一、灌注方法

水下混凝土采用導(dǎo)管法灌注,導(dǎo)管采用內(nèi)徑280mm并裝有密封圈的螺紋連接導(dǎo)管,分節(jié)長0.5~2.5m,最下節(jié)長5.0m。導(dǎo)管在使用前組裝編號,并進(jìn)行水密、承壓、接頭抗拉試驗,確保導(dǎo)管的良好狀態(tài)。導(dǎo)管下放過程中保持其位置居中,軸線順直,平穩(wěn)沉放,防止卡掛鋼筋籠和碰撞孔壁,導(dǎo)管安裝時做好記錄。 灌注水下混凝土前,再次檢測孔底沉淀厚度,超過200mm應(yīng)進(jìn)行二次清孔,使孔底沉渣厚度符合規(guī)定。自檢合格后,報請監(jiān)理工程師檢驗,經(jīng)監(jiān)理工程師同意后,進(jìn)行混凝土灌注施工。 混凝土運至灌注現(xiàn)場后,檢查其和易性和坍落度,符合要求后,立即開始混凝土灌注,并快速連續(xù)進(jìn)行,不得中斷,灌注速度每小時不少于50m3。首批混凝土灌注采用6m3儲料斗,導(dǎo)管下口至孔底距離控制在25~40cm,導(dǎo)管初始埋置深度大于1.0m。 在整個灌注時間內(nèi),出料口應(yīng)埋入先前灌注的混凝土內(nèi)2~6m,以防止泥漿及水沖入管內(nèi)。吊車配料斗灌注完成首批封底混凝土后,6m3儲料斗換成1.5m3儲料斗,采用混凝土罐車直接灌注混凝土,以加快水下混凝土的灌注速度。灌注過程中經(jīng)常用測錘探測孔內(nèi)混凝土面的高度,及時調(diào)整導(dǎo)管埋深,導(dǎo)管緩慢提升,以免掛撞鋼筋籠。為保證樁頭質(zhì)量,混凝土灌注標(biāo)高比樁頂設(shè)計值高0.5~1.0m,在承臺施工前鑿除。施工時,指定專人填寫水下混凝土灌注記錄。 灌注混凝土?xí)r,溢出的泥漿引入適當(dāng)?shù)攸c處理,防止污染環(huán)境。

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二、常見問題導(dǎo)管進(jìn)水

1、主要原因

2、首批混凝土儲量不足,或雖然混凝土儲量已夠,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。

2.1導(dǎo)管接頭不嚴(yán),接頭間橡皮墊被導(dǎo)管高壓氣囊擠開,或焊縫破裂,水從接頭或焊縫中流入;導(dǎo)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。

2.2導(dǎo)管提升過猛,或測深出錯,導(dǎo)管底口超出原混凝土面、底口涌入泥水。

3、處理措施

為避免發(fā)生導(dǎo)管進(jìn)水,事前要采取相應(yīng)措施加以預(yù)防。萬一發(fā)生,要當(dāng)即查明事故原因,采取以下處理方法:

3.1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合物用反循環(huán)鉆機(jī)的鉆桿通過泥石泵吸出,或者用空氣吸泥機(jī)、水力吸泥機(jī)以及抓斗清出,不得已時需要將鋼筋籠提出采取復(fù)鉆清除。然后重新下放骨架、導(dǎo)管并投入足夠儲量的首批混凝土,重新灌注。

3.2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;或用原導(dǎo)管插入續(xù)灌,但灌注前均應(yīng)將進(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)的水抽干,才可繼續(xù)灌注混凝土。為防止抽水后導(dǎo)管外的泥水穿透原灌混凝土從導(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200cm。由于潛水泵不可能將導(dǎo)管內(nèi)的水全部抽干,續(xù)灌的混凝土配合比應(yīng)增加水泥量,提高稠度后灌入導(dǎo)管內(nèi),潛入前將導(dǎo)管進(jìn)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(fù)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(dǎo)管底部設(shè)置防水塞(應(yīng)使用混凝土特制),將導(dǎo)管重新插入混凝土內(nèi)(導(dǎo)管側(cè)面再加重力,以克服水的浮力)。導(dǎo)管內(nèi)裝灌混凝土后稍提導(dǎo)管,利用新混凝土自重將底塞壓出,然后繼續(xù)灌注。

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三、常見問題鋼筋籠浮起

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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dāng)導(dǎo)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(yīng)放慢混凝土灌注速度。允許的最大灌注速度與樁徑有關(guān),當(dāng)樁長為50m以內(nèi)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(zhì)量事故,造成上浮原因有二:

(1)混凝土品質(zhì)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;蛴袝r混凝土面升至鋼筋籠內(nèi)一定高度,表層混凝土開始初凝,也會使其上浮。

(2)操作原因:

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

② 混凝土面到達(dá)鋼筋籠底部時,導(dǎo)管埋深淺,灌注量大,混凝土對籠的上沖力過大;

③ 導(dǎo)管埋深過大;炷恋纳细×ψ兇螅摻罨\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(jié)成硬殼,混凝土面上升時導(dǎo)致鋼筋籠上;

⑥ 灌注混凝土?xí)r,若鋼筋向一側(cè)移,或因?qū)Ч懿粚χ校嵘龑?dǎo)管時導(dǎo)管法蘭盤掛鋼筋籠而使鋼筋籠上;

2、處理措施

對于由混凝土品質(zhì)造成的上浮,應(yīng)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?xí)r,當(dāng)混凝土快要接觸鋼筋籠底時,應(yīng)稍放慢灌注速度,或?qū)?dǎo)管適當(dāng)?shù)芈裆睿ù藭r導(dǎo)管下口在籠下端以下),以減少混凝土面上沖的動力;當(dāng)混凝土面已進(jìn)入籠內(nèi)一定高度后,則應(yīng)提升導(dǎo)管到導(dǎo)管下口高于籠下端相當(dāng)距離的地方。

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3、預(yù)防措施

一旦出現(xiàn)鋼筋籠有拱上趨勢,要將它抑止是困難的。因此,施工時要預(yù)先采取措施,使上述情況不致發(fā)生。根據(jù)國內(nèi)外鉆孔樁水下混凝土施工的經(jīng)驗,可采取以下措施防止鋼筋籠上。轰摻罨\下到設(shè)計標(biāo)高后,將吊放鋼筋籠的四根鋼筋彎鉤焊(點焊)在護(hù)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(shè)置一塊厚度為10cm左右的混凝土塊;由導(dǎo)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(dāng)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(jié)力,故可杜絕或減少鋼筋籠上浮。具體措施有:

(1)適當(dāng)減少鋼筋籠下端的箍筋數(shù)量,可以減少混凝土向上的頂托力;

(2)鋼筋籠上端焊固在護(hù)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(shè)置直徑不小于主筋的1~2道加強環(huán)形筋,并以適當(dāng)數(shù)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。

四、坍孔

在灌注過程中如發(fā)現(xiàn)井孔護(hù)筒內(nèi)水(泥漿)位忽然上升溢出護(hù)筒,隨即驟降并冒出氣泡,應(yīng)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(xiàn)被埋不能上提,或測深儀探頭測得的表面深度達(dá)不到原來的深度,相差很多,均可證實發(fā)生坍孔。

坍孔原因可能是護(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,孔內(nèi)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)械振動等,均有可能引起坍孔。

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、排除振動等,防止繼續(xù)坍孔。然后用吸泥機(jī)吸出坍入孔中的泥土;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,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(jī)成熟后,重新鉆孔成樁。

在松散粉砂土、淤泥或流砂層中鉆進(jìn)時,控制進(jìn)尺,選擇大比重、粘度、膠體率的優(yōu)質(zhì)泥漿;孔口坍塌的,回填重鉆或下鋼護(hù)筒至未坍處以下1m;孔內(nèi)坍塌不嚴(yán)重的,可加大泥漿比重繼續(xù)鉆進(jìn),較嚴(yán)重的可回填砂石和粘土的混合物再鉆。

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五、灌短樁頭

1、產(chǎn)生原因

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

(1)灌注將近結(jié)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(fā)生誤測,以致拔出導(dǎo)管終止灌注而造成短樁頭事故。

(2)灌注混凝土?xí)r,發(fā)生孔壁坍方,未被發(fā)覺,測深錘或測深儀探頭達(dá)不到混凝土表面,這種情況最危險,有時全程短數(shù)米。

2、預(yù)防辦法及處理措施

(1)在灌注過程中必須注意是否發(fā)生坍孔的征象,如有坍孔,應(yīng)按前述辦法處理后再續(xù)灌。

(2)測深錘不得低于規(guī)范規(guī)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(guī)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(shù)十厘米,測深錯誤造成的后果只是導(dǎo)管埋入混凝土面的深度較實際的多數(shù)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(zhǔn)確的。

(3)灌注將近結(jié)束時加清水稀釋泥漿并掏出部分沉淀土。

(4)采用熱敏電阻儀或感應(yīng)探頭測深儀。

(5)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(hù)筒;或在原護(hù)筒里面或外面加設(shè)護(hù)筒,壓入已灌注的混凝土內(nèi),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(jī)將混凝土表面上的泥漿沉渣吸除干凈,重新下導(dǎo)管灌注水下混凝土。