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摘要:简要介绍西湾路项目溶洞发育区冲孔灌注桩水下浇注混凝土质量控制措施,供其它项目借鉴。
关键词:溶洞发育区;冲孔灌注桩;水下混凝土;质量控制
1.工程简介
1.1 工程概况
西湾路地块改造项目一期工程占地面积约10万m2,地下部分建筑面积8.9万m2,地上部分建筑面积38.5万m2,总建筑面积约47.5万m2,本工程拟建19栋22~31层住宅建筑,下设一至两层局部人防地下室,采用钢筋混凝土剪力墙结构,工程桩塔楼部分及两层地下室区域采用冲孔灌注桩。
1.2 工程地质特性
西湾路项目地处碎屑沉积岩及水相沉积岩交接位置,即位于泥质岩及粉砂质岩与石灰岩交界处,地质构造复杂,根据桩基础超前钻资料显示,本工程A1-A12栋范围为溶洞发育区,A13-A19栋范围为溶洞弱发育区,溶洞大概可分为3类,即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞(H>3m)、有充填物溶洞(全填充、半填充),溶洞见洞率高(如A8幢溶洞率91.8%;A9幢溶洞率95.7%),沙层较厚,不可预见性因素多。
2.灌注桩施工特点
灌注桩属于隐蔽工程,水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注,将孔内泥浆置换出来,成为混凝土桩,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中发生质量事故,小到塌孔、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以,必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,特别溶洞发育地区,如何做好水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节。
3.水下浇注混凝土质量控制措施
3.1 初灌未封底
桩底沉渣量过大,使初灌不能正常反浆,或导管距孔底太远,初灌量不够,没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查,采用正确的测绳与测锤;一次清孔后,不符合要求时,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、料斗大小而定,最高不超过0.5m。
3.2 导管堵塞
灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管,尽可能提高混凝土浇注速度,开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;浇注混凝土过程中,应匀速向导管料斗内灌注,如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出,可能导致堵管,若管内空气从导管底端排出,可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因,必须把好质量,混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差,导致堵管。导管使用后应及时冲洗,保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通,在下部提取导管上下振击,
3.3导管漏水
导管使用前须做密封试验,灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度,并加大混凝土埋深,使管内混凝土超出漏水处。
3.4导管拔出混凝土面
导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使混凝土强行流出,但如果此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏。灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面,必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时,终止浇注,重新成孔;
孔内混凝土面高度较高时,可以用二次导管插入法,即将导管底端加底盖阀,插入混凝土面1.0m左右,导管料斗内注满混凝土时,将导管提起约0.5m,底盖阀脱掉,即可继续进行水下浇注混凝土施工。
此方法使用时,必须由有经验的工程师现场指导,导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据,必须在事先正确确定。
提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;
3.5导管被混凝土埋住、卡死:
在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定,一般情况下,以2~6m为宜。
如果导管插入混凝土中的深度较大,供应混凝土间隔时间较长,且混凝土和易性稍差,极易发生“埋管”事故。
如果预料到不能及时供应混凝土(超过1h),混凝土运输距离远,交通堵塞等因素时,除混凝土中加缓凝剂外,导管插入混凝土中的深度不宜太小,据已往经验,以5~6m为宜,每隔15min左右,将导管上下活动几次,幅度以2.0m左右为宜,以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h,应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断,如果桩径较大,可以采用二次导管插入法处理,否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理,清除桩顶残渣,接钢筋笼,浇注混凝土至设计标高。
3.6钢筋笼上浮
当灌注到钢筋笼底部时,应缓慢放料,尽量减小导管埋深,减小对钢筋笼的冲力。
3.7混凝土拌制不符合要求
混凝土配合比中水灰比控制在0.5~0.6,砂率应在40%~50%,粗骨料最大粒径应小于40mm,混凝土坍落度控制在18~20cm,要有良好的流动性、和易性,用料上优先采用中粗沙,级配较好的卵石,矿渣硅酸盐水泥,避免使用普通硅酸盐水泥。
混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系,砂率小、粗骨料级配不好,搅拌出的混凝土极易离析,影响水下浇注混凝土质量。
在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关,所以一定要把好混凝土的质量关。
关键词:溶洞发育区;冲孔灌注桩;水下混凝土;质量控制
1.工程简介
1.1 工程概况
西湾路地块改造项目一期工程占地面积约10万m2,地下部分建筑面积8.9万m2,地上部分建筑面积38.5万m2,总建筑面积约47.5万m2,本工程拟建19栋22~31层住宅建筑,下设一至两层局部人防地下室,采用钢筋混凝土剪力墙结构,工程桩塔楼部分及两层地下室区域采用冲孔灌注桩。
1.2 工程地质特性
西湾路项目地处碎屑沉积岩及水相沉积岩交接位置,即位于泥质岩及粉砂质岩与石灰岩交界处,地质构造复杂,根据桩基础超前钻资料显示,本工程A1-A12栋范围为溶洞发育区,A13-A19栋范围为溶洞弱发育区,溶洞大概可分为3类,即空溶洞、多层溶洞、大型溶洞(H>3m)、有充填物溶洞(全填充、半填充),溶洞见洞率高(如A8幢溶洞率91.8%;A9幢溶洞率95.7%),沙层较厚,不可预见性因素多。
2.灌注桩施工特点
灌注桩属于隐蔽工程,水下浇注混凝土是用混凝土从孔底开始灌注,将孔内泥浆置换出来,成为混凝土桩,但由于影响灌注桩施工质量的因素很多,对其施工过程每一环节都必须要严格要求,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、护壁、钢筋笼的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不严,就会在灌注中发生质量事故,小到塌孔、缩颈,大到断桩报废,给国家财产造成重大损失,以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以,必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量,尽量避免发生事故及减少事故造成的损失,特别溶洞发育地区,如何做好水下浇注混凝土施工是灌注桩质量控制中最重要的一个环节。
3.水下浇注混凝土质量控制措施
3.1 初灌未封底
桩底沉渣量过大,使初灌不能正常反浆,或导管距孔底太远,初灌量不够,没有埋住导管。造成这种原因是检查不够认真,清孔不干净或没有进行二次清孔。认真检查,采用正确的测绳与测锤;一次清孔后,不符合要求时,要采取措施:如改善泥浆性能,延长清孔时间等进行清孔。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类、料斗大小而定,最高不超过0.5m。
3.2 导管堵塞
灌注时间过长,而上部砼已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注极为困难,造成堵管,尽可能提高混凝土浇注速度,开始浇砼时尽量积累大量砼,产生极大的冲击力可以克服泥浆阻力。快速连续浇注,使砼和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞;浇注混凝土过程中,应匀速向导管料斗内灌注,如突然灌注大量的混凝土导管内空气不能马上排出,可能导致堵管,若管内空气从导管底端排出,可能带动导管拔出混凝土面。混凝土的质量是堵塞导管的主要原因,必须把好质量,混凝土和易性不好或离析使石子聚集在一起流动性差,导致堵管。导管使用后应及时冲洗,保证导管内壁干净光滑。如发生堵管在导管上部可用钢筋疏通,在下部提取导管上下振击,
3.3导管漏水
导管使用前须做密封试验,灌注前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。在灌注过程中发现漏水应加快灌注速度,并加大混凝土埋深,使管内混凝土超出漏水处。
3.4导管拔出混凝土面
导管提漏有两种原因:a.当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使混凝土强行流出,但如果此时导管埋深很少,极易提漏。b.因泥浆过稠,在测量导管埋深时,对砼浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离砼面,也就产生提漏。灌注混凝土过程中,测定已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管埋深过小,出现拔脱提漏。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的坍土层误为混凝土表面。因此,必须严格按照规程用规定的测身锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。如误将导管拔出混凝土面,必须及时处理。孔内混凝土面高度较小时,终止浇注,重新成孔;
孔内混凝土面高度较高时,可以用二次导管插入法,即将导管底端加底盖阀,插入混凝土面1.0m左右,导管料斗内注满混凝土时,将导管提起约0.5m,底盖阀脱掉,即可继续进行水下浇注混凝土施工。
此方法使用时,必须由有经验的工程师现场指导,导管长度、吊预制混凝土球阀铁丝长度、铁丝抗拉强度、混凝土面实际位置等数据,必须在事先正确确定。
提升导管要准确可靠,灌注砼过程中随时测量导管埋深,并严格遵守操作规程;
3.5导管被混凝土埋住、卡死:
在灌注过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及灌注时间过长,导致已灌混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上导管采用已很落后而且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇注速度、孔内护壁泥浆状态来决定,一般情况下,以2~6m为宜。
如果导管插入混凝土中的深度较大,供应混凝土间隔时间较长,且混凝土和易性稍差,极易发生“埋管”事故。
如果预料到不能及时供应混凝土(超过1h),混凝土运输距离远,交通堵塞等因素时,除混凝土中加缓凝剂外,导管插入混凝土中的深度不宜太小,据已往经验,以5~6m为宜,每隔15min左右,将导管上下活动几次,幅度以2.0m左右为宜,以免使混凝土产生初凝假象。浇注混凝土中断超过2h,应判为断桩。卡管现象是混凝土配合比在执行过程中的误差大,使坍落度波动大,拌出混合料时稀时干。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管;坍落度过小或灌注时间过长,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而阻塞导管,都会导致卡管事故。所以严格控制混凝土配合比,缩短灌注时间,是减少和避免此类事故的重要措施。导管插入混凝土中拔不起来或被拔断,如果桩径较大,可以采用二次导管插入法处理,否则只能补桩、接桩。接桩一般用人工孔的办法处理,清除桩顶残渣,接钢筋笼,浇注混凝土至设计标高。
3.6钢筋笼上浮
当灌注到钢筋笼底部时,应缓慢放料,尽量减小导管埋深,减小对钢筋笼的冲力。
3.7混凝土拌制不符合要求
混凝土配合比中水灰比控制在0.5~0.6,砂率应在40%~50%,粗骨料最大粒径应小于40mm,混凝土坍落度控制在18~20cm,要有良好的流动性、和易性,用料上优先采用中粗沙,级配较好的卵石,矿渣硅酸盐水泥,避免使用普通硅酸盐水泥。
混凝土和易性与水泥品种、砂率有极大的关系,砂率小、粗骨料级配不好,搅拌出的混凝土极易离析,影响水下浇注混凝土质量。
在灌注中出现的种种事故有很多都和混凝土质量有关,所以一定要把好混凝土的质量关。