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大直徑灌注樁施工質(zhì)量控制
大直徑灌注樁單樁承載力高,樁身剛度大,除能承受較大的豎向荷載和水平荷載,有效地充當(dāng)坡地抗滑樁、堤岸支護(hù)樁以及地鐵或建筑物基坑開挖的支護(hù)樁,還可在基坑開挖后繼續(xù)作為地下室的永久性承重構(gòu)件使用。
一、灌注樁施工質(zhì)量缺陷和常見問題
1、混凝土強(qiáng)度不足如果澆筑的混凝土強(qiáng)度不足,澆筑過程中很容易出現(xiàn)縮頸和空洞缺陷,還可能產(chǎn)生樁身混凝土夾泥、離析現(xiàn)象,尤其在樁上部范圍。主要原因是施工現(xiàn)場未能嚴(yán)格控制混凝土配合比,導(dǎo)致混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。
2、單樁承載力不夠單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求會直接影響建筑物的使用安全,一般在測樁時(shí)可以發(fā)現(xiàn)。主要原因有兩條:
1)樁底沉渣。樁底沉渣對承載力的影響是重要因素,沉渣厚度大小決定樁的破壞方式。較厚沉渣中的單樁破壞方式以樁的“刺入破壞”為主,易造成樁端阻及側(cè)阻的損失,對樁的承載性能極為不利;
2)泥漿護(hù)壁導(dǎo)致孔壁上泥皮增厚。大直徑灌注樁泥皮厚度一般在1~2厘米。正常施工的樁泥皮較薄,固結(jié)硬化充分,含水量較低,抗剪強(qiáng)度較高。當(dāng)泥皮較厚時(shí),泥皮硬化不充分,抗剪強(qiáng)度降低,樁側(cè)土層強(qiáng)度不能正常發(fā)揮。
3、成孔的施工難點(diǎn)由于樁孔深、直徑大,且一般地層復(fù)雜,成孔時(shí)要穿越幾種不同的土層,使得實(shí)際施工時(shí)每個(gè)樁孔可預(yù)見性降低;有時(shí)挖孔要穿過潛水層,使成孔和護(hù)壁十分困難,因此人工成孔必須有可行的技術(shù)和安全保護(hù)措施。
在樁孔深度范圍內(nèi)大部分土層自身穩(wěn)定性較好,且無地下水時(shí)可采用分層開挖逐節(jié)支護(hù)的方法,挖土可用電動或人力葫蘆提出樁孔。由于圓形樁周邊受力均勻,護(hù)壁只承受徑向土壓力,設(shè)計(jì)時(shí)可利用圓形孔的拱作用,采用素混凝土形式,只要確定合理的護(hù)壁厚度即可。當(dāng)樁孔直徑較大時(shí),考慮護(hù)壁側(cè)向土壓力的不均勻分布所產(chǎn)生的彎矩,在護(hù)壁中配置鋼筋網(wǎng)片??紤]護(hù)壁的徑向抵抗能力的同時(shí),還要考慮其豎向維持能力,擴(kuò)底施工可能會造成護(hù)壁懸空,因而應(yīng)進(jìn)行護(hù)壁豎向防滑脫驗(yàn)算,并采取相應(yīng)措施。
擴(kuò)底是大直徑樁施工中難度大和帶有風(fēng)險(xiǎn)的工序,尤其在土層起伏變化較大的情況下,準(zhǔn)確地確定樁端持力層位置及擴(kuò)大部分土層性質(zhì),是保證擴(kuò)底施工的關(guān)鍵。擴(kuò)大頭部分土層為粘性土?xí)r,因土層穩(wěn)定性較好,按設(shè)計(jì)樁孔高度施工到擴(kuò)大頭部分后可采用特制液壓抓斗清理土層;擴(kuò)大頭部分為砂層時(shí),可采用高壓旋噴注漿技術(shù)進(jìn)行人工固結(jié)砂層,達(dá)到封閉承壓水,同時(shí)人為提高持力層承載力。
二、提高灌注樁施工質(zhì)量的措施
1、提高水下混凝土的強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度必須滿足樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。水下混凝土因施工條件限制,澆筑方法與干作業(yè)澆注不同,澆注過程中由于受水及泥漿雜質(zhì)等的影響,強(qiáng)度會受到一定程度的損失。另外水下混凝土澆注時(shí)不易搗實(shí),其密實(shí)性、均勻性均不及干作業(yè)澆注施工的混凝土,強(qiáng)度較低是必然的。因此,應(yīng)根據(jù)施工單位的技術(shù)水平和工藝水平,適當(dāng)提高灌注樁的混凝土施工配制強(qiáng)度。
2、縮短成孔、成樁時(shí)間成孔過程中,無論采用干作業(yè)的人工成孔還是有濕作業(yè)的機(jī)械成孔,應(yīng)注意控制成孔時(shí)間。對于機(jī)械成孔,應(yīng)正反循環(huán)交替使用,不同地層采用不同方法成孔,加強(qiáng)施工組織管理,合理選擇鉆進(jìn)參數(shù),使成孔成樁時(shí)間控制在72小時(shí)內(nèi)。混凝土澆灌應(yīng)采用連續(xù)澆注的方法,將泥漿在孔中停留時(shí)間控制在5小時(shí)內(nèi),盡量減小泥皮厚度。
3、提高混凝土的澆注質(zhì)量泥漿密度過低易引起塌孔,反之會引起孔壁泥皮厚度過大,因此一般在鉆孔過程中泥漿相對密度宜控制在1.10~1.25之間,兩次清渣時(shí)宜控制在1.10~1.18之間。要加強(qiáng)對混凝土的澆注管理,嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行震搗,確?;炷康拿軐?shí)度。
4、合理控制導(dǎo)管埋管深度澆注水下混凝土?xí)r,如果導(dǎo)管埋置深度過大,會導(dǎo)致混凝土出口壓力不夠,甚至引起出料困難;當(dāng)導(dǎo)管埋置深度過小時(shí),混凝土形成超壓,則可能將混凝土頂面沖翻,導(dǎo)致混凝土夾泥、離析等。因此應(yīng)合理控制導(dǎo)管埋管深度。另外在澆注過程中,還要始終嚴(yán)格控制好管內(nèi)混凝土表面至泥漿表面的高度,保證孔內(nèi)混凝土在澆注時(shí)能均勻緩慢上升,避免泥漿劇烈翻滾造成混凝土中泥夾層。
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