6.灌注混凝土施工质量监控
灌注混凝土前业主(监理)必须检测孔底0.5m以内的泥浆性能(相对密度1.03~1.1,含砂率小于等于2%,粘度小于等于17s~20s)。为提高混凝土灌注质量,灌注混凝土进度控制在混凝土初凝时间内,同时应合理的加快灌注速度,故应做好灌注前各项准备工作以及灌注期间各工序的密切配合工作。
导管使用前应检修、试拼装、并以0.6~1.0mpa水压力试压(此工艺应该在导管使用前先试压,并检查导管是否有漏水、弯曲等缺陷,合格后方可使用)。沉放导管时检查导管的连接是否牢固和密实,以免漏气、漏浆而影响灌注;确保导管底部至孔底间距在0.3~0.5m以利隔水栓顺利排出及灌注混凝土时挤出沉渣,桩径小于0.6m时可加大导管底部至孔底间距。导管在混凝土面的埋置深度一般应在2.0~5.0m不宜大于6.0m和小于2.0m,严禁把导管底端提出混凝土面,必须随时掌握混凝土面标高和导管埋入深度,为此应安排专人测量埋深及气其内外混凝土高差并记录。为避免钢筋笼上浮,在混凝土埋过钢筋笼底端3.0m以上后应及时将导管提至钢筋笼底端以上;当发现钢筋笼有上浮迹象,应立即停止灌注,在准确计算导管埋深和混凝土面标高并提升导管后再进行灌注。若有接桩,接桩模板必须拼装严密不漏浆并能顺利拆卸(为保证钻孔灌注桩桩基质量,可在接桩部位上下2.0m处的钢筋笼上预先设置4.0m长永久性比桩径小5mm的模板,在其上部套直接插入土层的可拆卸不漏浆密封模板),且不得使用油性脱模剂。
在进行混凝土施工时应针对不同浇注阶段采用相应施工措施:①首批混凝土应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面0.8m以下;混凝土因需量大、搅拌(运输)时间长而可能发生离析(可通过改善混凝土配比来减少离析程度,所以应严格复核配比及计量和测试管理,并及时编制原始资料和试件制作);首批混凝土在下落过程中易堵塞(因和易性变差、所受阻力变大),此时应加大设备的起重及供料能力、迅速向漏斗加混凝土后稍拉导管,使混凝土顺利下滑至孔底,随后进行的后续灌注应连续进行。②当后续混凝土灌注发生间歇性灌注时,漏斗中的混凝土下落后应牵动导管,并观察孔口反浆情况,直至不再反浆后再继续灌注混凝土。牵动导管的主要目的:一是加速后续混凝土下落。二是增强混凝土向周遍扩散,加强桩身与四周地层的有效结合,增大桩体摩擦阻力,同时加大混凝土与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。三是牵动导管使混凝土面上升的力度要适中,升降幅度不能过大,否则因混凝土冲刷孔壁可能导致孔壁下坠或坍落,尤其在砂层厚的地层易造成桩身夹泥砂。③在混凝土灌注后期,当灌注至距桩顶标高10.0m以内时,应及时将坍落度调小至(140±20)mm;另外应稍提漏斗增大落差,以提高桩身上部混凝土的密实度和抗压强度。控制好最后一次灌注量,使桩顶标高扣除凿余的泛浆高度后能满足暴露的桩顶混凝土达到设计强度值。
为避免钻孔灌注桩质量事故业主(监理)应督促施工方认真作好清孔,防止泥浆过稠及坍孔。开始浇注混凝土时尽量以积累的混凝土产生的冲击力克服泥浆阻力。为防堵管尽可能提高混凝土灌注速度并快速连续灌注,使混凝土和泥浆一直处于流动状态。严格按操作规程灌注混凝土及提升导管。灌注期间每灌注一车混凝土料(一般为9方料)应测1次混凝土面上升高度以确定每段桩体的充盈系数,桩身混凝土的充盈系数应大于1。每根灌注桩混凝土试块大于等于3组且至少有一组同条件试块。
7.当完成以上工序,等一个月(31天),混凝土桩达到养护强度之后就可以开始下一个工序了。
4.灌注水下混凝土常见事故分析与预防
浇注水下混凝土是灌注桩施工质量控制中最重要的一个环节。浇注水下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。本人结合近几年工程施工管理经验,对浇注灌注桩水下混凝土常见事故作一些分析并提出预防措施:
4.1桩底沉垫层过厚:桩基施工过程中,沉垫层过厚,首批混凝土很难使桩底沉渣浮到混凝土面上,沉垫层超过设计要求,将会降低桩的承载力;如以超深代替清孔,也会降低桩的承载力。钻孔达到要求深度后,应根据设计要求、钻孔方法、机具设备条件及土层情况采取适当方法进行清孔;在下完钢筋笼及导管后,应再次检查沉垫层厚度,如沉垫层超过设计要求,应进行二次清孔。
4.2首批混凝土未能将导管埋置到足够的深度:导管下口距孔底太高、漏斗底口隔水设施不可靠、首批混凝土数量过少等都能使首批混凝土未能将导管埋置到足够的深度。造成这种原因是检查不够认真或计算不准确,浇注首批混凝土前应认真检查,采用准确的测绳或测锤测量导管下口距孔底的距离,一般控制在0.25-0.40米;采用可靠的漏斗底口隔水设施,保证不漏混凝土;认真计算首批混凝土灌注量,初灌混凝土应满足导管的初次埋置深度(≥1米)。
4.3导管堵塞:混凝土灌注间隔时间过长,导管内混凝土接近初凝;导管埋置太深等都宜造成混凝土堵塞导管。灌注混凝土应快速连续灌注,并尽可能的缩短拆除导管的间隔时间,使混凝土和泥浆一直保持流动状态;随时测量导管的埋置深度,使导管不致埋置的太深,一般为2-6米,减小混凝土对导管的摩擦力,可防导管堵塞。混凝土配合比在执行过程中的误差也是发生导管堵塞现象的一个主要原因,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,使混凝土的初凝时间缩短,加大混凝土下落阻力而堵塞导管。
4.4导管漏水:导管使用前须做密封试验,检查导管是否漏水、弯曲等,发现问题要及时更换。浇注灌注过程中,应均匀向导管内灌注,当导管内混凝土不满时,更应徐徐地灌注,如突然灌注大量的混凝土,导管内空气不能马上排出,在导管内宜形成高压空气囊,可将两节导管间的橡皮垫压出,而使导管漏水。
4.5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,对混凝土浇注高度判断错误,而在卸管时多提,使导管提离混凝土面。对于第一种情况,如导管埋置的太浅,可用附着式振动器对导管进行振动,一般都可以使管内的混凝土灌注下去。对于第二种情况,必须严格按照规程用准确的测绳或测锤测量孔内混凝土表面高度(测定每个混凝土面应取两个以上的测点),并认真与灌注混凝土记录核对,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。灌注水下混凝土不太深时(3-4米),终止灌注,应马上提出导管进行处理,清理孔底混凝土后再重新进行混凝土灌注,不得已时需要将钢筋笼提出采取复钻清除原混凝土,不能强行灌注;若灌注的混凝土面距离水面不太大的情况下(小于5m),出现导管拔出混凝土无法灌注,混凝土未初凝时,在导管底部设置防水塞(应使用混凝土特制),将导管重新插入混凝土内(导管侧面再加重力,以克服水、泥浆的浮力),导管内装灌混凝土后稍提导管,利用新混凝土的自重将防水塞压出,然后继续灌注。
4.6导管被混凝土埋住: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,以及灌注间隔时间过长,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,很容易使导管被混凝土埋住。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,以免混凝土形成初凝。
4.7桩顶混凝土质量不符合要求:施工单位为节省混凝土,在灌注到桩顶时未预加一定的高度或预加的高度不够。灌注桩的桩顶混凝土是首批混凝土形成的,它从开始灌注到灌注结束,始终与泥浆接触,宜受到浸蚀;在灌注过程中还难免有泥浆、钻渣等物混入,其质量较差。灌注到桩顶时应比设计标高预加一定的高度,一般不小于0.5-1.0米,预加高度应在混凝土强度不高时凿除,并且必须凿除到质量符合要求的混凝土为止。
4.8灌注混凝土导致钢筋笼上浮:当混凝土灌注到钢筋笼底部时,应缓慢灌注混凝土,缓慢提升导管,减小混凝土对钢筋笼的顶托力。
4.9混凝土拌合物不符合要求:用料上优先采用中沙;级配较好的卵石;可采用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、硅酸盐水泥、普通水泥,水泥的初凝时间不宜早于2.5h,水泥的标号不宜低于32.5级。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。为提高混凝土拌合物的和易性,混凝土中宜掺加适量的外加剂、粉煤灰等材料。混凝土质量与所选材料、砂率、水灰比及外加剂有极大的关系,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。
3.4.2 混凝土灌注施工要点
⑴ 导管入孔前,应憋水检查密封情况,并准备充足的密封圈垫。
⑵ 开始浇注混凝土时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离为400mm。
⑶ 隔水栓用4股8号铁丝悬挂于导管内水面处,上端系在漏斗的立柱侧面上。
⑷ 漏斗与贮料斗应有足够的混凝土贮备量(7 m3),使导管首次埋置深度≥1.0m 和填充导管底部的需要 。
⑸ 施工过程中导管埋深值一般埋深宜为2~6m。
导管埋入混凝土深度越大,则混凝土扩散越均匀,密实性越好,基表面也越平坦,但埋入深度太大,混凝土在导管内流动不畅,容易堵管;反之,如埋深太浅,混凝土扩散不均匀,表面坡度也大,易于分散离析,影响质量。因此,施工时要随时注意防止导管拔出混凝土面造成断桩,也应避免埋管太深造成堵管事故。应设专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土浇注记录。
⑹ 为了减少隔水栓和混凝土沿导管下行时的阻力,先配制0.1~0.3m3的