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水下澆注混凝土灌注樁灌注事故預(yù)防及處理
水下澆注混凝土灌注樁灌注事故預(yù)防及處理 灌注樁屬于隱蔽工程,但由于影響灌注樁施工質(zhì)量的因素很多,對其施工過程每一環(huán)節(jié)都必須要嚴(yán)格要求,對各種影響因素都必須有詳細(xì)的考慮,如地質(zhì)因素、鉆孔工藝、護(hù)壁、鋼筋籠的上浮、混凝土的配制、灌注等。若稍有不慎或措施不嚴(yán),就會(huì)在灌注中發(fā)生質(zhì)量事故,小到塌孔、縮頸,大到斷樁報(bào)廢,給國家財(cái)產(chǎn)造成重大損失,以致影響工期并對整個(gè)工程質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。所以,必須高度重視并嚴(yán)格控制鉆孔灌注樁的施工質(zhì)量,盡量避免發(fā)生事故及減少事故造成的損失,以利于工程的順利進(jìn)行。
水下澆注混凝土施工是灌注樁質(zhì)量控制中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
水下澆注混凝土是用混凝土從孔底開始灌注,將孔內(nèi)泥漿置換出來,成為混凝土樁;澆注過程中,應(yīng)及時(shí)掌握孔內(nèi)混凝土面上升的高度及導(dǎo)管插入深度,測定每個(gè)混凝土面位置應(yīng)取兩個(gè)以上的測點(diǎn),測繩受拉伸、濕度等因素影響,所標(biāo)長度變化較大,須經(jīng)常校正。
澆注混凝土必須連續(xù)進(jìn)行,否則先澆灌進(jìn)去的混凝土達(dá)到初凝,將阻止后澆灌的混凝土從導(dǎo)管中流出。施工中,混凝土澆注速度應(yīng)盡可能地快一些,終止?jié)沧⒒炷燎?須確定混凝土面真實(shí)高度,以見混凝土中粗骨料為準(zhǔn)。
對于誘發(fā)灌注事故的因素,必須在施工初期就徹底清除其隱患,同時(shí)又必須準(zhǔn)備相應(yīng)的對策,預(yù)防事故的發(fā)生或一旦發(fā)生事故及時(shí)采取補(bǔ)救措施。水下澆注混凝土經(jīng)常遇到的幾個(gè)工程事故原因預(yù)防及處理:
(1)初灌未封底:樁底沉渣量過大,使初灌不能正常反漿,或?qū)Ч芫嗫椎滋h(yuǎn),初灌量不夠沒有埋住導(dǎo)管。造成這種原因是檢查不夠認(rèn)真,清孔不干凈或沒有進(jìn)行二次清孔。認(rèn)真檢查,采用正確的測繩與測錘;一次清孔后,不符合要求時(shí),要采取措施:如改善泥漿性能,延長清孔時(shí)間等進(jìn)行清孔。在下完鋼筋籠后,再檢查沉渣量,如沉渣量超過規(guī)范要求,應(yīng)進(jìn)行二次清孔。導(dǎo)管底端距孔底高度依據(jù)樁徑、隔水閥種類、大小而定,最高不超過0.5m.
(2)導(dǎo)管堵塞:灌注時(shí)間過長,而上部砼已接近初凝,形成硬殼,而且隨時(shí)間增長,泥漿中殘?jiān)鼘⒉粩喑恋?從而加厚了積聚在砼表面的沉淀物,造成砼灌注極為困難,造成堵管,盡可能提高混凝土澆注速度,開始澆砼時(shí)盡量積累大量砼,產(chǎn)生極大的沖擊力可以克服泥漿阻力�？焖龠B續(xù)澆注,使砼和泥漿一直保持流動(dòng)狀態(tài),可防導(dǎo)管堵塞;澆注混凝土過程中,應(yīng)勻速向?qū)Ч芰隙穬?nèi)灌注,如突然灌注大量的混凝土導(dǎo)管內(nèi)空氣不能馬上排出,可能導(dǎo)致堵管,若管內(nèi)空氣從導(dǎo)管底端排出,可能帶動(dòng)導(dǎo)管拔出混凝土面。混凝土的質(zhì)量是堵塞導(dǎo)管的主要原因,必須把好質(zhì)量,混凝土和易性不好或離析使石子聚集在一起流動(dòng)性差,導(dǎo)致堵管。導(dǎo)管使用后應(yīng)及時(shí)沖洗,保證導(dǎo)管內(nèi)壁干凈光滑。如發(fā)生堵管在導(dǎo)管上部可用鋼筋疏通,在下部提取導(dǎo)管上下振擊,
(3)導(dǎo)管漏水:導(dǎo)管使用前須做密封試驗(yàn),灌注前檢查導(dǎo)管是否漏水、彎曲等缺陷,發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)更換。在灌注過程中發(fā)現(xiàn)漏水應(yīng)加快灌注速度,并加大混凝土埋深,使管內(nèi)混凝土超出漏水處。
(4)導(dǎo)管拔出混凝土面:導(dǎo)管提漏有兩種原因:a.當(dāng)導(dǎo)管堵塞時(shí),一般采用上下提振法,使混凝土強(qiáng)行流出,但如果此時(shí)導(dǎo)管埋深很少,極易提漏。b.因泥漿過稠,在測量導(dǎo)管埋深時(shí),對砼澆注高度判斷錯(cuò)誤,而在卸管時(shí)多提,使導(dǎo)管提離砼面,也就產(chǎn)生提漏。灌注混凝土過程中,測定已灌混凝土表面標(biāo)高出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致導(dǎo)管埋深過小,出現(xiàn)拔脫提漏。特別是灌注后期,易將泥漿中混合的坍土層誤為混凝土表面。因此,必須嚴(yán)格按照規(guī)程用規(guī)定的測身錘測量孔內(nèi)混凝土表面高度,并認(rèn)真核對,保證提升導(dǎo)管不出現(xiàn)失誤。如誤將導(dǎo)管拔出混凝土面,必須及時(shí)處理。孔內(nèi)混凝土面高度較小時(shí),終止?jié)沧?重新成孔;孔內(nèi)混凝土面高度較高時(shí),可以用二次導(dǎo)管插入法,其一是導(dǎo)管底端加底蓋閥,插入混凝土面1.0m左右,導(dǎo)管料斗內(nèi)注滿混凝土?xí)r,將導(dǎo)管提起約0.5m,底蓋閥脫掉,即可繼續(xù)進(jìn)行水下澆注混凝土施工。由于要克服泥漿對導(dǎo)管的浮力,混凝土面較深時(shí),不宜采用;
此方法使用時(shí),必須由有經(jīng)驗(yàn)的工程師現(xiàn)場指導(dǎo),導(dǎo)管長度、吊預(yù)制混凝土球閥鐵絲長度、鐵絲抗拉強(qiáng)度、混凝土面實(shí)際位置等數(shù)據(jù),必須在事先正確確定。
提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,灌注砼過程中隨時(shí)測量導(dǎo)管埋深,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程;
(5)導(dǎo)管被混凝土埋住、卡死:在灌注過程中,導(dǎo)管的埋置深度是一個(gè)重要的施工指標(biāo)。導(dǎo)管埋深過大,以及灌注時(shí)間過長,導(dǎo)致已灌混凝土流動(dòng)性降低,從而增大混凝土與導(dǎo)管壁的摩擦力,加上導(dǎo)管采用已很落后而且提升阻力很大的法蘭盤連接的導(dǎo)管,在提升時(shí)連接螺栓拉斷或?qū)Ч芷屏讯a(chǎn)生斷樁。導(dǎo)管插入混凝土中的深度應(yīng)根據(jù)攪拌混凝土的質(zhì)量、供應(yīng)速度、澆注速度、孔內(nèi)護(hù)壁泥漿狀態(tài)來決定,一般情況下,以2~6m為宜。
如果導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大,供應(yīng)混凝土間隔時(shí)間較長,且混凝土和易性稍差,極易發(fā)生“埋管”事故。
如果預(yù)料到不能及時(shí)供應(yīng)混凝土(超過1h),混凝土運(yùn)輸距離遠(yuǎn),交通堵塞等因素時(shí),除混凝土中加緩凝劑外,導(dǎo)管插入混凝土中的深度不宜太小,據(jù)已往經(jīng)驗(yàn),以5~6m為宜,每隔15min左右,將導(dǎo)管上下活動(dòng)幾次,幅度以2.0m左右為宜,以免使混凝土產(chǎn)生初凝假象。澆注混凝土中斷超過2h,應(yīng)判為斷樁。卡管現(xiàn)象是混凝土配合比在執(zhí)行過程中的誤差大,使坍落度波動(dòng)大,拌出混合料時(shí)稀時(shí)干。坍落度過大時(shí)會(huì)產(chǎn)生離析現(xiàn)象,使粗骨料相互擠壓阻塞導(dǎo)管;坍落度過小或灌注時(shí)間過長,使混凝土的初凝時(shí)間縮短,加大混凝土下落阻力而阻塞導(dǎo)管,都會(huì)導(dǎo)致卡管事故。所以嚴(yán)格控制混凝土配合比,縮短灌注時(shí)間,是減少和避免此類事故的重要措施。導(dǎo)管插入混凝土中拔不起來或被拔斷,如果樁徑較大,可以采用二次導(dǎo)管插入法處理,否則只能補(bǔ)樁、接樁。接樁一般用人工孔的辦法處理,清除樁頂殘?jiān)?接鋼筋籠,澆注混凝土至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
(6)鋼筋籠上浮:當(dāng)灌注到鋼筋籠底部時(shí),應(yīng)緩慢放料,盡量減小埋深,減小對導(dǎo)管的沖力。
(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,砂率應(yīng)在40%~50%,粗骨料最大粒徑應(yīng)小于40mm,混凝土坍落度控制在18~20cm,要有良好的流動(dòng)性、和易性,用料上優(yōu)先采用中粗沙,級配較好的卵石,礦渣硅酸鹽水泥,避免使用普通硅酸鹽水泥。
混凝土和易性與水泥品種、砂率有極大的關(guān)系,砂率小、粗骨料級配不好,攪拌出的混凝土極易離析,影響水下澆注混凝土質(zhì)量。
在灌注中出現(xiàn)的種種事故有很多都和混凝土質(zhì)量有關(guān),所以一定要把好混凝土的質(zhì)量關(guān)。
(8)樁頂空心:產(chǎn)生樁頂空心的因素有:導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大,混凝土坍落度小,樁頂空心呈不規(guī)則漏斗形,其深度、位置與導(dǎo)管拔出時(shí)的位置、樁頂混凝土狀態(tài)有關(guān)。導(dǎo)管埋得太深,拔出時(shí)底部已接近初凝,導(dǎo)管拔上后砼不能及時(shí)沖填,造成泥漿填入。
防止樁頂空心灌注結(jié)束前導(dǎo)管插入混凝土中深度不超過6.0m;灌注結(jié)束后,導(dǎo)管拔出混凝土之前,導(dǎo)管上下活動(dòng)幾次,幅度不超過50cm,或者用機(jī)械、人工振搗樁頂混凝土,時(shí)間不超過20s.盡可能縮短灌注時(shí)間,避免使樁頂混凝土產(chǎn)生假凝現(xiàn)象、降低樁頂混凝土的流動(dòng)性。
(9)樁身有夾渣、夾泥、蜂窩:澆注過程中,須不斷測定混凝土面上升高度,并根據(jù)混凝土供應(yīng)情況來確定拆卸導(dǎo)管的時(shí)間、長度,以免發(fā)生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。
泥漿過稠,如泥漿比重大且泥漿中含較大的泥塊,增加了澆注砼的阻力,因此,在施工中經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)管堵塞、流動(dòng)不暢等現(xiàn)象,有時(shí)甚至灌滿導(dǎo)管還是不行,最后只好提取導(dǎo)管上下振擊,由于導(dǎo)管內(nèi)儲存大量砼,一旦流出其勢甚猛,在砼流出導(dǎo)管后,即沖破泥漿最薄弱處急速返上,并將泥漿夾裹于樁內(nèi),造成夾泥層;
灌注砼過程中,因?qū)Ч苈┧驅(qū)Ч芴崧┒蜗虑蛞彩窃斐蓨A泥層的原因。
使砼面處于垂直頂升狀,不使浮漿、泥漿卷入砼是防治夾渣、夾泥、蜂窩的關(guān)鍵。
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