人工挖孔桩混凝土离析探讨.doc

专业技术论文人工挖孔桩混凝土离析探讨人工挖孔桩混凝土离析探讨 一、 工程概况江西省泰和至赣州段高速公路C4-2合同段有棚下特大桥、木得仙大桥两大构造物归桥梁队施工。两座桥梁路面宽度均为26.00米，按上、下行分离的双幅独立桥设计。上部结构为：40米预应力T梁先简支后连续结构；下部结构为：两柱式桥墩，桥台为柱式台；基础为：砼灌注桩基础。二、 桩基概况桩基直径为2.0米，设计强度为C25。棚下特大桥共有14排墩位，木得仙共有6排墩位，每排墩位有4根桩基，则两桥合计共有80根桩基。由于分包队伍只有两台钻机，后因工期紧迫，而设备投入有限，于是采用人工挖孔灌注。两桥所处位置的地质特点复杂多变，孤石、夹层存在较多，平均设计桩长均达到37米，设计单位代表到现场经考查后提出了原则：随着地质变化桩尖嵌岩至少应按2倍D来控制，（D为桩基直径）。应检测单位要求，在桩基钢筋笼制作时在圆周的三等分点处预埋30镀锌管，镀锌管在桩底一侧用铁板焊密封，整根镀锌管不得堵塞，以便日后能做超声波检测。三、 桩基施工及桩基检测离析现象在测量放样后进行桩基开挖，考虑到安全问题，现场采用开挖下沉一节浇注一节的现浇砼护壁，高度控制在一节为一米。挖孔工人必须配带安全帽、安全绳。提取土渣的吊桶、吊钩、钢丝绳、卷扬机等机具做到每天开工和收工时都要检查。孔口罩盖完后才能收工。在孔深超过10米，采用鼓风机进行机械通风。在挖孔的过程中，尤其是在按近孔底时，孔内经常会碰到岩石，根据以往施工经验，经探讨分析后认为可以采用浅眼爆破法，严格控制炸药用量，并在炮眼附近加强支撑和护壁，以防震塌孔壁。当孔挖到设计深度时，交底工人要把桩底凿成水平状，并清除孔底的松土、沉渣、杂物，从开挖出的矿渣报清业主、设计、监理等单位复查认可准备下放钢筋笼、浇灌砼。下放钢筋笼之后，便开始砼的浇灌。砼的浇灌用300的导管。导管用装有垫圈的法兰盘连接管节。在灌注砼开始时，导管底部至孔底留有250400的空间。首批灌注砼的数量要满足导管初次埋置深度（1.0m）和填充导管底部间隙的需要。在整个灌注时间内，导管出料口应伸入先前灌注的砼内至少2米，以防止地下水等冲入导管内，且不大于6米，以防止砼初凝及出料口压力太大砼灌注不下去。经常检查量测孔内砼面层的高程，及时调整导管出料口与砼表面的相应位置，并始终予以严密监视，导管应在无水进入的状态下填充。管底在任何时候，应在砼顶面以下2米。输送到桩中的砼，应一次连续性灌注。桩顶2米以下的砼利用其自由坠落捣实，在此线以上的砼用振捣器捣实。在灌注砼的过程中，孔底及孔壁有渗入地下水。在桩基浇灌砼7天以后，检测单位用超声波进行了检测，在预埋的镀锌管里装满清水，在桩底3米内数据采集频率为每10一次，桩底3米以上则是每30一次。从检测单位提供的检测报告分析，有好多根桩基存在波形图突变明显，报告说明桩基中部砼离析及桩底沉渣，砼强度不稳定。经业主及监理单位决定，对有问题的桩基进行钻孔取芯检测，钻取的芯样用事实证明了超声波检测的正确性。即离析处的砼松散，未离析处的砼气泡较多。这给工程、工期等带来了很多不必要的麻烦。四、 原因分析及采取的措施针对桩基中部砼离析及桩底沉渣现象，经分析有以下几个原因：1、 地下水的冲洗。在浇灌砼的过程中，自孔底及孔壁有渗入地下水，其上升速度较快（6/min），且分包队伍砼搅拌及输送能力有限，使得砼浇灌速度较小，地下水的上涨速度大于砼的浇灌速度，砼对孔壁的侧压力不能大于渗水压力，使得已浇灌的砼在地下水的浸泡下水泥浆被冲洗，砼产生严重离析，强度因此下降。这是桩基离析的主要原因之一。2、 分包队伍偷工减料。从现场看浇灌到桩基中的砼水泥含量极少，就连外观色泽观看，砼都还是白色的。粗集料及细集料泥块含量高、含泥量较大且杂质较多，使得砼的强度上不去，这是桩基离析的另一个主要原因。且粗骨料级配较差，石子粒径严重超标，这就造成浇灌砼过程中堵管及砼浇灌不下去。3、 民工的素质及责任心不强。在开挖到设计深度后，由于民工的素质及责任心不强，曾检查出在桩底有许多的矿渣没有清除及木棒和挖孔过程中掉到孔内的杂物等。这是造成桩底沉渣的主要原因。经以上分析后，采取了以下措施：1、 加大投入。增加了3台抽水泵，及时排除地下水；增加砼的搅拌能力及输送能力，增加1套砼搅拌设备及砼运输车辆2部。确保砼浇灌速度大于地下水的上涨速度。并清除已被污染过的砼，直到落出新鲜的砼为止，并按初灌量进行继续浇灌。2、 加强试验室对后台砼搅拌生产的监管。试验室主要从水泥、粗骨料和细集料等方面加以控制。灌注的砼所用水泥标号应不低于325号，其初凝时间不早于2.5小时，且水泥用量应不少于350Kg/m3，粗集料宜优先选用卵石，或采用级配良好的碎石，集料粒不得大于导管内径的1/8及钢筋最小净距的1/4，同时不得大于40。细集料采用级配良好的中砂，且砼的含砂率宜为40%50%，塌落度控制在170190，水灰比宜为0.40.5。3、 加强对民工的技术交底及检查力度。在终孔后砼浇灌前都要进行下孔检查，发现问题及时整改解决。并对屡教不改的毛病加大处罚力度，责任到人。经过努力再没有出现因桩底沉渣而出现的质量事故。4、 对问题桩的处理。对问题桩采取进行压浆补强的办法进行补救，利用已有钻孔取芯的钻孔，采用压浆设备对已离析的砼面先进行高压循环清洗，清洗完之后再对清洗面进行循环高压压浆补强，浆液采用高强度水泥浆，并在浆液中加入膨胀剂，以提高补强效果。五、 结束语经过技术改进及采取措施后，人工挖孔桩出现质量事故的情况大大减少了。对问题桩的补强，经检测单位检测确认，补强后的桩为可用，并抢回了工期。采用人工挖孔桩由于安全性比较不能保证，主要是容易发生塌孔、物体坠落伤人及人员中毒事件，工人的劳动强度也较大，工作环境较恶劣，国外的工程已基本上不采用此法。随着我国政府“以人为本”施政理念的贯彻实施，法律法规的健全完善及加入世贸组织引入竞争机制，桩基施工的技术将不断提高，相信人工挖孔桩这种较落后的施工工艺将逐渐淡出市场。但由于采用此法施工，具有设备简易、