淺談鉆孔樁水泥混凝土施工
杜 良
在工程實(shí)踐當(dāng)中，鉆孔灌注樁的質(zhì)量問題大多集中在水下棍凝土灌注過程中(即成樁階段)，若處理不當(dāng)，勢必造成斷樁事故。成樁階段發(fā)生的質(zhì)量問題主要與下列四方面有關(guān)：(1)混凝土的質(zhì)量；(2)成孔質(zhì)量；(3)水下導(dǎo)管的控制；(4)混凝土的頂升阻力及其它外界條件。而這些影響因素又多是難以控制的。
現(xiàn)我在溫宿縣大小石峽水電站進(jìn)場道路工程中的協(xié)和拉交通橋及小石峽鋼橋鉆孔樁水下混凝土灌注的施工實(shí)踐，從混凝土、設(shè)備、成孔及灌注這四個(gè)方面簡要介紹鉆孔樁水下混凝土施工的要點(diǎn)。
1、水下混凝土的配斜
水下混凝土質(zhì)量的好壞，其關(guān)鍵是混凝土的配制。除要求檢查水下混凝土的強(qiáng)度、等級和材料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定外．重點(diǎn)應(yīng)檢查以下幾點(diǎn)是否符合施工要求：
(1)水泥可選用火山灰水泥、粉煤灰水泥、普通水泥或硅酸鹽水泥，使用礦渣水泥時(shí)應(yīng)采取防離析措施。水泥的初凝時(shí)間不宜早于2.5h，水泥的強(qiáng)度等級應(yīng)≥42.5。更不能采用早強(qiáng)型水泥。
(2)粗集料，不宜采用單級配碎石，集料的最大粒徑應(yīng)不大于導(dǎo)管內(nèi)徑的1/6～1／8和鋼筋最小凈距的1／4，同時(shí)應(yīng)>40mm。泵送砼應(yīng)≤30mm，扁平狀含量不應(yīng)超過規(guī)范規(guī)定值。
(3)細(xì)集料宜采用級配良好的中砂。為使混凝土有較好的和易性，混凝土的含砂率宜采用40%～50%。水下混凝土的水灰比可選用0.5～0.6。報(bào)據(jù)強(qiáng)度要求和選用水泥品種與標(biāo)號及施工中是否使用外加劑等，可適當(dāng)增大或減小水灰比。水灰比的確定必須經(jīng)過試驗(yàn)，以保證符合設(shè)計(jì)的試配強(qiáng)度和滿足施工規(guī)定的和易性。
(4)根據(jù)預(yù)定的混凝土灌注時(shí)間、氣溫、水泥種類、緩凝劑的性能等試驗(yàn)決定混凝土摻加緩凝劑的品種和比例，要做到真正達(dá)到延長混凝土初凝時(shí)間和保證混凝土強(qiáng)度的目的。同時(shí)注意使用緩凝劑的品種和用量對鋼筋的腐蝕作用。
(5)由于水下混凝土的整平和密實(shí)是靠混凝土自重下沉來完成的．因此，水下混凝土應(yīng)有良好的流動性和粘聚性。為使混凝土的和易性滿足施工工藝技術(shù)要求，一般要求坍落度控制在180～220mm，施工開始時(shí)可略小，結(jié)束時(shí)酌量放大，以使混凝土表面能自動坍平。
(6)水下混凝土的強(qiáng)度與耐久性有密切聯(lián)系。一般來說，當(dāng)水下混凝土的強(qiáng)度高時(shí)，其耐久性也好。水下混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥的標(biāo)號、水泥及水的用量、粗集料的種類和性質(zhì)及有無摻用外加劑等。根據(jù)有關(guān)資料和實(shí)踐證明，水下施工混凝土成品強(qiáng)度要比在空氣中的低。用取芯法取樣檢驗(yàn)，水下混凝土強(qiáng)度約為混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%左右．一般水下混凝土強(qiáng)度為空氣中的50%～90%。因此，水下混凝土的試配強(qiáng)度應(yīng)高于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的20%～30%。這一點(diǎn)應(yīng)有足夠的認(rèn)識和充分的估計(jì)，這也是保證混凝土質(zhì)量的有效措施。
2、設(shè)備檢修
機(jī)械設(shè)備的完好、配套．是保證水下混凝土灌注質(zhì)量的基本前提。機(jī)械設(shè)備的檢查重點(diǎn)在于；
(1)鉆孔樁灌注混凝土施工中，工地應(yīng)備有性能良好的備用發(fā)電機(jī)，防止斷電而延誤灌注時(shí)問，甚至造成斷樁事故。
(2)攪拌站要滿足混凝土連續(xù)灌注和控制灌注時(shí)間的需要�；炷�土攪拌機(jī)每次使用前應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查維修，確保灌注期間的正常使用�；炷�土拌和機(jī)宜采用強(qiáng)制式，其容量應(yīng)≥400L。
(3)水下混凝土一般用鋼導(dǎo)管灌注，導(dǎo)管內(nèi)徑為200～350mm，可根據(jù)樁徑大小而定。導(dǎo)管使用前必須進(jìn)行水密承壓和接頭抗拉試驗(yàn)，不得用壓氣試壓。進(jìn)行水密試驗(yàn)的水壓不應(yīng)小于孔內(nèi)水深1.3倍的壓力，也不應(yīng)大于導(dǎo)管壁和焊縫可能承受灌注混凝土?xí)r最大內(nèi)壓力p的1.3倍。
(4)鉆孔機(jī)帶爬斗或起重機(jī)配吊斗提灌混凝土，以及其他有關(guān)灌注機(jī)具，用前都要進(jìn)行檢查，確認(rèn)可靠后方可進(jìn)行混凝土灌注。
3、成孔檢測
鉆孔深度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)根據(jù)鉆進(jìn)方法對孔深、孔徑、孔位及傾斜度等項(xiàng)目進(jìn)行檢查，符合設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求后，方可進(jìn)行清孔；清孔方法有換漿、抽漿，掏渣、空壓機(jī)噴射砂漿置換等多種，不論采用何種方法，必須保證孔內(nèi)水頭，避免坍孔；清孔后應(yīng)從孔底提取泥漿試樣，進(jìn)行性能指標(biāo)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。灌注水下混凝土前，要嚴(yán)格測量孔底沉渣厚度，保證其滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。
4、水下混撮土的灌注
灌注水下混凝土是鉆孔樁施工的重要工序。在灌注混凝土前及灌注過程中，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下幾個(gè)方面：
(1)鋼筋籠加工及安裝要準(zhǔn)確、堅(jiān)固，下孔時(shí)分節(jié)焊接要豎直，籠和樁孔的中心要對應(yīng)．并設(shè)置定位筋，牢固定位。特別是設(shè)計(jì)未放到孔底的鋼筋籠，要注意吊環(huán)與吊鉤的強(qiáng)度及牢固性。一根樁的鋼筋籠若因焊接不豎直或縮孔等原因下不去，必須查明原因，進(jìn)行處理后再下籠，嚴(yán)禁沖擊下放。
(2)灌注混凝上前，應(yīng)再次測量孔底沉渣厚度、泥漿含砂率和泥漿比重，做到符臺設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求。首批灌注混凝土的數(shù)量應(yīng)能滿足導(dǎo)管首次埋深不小于1.0m和填充導(dǎo)管底部的需要。
(3)灌注混凝土的第一步是在導(dǎo)管中下入球塞，球塞初始位置應(yīng)是其頂面與導(dǎo)管內(nèi)的泥漿液面平齊。低于液面．則倒入的混凝土?xí)�有泥漿，高于液面，會產(chǎn)生氣阻或形成高壓氣囊而破壞導(dǎo)管接頭的密封圈造成泥漿泄露。
第二步是倒人少量水泥砂漿．?dāng)?shù)量視樁徑而定，緩緩下放球塞使砂漿全部進(jìn)入導(dǎo)管內(nèi)，停止下放球塞并向孔口料斗內(nèi)倒?jié)M混凝土，待吊運(yùn)料斗也裝滿并吊至孔口料斗上方后，剪斷固定球塞的鐵絲，開始灌注首批混凝土。吊運(yùn)料斗內(nèi)的混凝土放完后，繼續(xù)裝料、向孔口料斗內(nèi)倒料，倒料過程中．要控制倒料速度，避免滿管下放，而在導(dǎo)管內(nèi)形成氣囊。
為防止灌注過程混凝土沖擊鋼筋籠上升，當(dāng)灌注的混凝土頂面距鋼筋骨架底部約1.0m時(shí)，應(yīng)降低灌注速度。當(dāng)灌注的混凝土頂面上升至骨架底部約4 cm，提升導(dǎo)管，使導(dǎo)管下口高于骨架底部2.0m以上，即可恢復(fù)正常的灌注速度。混凝土面探測錘重隨孔的深度而定，但應(yīng)≥4.0kg。
(4)為了正確控制導(dǎo)管埋深，必須不斷測量混凝土面的上升位置，草率拆導(dǎo)管可能將導(dǎo)管下口拔出混凝土面或是埋深太小，再次灌注時(shí)易沖翻混凝土面，造成夾泥甚至斷樁。埋深應(yīng)控制在2～6m。在摻緩凝劑、灌注速度快、起重能力足夠的條件下，可酌情加大埋探，減少拆管次數(shù)。拆出導(dǎo)管的時(shí)間要短，一般控制在15min以內(nèi)。
(5)在灌注將結(jié)束時(shí)，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱高度�。�管內(nèi)壓力降低，而導(dǎo)管外的泥漿及所含的渣土稠度增加，相對密度增大。若在此時(shí)出現(xiàn)混凝土頂升困難，可在孔內(nèi)加水稀釋泥漿，并掏出部分沉淀土，使灌注順利進(jìn)行。拔出最后一段長導(dǎo)管時(shí)．應(yīng)緩慢進(jìn)行，以防樁頂沉淀的泥漿沿導(dǎo)管外壁擠入混凝土內(nèi)形成夾泥。
(6)為了保證樁頂質(zhì)量．灌注的樁頂標(biāo)高應(yīng)比設(shè)計(jì)高出一定高度(0.5～1.0m)。為減少以后鑿除樁頭的工作量，待灌注結(jié)束后，及時(shí)清除多余的一段樁頭．但應(yīng)保留0.1～0.2m．以便隨后修鑿，澆筑墩臺或承臺。

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