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浅析混凝土桩灌注过程控制
许洪陕西大秦建设集团有限责任公司
摘要:本文介绍了正常情况下混凝土桩的灌注过程,如何进行计算首批灌注混凝土的数量,并提出了如何解决混凝土桩灌注堵管问题,论述了特殊地质条件下超灌量大的混凝土桩的灌注过程和方法,从而保证混凝土桩的施工质量。
关键词:混凝土桩混凝土初凝时间灌注过程堵管
桩基础施工中,每根桩的灌注时间是其质量保证体系中的基本要素之一,灌注时间控制的好与否,直接影响灌注成败和桩身质量。《建筑桩基技术规范》中规定浇筑“水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇筑时间按初盘混凝土时间控制”;《桩基工程》一书中指出:为了保证质量,混凝土的初凝时间必须大于一根桩的灌注时间。有的工地规定,混凝土初凝时间要大于一根桩的灌注时间的两倍。下面根据工程钻孔桩灌注的实践经验予以说明。
一、正常情况下混凝土桩灌注过程
水下混凝土是靠自重灌注,靠重力和流动性密实,它的实质是将混凝土连续不断地送入导管,利用超压力推动混凝土沿桩孔向上运动,直至达到桩顶标高位置。一根桩的灌注过程是:首灌→续灌→终灌。
(一)首灌
首灌:先拌0.1m3~0.2m3的水泥砂浆,其目的:1)为了增强流动性;2)作为混凝土表面保护层。首先将水泥砂浆送入储料斗底部,紧接着将混凝土送入储料斗内,首批灌注混凝土的数量可以用公式V≥πD24(H1+H2)+πd24h1计算。其中,V为灌注首批混凝土所需数量,m3;D为桩孔直径,m;H1为桩孔底至导管底端间距,一般取0.4m;H2为导管初次埋置深度,m;d为导管内径,m;h1为桩孔内混凝土达到埋置深度H2时,导管内混凝土柱平衡导管外(或泥浆)压力所需的高度,m,即h1=HwYw/Yc,Hw为井孔内水或泥浆的深度,m,Yw为井孔内水或泥浆的重度,kN/m3,Yc为混凝土拌合物的重度,取24kN/m3。储足了首灌量(使导管一次埋深达0.8m以上的量)后,拉开储料斗“栓塞”,让首批混凝土冲入孔底,将孔底沉渣和泥浆“驱逐”到混凝土的上面去,然后要立即测量混凝土面高度,计算导管首次埋深。
(二)续灌
续灌:在首灌正常后,连续不断的灌注,当孔内导管达到一定埋深后(具体数字视施工中的具体情况而定),暂停送混凝土,立即快速拆除部分导管,然后再继续灌注。这里要特别指出:部分导管拆除后,导管在混凝土内埋深不得小于1.5m。这就要求施工中要准确地测量混凝土面高度,求出导管埋深和计算出拆除的导管节数。实际经验告诉我们,在现有施工条件下,不加缓凝剂时导管在混凝土内最大埋深宜控制在6m以内,加缓凝剂时导管在混凝土内最大埋深可控制在12m以内,因此桩孔越深,拆管次数越多。有两点是绝对不变的:1)初盘及以后几盘一定位于混凝土层上部,沉渣泥浆伏在其上;2)混凝土都是从导管底部出来沿桩孔向上部运动,而导管底部以下的混凝土层基本处于静止状态。
(三)终灌
终灌:在灌注将近结束时,导管内混凝土桩高度减小,而导管外泥浆重度增加,超压力降低,可能会出现混凝土密实度降低。为了确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上加灌一定高度,以便灌注结束后,将上段混凝土清除。增加高度可按孔深、成孔方式和清孔方法而定,一般不宜小于0.5m。
在拔出最后一节导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入形成泥心。终灌拆管前后桩孔内情况:初盘混凝土顺利上升到桩顶端,沉渣、泥浆就无法混入混凝土体内,桩身质量才能得到保证;初盘混凝土顺利上升到桩顶,才不会发生堵管事故。实际经验表明:为了保证顺利进行灌注,超压力不得小于75kN/m2。当导管埋深、泥浆高度、混凝土重度等因素确定以后,超压力就是一个“固定数”,做到超压力大于75kN/m2,是比较容易的事情。
(四)混凝土堵管原因及解决办法
发生混凝土堵管的根本原因,常常是初