桥梁的灌注桩是地下隐蔽工程,影响其质量的因素很多,在桩基施工过程中,存在很多不可预见的因素,往往造成导管的埋深过大,导管抽拔不出,灌注过程中导管提升不动,或灌注完毕后导管拔不出,统称埋管。造成此类现象的原因是:导管埋入混凝土过深,或导管内外混凝土已初凝,使导管与混凝土问摩阻力过大,或因提管过猛将导管拉断。
施工中往往会出现导管埋管现象,由于导管在不同深度埋置,所以处理方法要根据现场情况进行处理,现在举例50m桩基导管埋置后常见的处理方法:
(1)在孔桩孔底以上5~6m灌注埋管时,那就直接使用吊车把钢筋笼提出,然后拔出导管并继续使用冲击钻打碎混凝土按照正常程序施工开钻到设计标高。
(2)距离孔口0~20m灌注埋管时,那就把混凝土面以上的导管拆卸,然后按照干桩灌法施工,注意导管口距离已灌混凝土面不得大干2m,振捣棒直接放入已灌混凝土面上,混凝土自由落体到达已灌混凝土面厚度达到50cm时,开始振捣混凝土并插入下层5cm,随着混凝土的灌入进行振捣。混凝土分层厚度不得大于50cm。注意预留虚桩头20~30cm。如果是水桩:就必须把泥浆抽干净,再拆卸已灌混凝土面以上的导管,把已灌混凝土面浮浆凿毛处理,保持干净,0~10m改成千灌法施工,10~20m改成干桩无水灌法施工,方法同上。
(3)距离孔口20~40m灌注埋管时,对于旱桩:方法同第二条进行处理,改成千桩无水灌法施工。对于水桩:初时可用链滑车、千斤顶试拔,如仍拔不出,凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况,可插入一直径稍小的护筒至已灌混凝土中,用吸泥机吸出混凝土表面泥渣,派潜水工下至混凝土表面,在水下将导管齐混凝土面切断,拔出小护筒,重新下导管灌注。此桩灌注完成后,上下断层问应予以补强。另一种方法是潜水人员可以直接下去把混凝土面齐平的导管、钢筋笼割掉,然后用冲击钻冲击已灌注的混凝土到设计标高,用磁铁把孔中砸碎的钢筋吸附出来,重新下钢筋笼,按照正常程序灌法施工混凝土。若埋管事故已发生,若桩径较小,潜水工无法下去工时,可在吸出混凝土表面上泥渣后,采用输送管直径100~150mm且水下连接一段钢管的混凝土泵,泵送余下的混凝土桩身。此桩灌注完成后,上下断层间应予以补强。
(4)补强方法:
桩内注浆法①当接桩位置较深,接桩处承受的弯矩不大时:另沿桩身再钻一个小孔,一个用作进浆孔,另一个用作出浆孔,孔深要求达到补强位置1m以下。用高压水泵向孔内压入清水,其泵压应大于20MPa。水流自下而上在缺陷段内进行喷射,喷管提升速度为10cm/min,旋转速度为20r/min,处理长度应为缺陷段上、下各延伸50cm。高压水将缺陷段内的软弱部分切割成泥浆状,当由一孔进行切割而另一孔有水溢出时,则可认定病害区已被打通,可换另外一孔重复操作直至全部打通;钻孔之间连通后,压入清水利用水循环将废渣排出桩体,当所有孔内水流变为清水,清渣工作结束。用压浆泵先压入水灰比为0.8的纯水泥浆,进浆口应用麻絮填堵在铁管周围,待孔内原有水从另一孔全部压出来之后,再用水灰比0.5的浓水泥浆(宜用52.5级水泥)压入。浓浆压入时应使其充分扩散,当浓浆从出浆口冒出时停止压浆,用碎石将出浆口封填,并以麻袋堵实。最后再用水灰比0.4的水泥浆压入,压力增大到0.7~0.8MPa时关闭进浆阀,稳压压浆20~25min,压浆补强工作结束。②当接桩位置不是很深,但也有一定深度,且该处需承受较大弯矩时,为了增加处理后的抗弯性能,则按照上述方法沿桩身钻的孔要大一些,穿过断面处要深一些。用高压水冲洗后,在钻孔内插入钢筋束或钢轨,然后压浆填满钻孔。钻孔数量及插筋量应与设计单位协商,征得设计单位的同意后方能实施。
(5)挖孔桩深度大于20m必须采用干桩无水灌注法施工方法。
具体施工方法:①安装导管:对人工挖孔桩采用导管法将干孔灌注和水下灌注施工工艺结合进行混凝土灌注,称无水水下灌注。采用丝扣式导管,内径为200~300mm,导管使用前进行水密承压试验和接头抗拉试验。导管的配置根据实际孔深配置,由于采用无水水下灌注工艺,保证混凝土出导管底口后垂直落差不大于2m,则导管配置长度=实际孔深-2m。导管采用吊车配合人工安装,导管安放时,人工配合扶稳使位置居钢筋笼中心,然后稳步沉放、防止卡挂钢筋笼。最后安装料斗,将导管固定卡在灌注架上。
②灌注第一车混凝土的坍落度控制为干孔灌注坍落度120~140mm,分层灌注混凝土并振捣,分层厚度为50cm。采用插入式振捣器有次序的振捣,振捣间距为振捣器作用半径的1.5倍,插入下层混凝土深度不小于5cm,每一振点振捣时间以20~30s为宜,一般以混凝土不再显著下沉,不出现气泡,开始泛浆时为准;
③第二车及以后混凝土的坍落度控制为水下灌注施工坍落度180~220mm,灌注时依靠混凝土自落冲击密实,无需人工对混凝土进行振捣,灌注过程中保证混凝土的和易性、坍落度及导管的埋设深度。混凝土的和易性不好容易产生浮浆,坍落度小和导管埋设深度不足会导致密实性不够,坍落度大会造成混凝土离析,影响砼强度。导管埋设深度相比水下灌注混凝土的标准2~6m可以适当加深,由于无泥浆护壁或清水护壁,混凝土翻出导管时受压力较小,增加导管埋设深度,使导管底口翻出混凝土与水下灌注时混凝土相同压力,保证混凝土自密效果不低于水下灌注。
④当混凝土灌注至桩顶以下5m时调整混凝土坍落度为干孔灌注坍落度120~140mm,将导管拔出距离混凝土面不得大于2m,采用人工分层振捣的方法进行灌注,分层厚度不大于30cm或插入式振捣器有效长度1.25倍,施工方法与第一步相同,一般浇筑混凝土面高程高出设计桩顶0.25cm,保证破除浮浆后至设计桩顶高程时为密实混凝土。
为防止此类事故的发生,应严格控制埋管深度,一般不得超过6~8m或三节管长,在导管上端安装附着式振捣器,拔管前或停灌时间较长时,均应适当振捣,使导管周围的混凝土不致过早初凝首批混凝土掺入缓凝剂,加速灌注速度导管接头螺栓事先应检查;提升导管时不可猛拔。
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