筋籠上升,當導管底口低于鋼筋籠底部3m至高于鋼筋籠底1m之間,且混凝土表面在鋼筋籠底部上下1m之間時,應放慢混凝土灌注速度。允許的最大灌注速度與樁徑有關,當樁長為50m以內時可參考表1辦理。

在不是全樁長配筋的樁中,鋼筋籠上浮是最為常見的質量事故,造成上浮原因有二:

⑴混凝土品質差,易離析、初凝時間短、坍落度損失大的混凝土,都會使混凝土面上升或至鋼筋籠底端時,鋼筋籠難以插入而造成頂托上浮。或有時混凝土面升至鋼筋籠內一定高度,表層混凝土開始初凝,也會使其上浮。

⑵操作原因:

①鋼筋籠孔口固定不牢,稍受上沖力即引起上浮;或沒有固定好鋼筋籠,抗浮筋斷裂;

②混凝土面到達鋼筋籠底部時,導管埋深淺,灌注量大,混凝土對籠的上沖力過大;

③導管埋深過大。混凝土的上浮力變大,鋼筋籠就容易被托起。

④混凝土灌注速度太快,混凝土的上浮力大于鋼筋的自重;

⑤混凝土灌注時間太長,上部混凝土塑性降低或已初凝,結成硬殼,混凝土面上升時導致鋼筋籠上浮;

⑥灌注混凝土時,若鋼筋向一側移,或因導管不對中,提升導管時導管法蘭盤掛鋼筋籠而使鋼筋籠上浮;

3.2處理措施

對于由混凝土品質造成的上浮,應通過改善混凝土流動性能、初凝時間及灌注工藝等來予以避免。

對于由操作引起的上浮,在灌注混凝土時,當混凝土快要接觸鋼筋籠底時,應稍放慢灌注速度,或將導管適當地埋深(此時導管下口在籠下端以下),以減少混凝土面上沖的動力;當混凝土面已進入籠內一定高度后,則應提升導管到導管下口高于籠下端相當距離的地方。

3.3預防措施

一旦出現鋼筋籠有拱上趨勢,要將它抑止是困難的。因此,施工時要預先采取措施,使上述情況不致發生。根據國內外鉆孔樁水下混凝土施工的經驗,可采取以下措施防止鋼筋籠上浮:鋼筋籠下到設計標高后,將吊放鋼筋籠的四根鋼筋彎鉤焊(點焊)在護筒上,使骨架固定不動;也可用鋼筋(或鋼管)垂直地壓住鋼筋籠,將鋼筋(或鋼管)焊在孔口上,但須注意位置的垂直,以防骨架變形。鋼筋籠底部綁扎成井字型,并在兩旁各設置一塊厚度為10cm左右的混凝土塊;由導管注入的混凝土積壓在混凝土塊上,用混凝土的自重防止鋼筋拱上。對于下端需配筋的摩擦樁,可將少量主筋伸到孔底。這樣,當混凝土澆至上部鋼筋籠時,因下部主盤與混凝土間己有一定的粘結力,故可杜絕或減少鋼筋籠上浮。具體措施有:

(1)適當減少鋼筋籠下端的箍筋數量,可以減少混凝土向上的頂托力;

(2)鋼筋籠上端焊固在護筒上,可以承受部分頂托力,具有防止其上升的作用:

(3)在孔底設置直徑不小于主筋的1～2道加強環形筋,并以適當數量的牽引筋

牢固地焊接于鋼筋籠的底部,實踐證明對于克服鋼筋籠上升是行之有效的。

4坍孔

在灌注過程中如發現井孔護筒內水(泥漿)位忽然上升溢出護筒,隨即驟降并冒出氣泡,應懷疑是坍孔征象,可用測深儀探頭或測深錘探測。如測深錘原系停掛在混凝土表面上未取出的現被埋不能上提,或測深儀探頭測得的表面深度達不到原來的深度,相差很多,均可證實發生坍孔。

坍孔原因可能是護筒底腳周圍漏水,孔內水位降低,或在潮汐河流中漲潮時,孔內水位差減小,不能保持原有靜水壓力,以及由于護筒周圍堆放重物或機械振動等,均有可能引起坍孔。

發生坍孔后,應查明原因,采取相應的措施、如保持或加大水頭、移開重物、排除振動等,防止繼續坍孔。然后用吸泥機吸出坍入孔中的泥土;如不繼續坍孔,可恢復正常灌注。如坍孔仍不停止,坍塌部位較深,宜將導管拔出,將混凝土鉆開抓出,同時將鋼筋抓出,只求保存孔位,再以粘土摻砂礫回填,待回填土沉實時機成熟后,重新鉆孔成樁。

在松散粉砂土、淤泥或流砂層中鉆進時,控制進尺,選擇大比重、粘度、膠體率的優質泥漿;孔口坍塌的,回填重鉆或下鋼護筒至未坍處以下1m;孔內坍塌不嚴重的,可加大泥漿比重繼續鉆進,較嚴重的可回填砂石和粘土的混合物再鉆。

5灌短樁頭

5.1產生原因

灌注樁頂標高不足,一是施工控制不嚴,在未達到設計標高時混凝土停澆;另一種雖然標高達到設計值,因樁頂混凝土浮漿層較厚,鑿除浮漿層后出現樁頂標高不足。

⑴灌注將近結束時,漿渣過稠,用測深錘探測難于判斷漿渣或混凝土面,或由于測探錘太輕,沉不到混凝土表面,發生誤測,以致拔出導管終止灌注而造成短樁頭事故。

⑵灌注混凝土時,發生孔壁坍方,未被發覺,測深錘或測深儀探頭達不到混凝土表面,這種情況最危險,有時全程短數米。

5.2預防辦法及處理措施

⑴在灌注過程中必須注意是否發生坍孔的征象,如有坍孔,應按前述辦法處理后再續灌。

⑵測深錘不得低于規范規定的重力及形狀,如系泥漿相對密度較大的灌注樁必須取測深錘重力規定值。重錘即使在混凝土坍落度尚大時也可能沉入混凝土數十厘米,測深錯誤造成的后果只是導管埋入混凝土面的深度較實際的多數十厘米;而首批混凝土的坍落度到灌注后期會越來越小,重錘沉入混凝土的深度也會越來越小,測深還是能夠準確的。

⑶灌注將近結束時加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。

⑷采用熱敏電阻儀或感應探頭測深儀。

⑸采用鐵盒取樣器插入可疑層位取樣判別。

處理辦法可按具體情況參照前述接長護筒;或在原護筒里面或外面加設護筒,壓入已灌注的混凝土內,然后抽水、除渣,接澆普通混凝土;或用高壓水將泥渣和松軟層沖松,再用吸泥機將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈,重新下導管灌注水下混凝土。

6總結

本文主要介紹了水下混凝土灌注過程中常見的事故原因分析及其處理措施,包括導管進水、鋼筋籠浮起、坍孔等。發生事故后應清楚事故的性質和范圍,目的要明確,應有預定處理方案。處理要及時,防止留下隱患。對事故處理方法較多,選擇的處理方案要求安全可靠,經濟合理,施工方便,方法可靠;對未施工部分應提出預防和改進措施,防止事故的再次發生。

參考文獻:

[1]蒲智明.鉆孔灌注樁施工中若干問題的處理.山西建筑.2005.31(19):83-84.

[2]王伯惠,上官興.中國鉆孔灌注樁新發展.北京:人民交通出版社,1999.

[3]高大釗,趙春風,徐斌.樁基礎的設計方法與施工技術.北京:機械工業出版社,1999.

[4]劉利民.樁基工程理論進展與工程實踐.北京:中國建材工業出版社,2002.

[5]烏效鳴,胡郁樂.鉆井液與巖土工程漿液.武漢:中國地質大學出版社,2002.

[6]劉建,彭振斌.高強混凝土灌注樁新工藝及其應用.中南工業大學學報,1998,29(4):316-317.

摘要:水下混凝土灌注由于其施工的隱蔽性、工藝的復雜性和連續性,容易出現鋼筋籠浮起、坍孔等灌注施工事故,給工程帶來了極大的經濟損失與安全隱患。水下混凝土灌注施工質量是保證成樁質量的關鍵技術,因此,水下混凝土灌注施工質量問題,亟待探討、研究和解決。

關鍵詞:鉆孔灌注樁;水下混凝土;施工工藝