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行业知识
水下混凝土灌注施工要点
添加时间:2013-09-25    阅读次数:1142
现阶段桩基水下混凝土灌注桩工程的施工通常采用导管法进行施工。其原理混凝土拌和物是在一定的落差压力作用下,通过密封连接的导管进入到初期灌注的混凝土下面,顶托着初期灌注的混凝土及其上面的泥浆逐步上升,形成连续密实的混凝土桩身。导管法施工技术要求非常严格,为使水下混凝土灌注桩施工质量得以保证,必须要从施工设备、混凝土配制、灌注等几方面加以控制,以提高水下施工质量。
第一、对施工设备质量要严格要求混凝土灌注所需施工设备、机具要求配套并且性能完好。这是保证灌注水下混凝土质量的基本前提。
1)施工现场要有备用发电机,要保证备用发电机性能良好,足以应付施工过程中可能发生的断电情况,这样可以防止灌注时间延误,避免造成断桩事故。
2)注意混凝土拌和机类型的选择,宜选用大容量拌和机,在数量上可以保证混凝土的连续灌注。对混凝土拌和机在每次使用前都应进行认真的检查维修。
3)导管是灌注水下混凝土的重要工具,其直径大小要根据灌注混凝土骨料级配要求进行选择。要求导管应具备足够的强度和刚度、且密封性良好,管壁光滑、导管平直,无穿孔裂纹,导管接口处应有弹性密封垫圈。如果导管接头密封不严,焊缝破裂,水从接头或焊缝中浸入会引起事故,因此施工之前须要进行水密、承压和接头抗拉试验。
4)储料斗、漏斗、溜槽以及其他有关灌注机具使用前都应进行检查,以保证施工安全和施工质量。同时,储料斗的大小要满足首次封底混凝土存储数量的要求。
第二、严格控制混凝土的配合比水下混凝土的强度、等级和材料应符合设计要求和《水工混凝土施工规范》(DL/T5144-2001)的规定。选用骨料要重点注意以下几点:
1)水泥一般选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,初凝时间宜不早于1.5h,宜选用标号在P.O32.5以上的水泥。所选的水泥品种应通过初凝时间和抗压强度试验。要注意水泥的用量要达到规范规定的标准。
2)粗骨料宜选用坚硬的碎石,碎石采用反击破设备加工。骨料最大粒径不应大于导管直径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,同时粒径在40mm以内。粗骨料的级配应保证混凝土具有良好的和易性。细骨料宜采用级配良好的中、粗砂。混凝土的含砂率一般为45%~50%,水灰比宜采用0.5~0.6。
3)为提高和易性,混凝土中宜掺入外加剂,水下混凝土常用的外加剂有减水剂、缓凝剂等,掺入外加剂前,必须经过实验,以确定外加剂的使用种类、掺入量和掺入程序。总之,混凝土的配合比必须与导管灌注水下混凝土相适应。合适的配合比应使混凝土具有足够的可塑性和粘聚性,易于在导管中流动而又不易离析。而且一般来说,当水下混凝土的强度高时,其耐久性也好。因而要从水泥标号的选择、水泥及水的用量比例、骨料的种类和性质及掺用外加剂等几个方面考虑来保证混凝土质量。而且要保证混凝土的级配强度应高于设计强度。混凝土搅拌时间要适宜,要搅拌均匀,如混凝土搅拌和输送过程中,出现不均匀或离析泌水现象,流动性差时,要严禁使用。
第三、加强灌注施工工艺灌注水下混凝土是混凝土桩施工的重要环节。在灌注混凝土过程中,应重点注意以下几点:
1)钢筋笼和钻孔的中心要对应,定位要准确。如果是不放到孔底的钢筋笼,要特别注意吊环、吊钩的强度及牢固性。钢筋笼吊放时要保持轴线顺直,位置居中,严禁碰撞孔壁,以免产生坍孔。同时,钢筋笼在精确就位后必须进行加固,防止浮笼或移位,钢筋笼安放到位后安设导管,导管尽量放置在孔中心,同时在水下混凝土灌注过程中拆除导管时要保证竖直吊拆不晃动,缓慢进行。
2)在灌首批混凝土之前最好先配制0.1~0.3m3水泥砂浆放入滑阀以上的导管和漏斗中,然后再放入混凝土,确认初灌量备足后,即可打开封闭阀,灌入首批混凝土进行封底,混凝土封底时,导管埋深控制在1.5m左右。
3)注意首批混凝土量必须满足导管埋深不能小于1.5m,所以漏斗和储料斗及漏斗和输送泵的混凝土储存数量要充足。根据导管内混凝土压力与管外水压力平衡的原则,导管内混凝土必须保持的最小高度为:Hd=RwHw/Rc。而管中混凝土的体积就应为Vd=πd2•Hd/4(d为导管直径)。首批混凝土若埋深不足,混凝土下灌后不能埋没导管底口,会导致泥水从导管底口进入。如果出现这种导管入水现象应立即将导管提出,将散落在孔底的混凝土拌合物用空气吸泥机或抓斗机清出,然后重新下导管灌注。
4)首批混凝土灌注正常后,必须连续进行,不得中断。否则先灌入的混凝土达到初凝,将阻止后灌入的混凝土从导管中流出,造成断桩。同时在灌注过程中,应经常用测锤探测混凝土面的上升高度,确认导管埋深,并适时提升、逐级拆卸导管,保持导管的合理埋深。此时要注意,混凝土灌注过程中出现不返出浆时可以适当缓慢向上提拔震动导管,迫使混凝土灌注。当混凝土接近钢筋笼时,宜使导管埋得较深。要注意正确控制导管埋深,如果导管埋人混凝土过深,易使导管与混凝土间摩擦阻力过大,致使导管无法拔出造成事故。而提管过程中要缓缓上提,如过猛易使导管被拉断。所以埋管深度一般应控制在2到6m,或使用附着式震捣器,使导管周围的混凝土不致过早的初凝。同时应注意灌注速度。
5)为确保桩顶质量,在桩顶设计标高以上应加灌0.5~0.8m高度,待桩顶混凝土强度达到设计强度70%时,将其凿除。在灌注将近结束时,如出现混凝土顶升困难,可在孔内加水稀释泥浆,将部分沉淀土掏出,使灌注工作顺利进行。在拔出最后一段长导管时,拔管速度要慢,以防止桩顶沉淀的泥浆挤入导管下形成泥心。以上是灌注混凝土时易出现问题的各个基本步骤,同时要注意其他一些事项。比如混凝土拌制后,应在1.5h之内尽量灌注完毕。再如清孔须彻底,如果清孔不彻底会造成混凝土中夹泥;又如在灌注过程中,当导管内混凝土不满含有空气时,后续混凝土宜通过滑槽徐徐流入漏斗和导管,不得将混凝土整斗从上面倾入管内,以免在导管内形成高压气囊,挤出管节间的橡胶垫而使导管漏水。混凝土灌注时要分工明确,密切配合,统一指挥,快速、连续施工。一气呵成、快速灌注成功的桩往往质量比较好,否则容易出现质量问题。因此,水下混凝土灌注桩质量的提高,需要建筑施工、监理、验收各个环节共同协作来保证。不仅要在设计上提出科学方案,灌注时提高水下施工质量,验收时也要认真对待。对于质量差、无法利用的桩要提出补桩或其它措施。成桩的质量关系到整个工程的质量,绝对不能忽视。上述几点要点施工控制水下混凝土施工质量的关键要素,再次提出以便共同研究细化,确保施工质量,由于水平有限,望各专家提出斧正。