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關(guān)鍵詞:港口;施工;鉆孔灌注樁
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1.主體施工項目和具體方法
1.1碼頭主體工程
(1)樁基礎(chǔ)工程:①鋼筋砼鉆孔灌注樁 成孔;安裝鋼筋籠;(如鋼筋籠過長時,分段吊放,焊接時,可先將下段掛在孔內(nèi),吊高第二段進(jìn)行焊接,逐段焊接,逐段放下,吊入后校正位置垂直,勿使扭曲變形。)清孔;混凝土澆筑:采用垂直導(dǎo)管水下澆筑混凝土的方法。②挖孔樁 挖孔樁,在開工之前,要做好支護(hù)設(shè)計方案;挖孔:挖土由人工從上至下逐層進(jìn)行,遇到堅硬風(fēng)化巖時,采用風(fēng)炮機(jī)輔助進(jìn)行;綁扎鋼筋:鋼筋籠外形尺寸要控制好,防止鋼筋籠扭曲變形;混凝土澆筑:下料采用混凝土導(dǎo)管,砼要垂直灌入樁孔內(nèi),避免砼沖擊孔壁造成塌方。砼要連續(xù)分層澆筑,每層厚度不超過 50cm,并用插入式振搗器振密實后,才進(jìn)行下一層混凝土的施工,直至樁頂。在混凝土初凝時抹壓平整,避免出現(xiàn)干縮裂縫,表面的深度漿層鑿除,保證上部承臺或底板的良好連接。③砼預(yù)制管樁 砼預(yù)制管樁的采購、運(yùn)輸及堆放,應(yīng)按規(guī)格樁號分層疊置在平整、堅實的地面上,堆放層數(shù)小于四層;錘擊法沉樁;接樁。
(2)模板工程
(3)鋼筋工程:①準(zhǔn)備工作:核對成品鋼筋的鋼號,直徑、形狀、尺寸和數(shù)量等是否與料單料牌相符。如有錯漏,應(yīng)糾正增補(bǔ)。準(zhǔn)備綁扎用的鐵絲,綁扎工具(如鋼筋鉤、帶板口的小橇棍),綁扎架等。準(zhǔn)備控制混凝土保護(hù)層用的水泥砂漿墊塊。②樁帽鋼筋:四周兩行鋼筋交叉點應(yīng)每點扎牢,中間部分交叉點可相隔交錯扎牢,但必須保證受力鋼筋不移位。③水平系梁鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層排列時,兩排鋼筋之間應(yīng)墊以直徑≥25mm 的短鋼筋,以保持其設(shè)計距離。箍筋的接頭(彎鉤疊合處)應(yīng)交錯布置在兩根架立鋼筋上。④柱鋼筋:柱中的豎向鋼筋搭接時,角部鋼筋的彎鉤應(yīng)與模板成 45°角,箍筋的接頭應(yīng)成交錯布置在四角縱向鋼筋上,箍筋轉(zhuǎn)角與縱向鋼筋交叉點均應(yīng)扎牢,綁扎箍筋時綁扣相互間應(yīng)成八字形。⑤梁與板鋼筋:縱向受力鋼筋采用雙層或多層排列時,每層之間應(yīng)用≥25mm 的短鋼筋隔離,箍筋的接頭應(yīng)交錯布置在在兩根架立鋼筋上,其余同柱口板的鋼筋網(wǎng)綁扎與基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)綁扎相同,但應(yīng)注意上部的負(fù)筋,在澆搗砼時,防止被踩下。
(4)砼工程:①準(zhǔn)備工作:根據(jù)設(shè)計圖紙各部位混凝土標(biāo)號,送樣到檢測中心做混凝土配合比設(shè)計和各項原材料技術(shù)性能檢測。根據(jù)澆搗砼方量做好原材料采購工作。②混凝土拌合采用現(xiàn)場攪拌站拌合,用混凝土運(yùn)輸車送到各施工現(xiàn)場澆搗點。③混凝土澆搗時,嚴(yán)格按照施工規(guī)范施工,柱澆筑時,分層鋪筑,每層鋪筑厚度不宜超過 50cm,并用插入式振搗器振搗密實后才進(jìn)行下一層砼的鋪筑。梁板澆筑采用趕漿法,由一端開始,用振搗器振搗并將砼漿向前趕,梁板砼一次性連續(xù)澆完,不留施工縫,振搗完畢后用木抹子抹平,其上面沒有其他結(jié)構(gòu)的部位,在砼初凝時用鐵抹尺子抹平收光。④混凝土澆搗完畢達(dá)到終凝后,淋水養(yǎng)護(hù) 14 晝夜,使混凝土表面保持濕潤,不得出現(xiàn)時干時濕的現(xiàn)場。
1.2清港池工程施工方法:
(1)碼頭主體內(nèi)港池用挖掘機(jī)清理。當(dāng)樁基礎(chǔ)完成后,用挖掘機(jī)根據(jù)設(shè)計圖紙高程進(jìn)行,泥漿用自卸汽車運(yùn)至業(yè)主指定的棄土場堆放。(2)碼頭主體外側(cè)港池在主體施工過程中,用抓斗式挖泥船清理,泥砂用運(yùn)泥船運(yùn)到業(yè)主指定的棄土回填場。用抓斗式清挖時,一定要按照擬定線路進(jìn)行,挖掘時,分層開挖,條與條之間重疊開挖,避免出現(xiàn)漏挖和欠挖。(3)水下鉆孔爆破施工,碼頭前沿部位港池,有一部分強(qiáng)風(fēng)化泥巖必須清理,根據(jù)地質(zhì)資料顯示,用挖泥船和挖掘機(jī)無法施工,準(zhǔn)備采用水下鉆孔爆破施工。在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工前,用挖掘船將河床上部泥砂清理,在工作船上鉆孔,埋設(shè)藥包,用電雷管引爆。當(dāng)爆破完成后,用抓斗式挖泥船清理石碴,運(yùn)泥船運(yùn)到業(yè)主指定的棄土回填場。港池驗收采用硬式掃床的驗收方法,測出掃床軌跡圖,如發(fā)現(xiàn)欠挖的地方,立即進(jìn)行返工,直至達(dá)到設(shè)計要求為止。
2.港口施工工程常見質(zhì)量問題及防治方法
由于沖孔灌注樁存在著混凝土灌注技術(shù)復(fù)雜、施工難度大等弱點,導(dǎo)致施工過程中產(chǎn)生了多種質(zhì)量缺陷。以下主要對港口工程沖孔灌注樁施工過程中存在的孔壁坍陷、樁孔偏斜、鋼筋籠上浮、樁底沉渣量過多、斷樁、卡管、混凝土流失等質(zhì)量缺陷進(jìn)行了分析并提出了處理措施。
2.1初灌未封底,導(dǎo)管堵塞,導(dǎo)管漏水,導(dǎo)管拔出混凝土面
處理措施:須由有經(jīng)驗的工程師現(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,灌注砼過程中隨時測量導(dǎo)管埋深,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。
2.2鋼筋籠上浮
處理措施:當(dāng)灌注到鋼筋籠底部時,應(yīng)緩慢放料,盡量減小埋深,減小對導(dǎo)管的沖力。確定放置鋼筋籠的初始位置一定要準(zhǔn)確,并且鋼筋籠要與孔口固定牢固;加快混凝土灌注速度,使灌注時間縮短,也可采用摻外加劑的方法,使混凝土頂面進(jìn)入鋼筋籠時的流動性保持在較大范圍內(nèi);混凝土灌注接近鋼筋籠時,導(dǎo)管的理智深度控制在 1.5~2.0m 左右;灌注混凝土?xí)r,混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深數(shù)據(jù)應(yīng)隨時掌握并控制好,當(dāng)混凝土沒過鋼筋籠底端 2~3m 時,要將導(dǎo)管及時提至鋼筋籠底端以上;切不可把導(dǎo)管提至混凝土面以上,導(dǎo)管應(yīng)埋在混凝土面以下 2~4m 不能大于 5m 也不能小于1m。如果施工中出向鋼筋籠上浮,要及時停止灌注混凝土,對導(dǎo)管埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高進(jìn)行準(zhǔn)確計算,提升導(dǎo)管之后再進(jìn)行灌注,上浮現(xiàn)象即可消失。
2.3孔壁坍陷,樁頂空心
導(dǎo)管埋得太深,拔出時底部已接近初凝,導(dǎo)管拔上后砼不能及時沖填,造成泥漿填人。如果導(dǎo)管插入混凝土中的深度較大,供應(yīng)混凝土間隔時間較長,且混凝土和易性稍差,極易發(fā)生“埋管”事故。處理措施:可以將樁錘提起,用小石塊、粘土塊填孔,使其比塌孔位置高 1~2m,對填好的小石塊、粘土塊進(jìn)行反復(fù)沖擊,使孔壁更加牢固。適當(dāng)埋深護(hù)筒,并選用優(yōu)質(zhì)的泥漿、粘土密實填封護(hù)筒四周。成孔后,盡量縮短混凝土的灌注時間。針對松散易坍的土質(zhì),要加大護(hù)筒埋深,護(hù)筒四周用粘土密實填封,采用優(yōu)質(zhì)的泥漿,使泥漿的比重和粘度提高,確保護(hù)筒內(nèi)泥漿水位比地下水位高。安放鋼筋籠時,要對準(zhǔn)孔位,不要碰撞孔壁,接長鋼筋籠時,焊接速度要加快,要縮短沉放時間。鉆孔完成后,待灌時間不能超過 3h,同時在保證施工質(zhì)量的前提下,要盡可能縮短灌注時間。
2.4樁孔偏斜,樁身有央渣、夾泥、蜂窩
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。
處理措施: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)管的時間、長度,以免發(fā)生樁身夾渣、夾泥、蜂窩事故。選用鉆桿剛度大的鉆機(jī),安裝鉆機(jī)的時候,要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線。在斜度大的地方施工時,要把場地夯實平整,使軌道枕木均勻著地,同時安裝導(dǎo)正裝置。碰到大的探頭石或其它硬物時,可將鉆機(jī)的速度跳到慢檔。
2.5斷樁
處理措施:鉆孔完成后, 要做好清空工作,常用的方法是采用沖洗液清孔,同時根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況控制好清空時間,清孔后一定要及時灌注混凝土,以免孔底部的沉渣超過規(guī)范規(guī)定。混凝土灌注之前一定要進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確地計算出全孔以及首次混凝土的灌注量。在混凝土的澆注過程中,導(dǎo)管的埋深和混凝土面標(biāo)高要進(jìn)行實時精確的控制,導(dǎo)管的提升要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程做到準(zhǔn)確可靠。掌握好混凝土配合比例,使混凝土具有較好的和易性和流動性,將坍落度損失控制在滿足灌注要求的范圍內(nèi)。施工前要用水泥或套管對地下水活動較大的地段進(jìn)行處理,止水后才可以進(jìn)行混凝土灌注。灌注混凝土?xí)r,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,從導(dǎo)管內(nèi)灌入,灌注過程要連續(xù)、快速,灌注混凝土過程中盡可能不要出現(xiàn)停電、停水現(xiàn)象。根據(jù)首次混凝土灌入量的多少選擇綁扎水泥隔水塞的鐵絲,保證不斷裂。根據(jù)導(dǎo)管外混凝土的上升高度決定導(dǎo)管的拆卸長度,同時確保導(dǎo)管的密封性良好,不要拔起過多。
2.6混凝土流失
處理措施:鉆孔完成后,若孔中水位低于其他相鄰的孔或水位突然降低是,將一定量的較大的石塊投入孔中,使待孔中的水位上升,迅速灌注混凝土;適當(dāng)增加水泥用量,利用水泥將混凝土與原先投入的石塊更好的混合在一起。
3.港口工程施工展望
隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展,我國的港口建設(shè)取得了很大的成就,也為我國社會主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了巨大的貢獻(xiàn),但是也應(yīng)該同時看到這其中存在的問題。在研究港口工程建設(shè)中的環(huán)境工程地質(zhì)問題也很重要。
具體的工程地質(zhì)問題主要有:(1)港口淤積。北方港口淤積的程度要輕于南方的港口淤積,同時隨著世界自然環(huán)境總體的惡化,港口淤積程度也在不斷加深。(2)港工地基變形。港口工程的地基就更不穩(wěn)定,承擔(dān)著比陸地相似建筑物大得多的負(fù)荷。港口周圍生態(tài)環(huán)境惡化。(3)港口周圍生態(tài)環(huán)境惡化。港口工程建設(shè)使大量建筑物填塞河道,港口建設(shè)過程中,在航道疏浚、港池挖泥過程中,底內(nèi)生物和底上生物因航道底部的底泥開挖、搬運(yùn),將全部損失,部分游泳能力差的底棲游泳生物如底棲魚類、蝦類也將因躲避不及而被損傷或掩埋;此外,挖泥施工產(chǎn)生的高濃度的懸浮物和重金屬溶出物質(zhì)也可能會對水生生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,從而造成海洋生物資源的破壞,開發(fā)建設(shè)港口應(yīng)采取必要的環(huán)保措施,盡可能的保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境不遭破壞。
因此,要根據(jù)港口的特點,搞好資源調(diào)查,使不良影響減少到最低限度,使之發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)和社會效益;防治污染,保護(hù)環(huán)境;采取措施,防止港口周圍水土流失。
港口等工程建設(shè)往往會帶來水土流失問題,包括工程建設(shè)期間的水土流失和工程運(yùn)行期的水土流失,因而在港口工程建設(shè)中需要做好航道整治工作,加強(qiáng)自然植被保護(hù)工作,盡量降低工程建設(shè)帶來的水土流失影響。在港口工程建設(shè)中,房屋拆遷、堤防填筑、棄土棄渣、地表植被破壞、地表土結(jié)構(gòu)擾動、地形改變等會改變該地的水土流失現(xiàn)狀,在重力作用下,雨水的沖擊等外力作用下,易引發(fā)新的水土流失。若相關(guān)水土流失防治措施布設(shè)不及時或不到位,不可避免地將引起人為加速土壤流失,對周邊生態(tài)環(huán)境造成一定的不良影響。因此,施工過程中棄土和臨時堆土需要集中堆放,并采取攔擋措施,以避免大雨沖刷造成道路泥濘,同時影響工程的施工,降低工效,使工期延長,相應(yīng)增加了工程的投資費(fèi)用。工程施工中造成的地表植被破壞很難在短時間得到恢復(fù),底層土壤,土壤結(jié)構(gòu)遭受破壞,其抗侵蝕能力也就有所降低,在暴雨天氣中很容易發(fā)生水土流失問題。工程施工中的施工道路、施工營地、臨時占地等都會對原有植被和土壤結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞,為水土流失埋下隱患。工程建設(shè)中的表土剝離量和挖方量較大,如果不采取相應(yīng)的水土流失防治措施,隨意堆放,容易產(chǎn)生土壤流失并對周邊環(huán)境造成不利影響,尤其是對區(qū)域排水溝道造成淤積。在工程運(yùn)行期,水土流失主要表現(xiàn)在運(yùn)行初期,運(yùn)行初期的生態(tài)工程固結(jié)水土的功能還沒發(fā)揮出來,在強(qiáng)降雨和地表徑流的影響下,會出現(xiàn)輕度水土流失,而隨著植物的生長,水土流失問題逐漸得到控制。因此,在港口工程建設(shè)中,往往會采取植物措施在進(jìn)行水土流失的防治,設(shè)置防護(hù)坡、防護(hù)林等,選擇該地適宜種植的高大喬木和草,使種植的植物與該邊坡上的原有植物形成一個良好的水土流失防治帶,這些植物長到一定程度后,又能形成一定的自然景觀,起到美化環(huán)境、改善局部小氣候、改善空氣質(zhì)量的效果。目前各地開展的港口工程基本都有水土流失防治工程,通過良好的植物措施、工程措施、臨時措施減少工程建設(shè)對該地環(huán)境帶來的不良影響,提高水土保持效果。
2港口建設(shè)工程水土流失的主要防治措施
2.1制定出詳細(xì)的水土保持措施計劃
根據(jù)工程項目的具體情況制定水土保持措施計劃,首先是陸域工程的水土保持措施計劃,根據(jù)項目建設(shè)過程中各防治分區(qū)水土流失狀況、危害程度、水土流失防治目標(biāo)、工程建設(shè)特點、已有的防治措施等進(jìn)行合理、全面、系統(tǒng)的規(guī)劃,提出不同地形單元上新增的水土保持措施,最終形成一個完整的工程措施、植物措施和臨時措施相結(jié)合的水土流失防治體系,保護(hù)工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境,保證工程建設(shè)的正常開展。如圖1所示為工程建設(shè)區(qū)水土流失防治體系。其次是水域工程建設(shè),其需要考慮防洪泄洪、航運(yùn)需要,施工應(yīng)遵循以下幾個原則:(1)施工前做好水下地形地勢測繪工作,將項目區(qū)中各關(guān)鍵點的控制高程、需方量等標(biāo)志出來,確保航道運(yùn)行的安全。(2)及時組織有資質(zhì)單位做好防洪泄洪專項檢查和評審工作。(3)不得影響周圍居民的正常生活,合理布設(shè)綜合利用區(qū)。(4)加強(qiáng)施工階段的監(jiān)測,在利用區(qū)的上下游設(shè)置監(jiān)測斷面,密切關(guān)注斷面的含量變化情況。
2.2堅持港口建設(shè)水土保持原則
在水土流失的防治上,始終堅持“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點、科學(xué)管理、注重實效”等原則,以港口的水土保持為重點,開展系統(tǒng)的水土保持工作,將工程措施、植物措施、耕地措施、臨時措施綜合起來,進(jìn)行綜合整治,起到既保持水土,又改變該港口生態(tài)環(huán)境和周圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的效果,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,促進(jìn)人與自然的和諧相處。
2.3港口建設(shè)工程開始之前的水土流失防護(hù)
在碼頭區(qū)等建筑物基礎(chǔ)開挖等工程之前,先對項目區(qū)進(jìn)行表土剝離,剝離表土臨時集中堆放用于棄土場,用于后期土地平整和綠化。表土剝離對保護(hù)寶貴的表土資源起到重要作用,剝離的表土用于后期綠化土回覆,解決了綠化土來源的問題,符合水土保持法律法規(guī)的要求,對減少水土流失起到積極作用。在陸域工程區(qū)道路一側(cè)修筑梯形排水溝,同時在坡腳修筑排水順接工程,在橫縱排水溝銜接處布設(shè)臨時沉沙池。各功能區(qū)通過四周的排水溝收集雨水,匯集后通過沉沙池排出。例如:棗莊港臺兒莊港區(qū)散雜貨泊位工程的水土保持中,其工程措施主要包括錨地開挖、港池開挖及護(hù)岸等水域作業(yè)帶,與水土保持相關(guān)的主體設(shè)計主要是護(hù)岸防護(hù),護(hù)岸采用斜坡式,結(jié)構(gòu)采用漿砌塊石,防護(hù)長度為1293m。護(hù)岸斷面分兩段,護(hù)面結(jié)構(gòu)自上而下為30cm厚漿砌塊石、20cm厚碎石墊層和15cm厚中粗砂墊層,坡度均為1∶1.4,護(hù)腳和壓頂均為漿砌塊石結(jié)構(gòu)。為主體工程運(yùn)行安全,主體工程設(shè)置漿砌石斜坡式護(hù)岸,防治岸坡塌陷及滑坡,同時起到防治岸坡土壤侵蝕的作用。由于該區(qū)的水土流失與雨水排放密切相關(guān),故而排放系統(tǒng)采用暗溝形式,主要設(shè)置在場內(nèi)的道路兩側(cè);排水溝按照10年一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計,采用漿砌石襯砌,厚度為30cm。經(jīng)計算,項目區(qū)共設(shè)置排水溝總長度約為2876m。集中徑流可以分散到項目區(qū)各級排水系統(tǒng)中排泄,極大地降低了徑流對場地、坡面地表的沖擊原動力,起到了排除地表水對工程土體以及堆場貨物產(chǎn)生不良影響的作用,保證工程排水暢通,使土體不出現(xiàn)滑塌,防止水土流失的發(fā)生。
2.4植物措施
植物措施是最常見的水土保持措施,植物具有優(yōu)良的固結(jié)水土、改善局部小氣候、防止水土流失、維護(hù)生態(tài)平衡等效果,在航道整治工程中運(yùn)用較多。一般的方法是設(shè)置邊坡植草防護(hù)、陸域邊界防護(hù)林、堆場邊界防護(hù)林、臨時便道區(qū)植草防護(hù)、路基邊坡防護(hù)等,在堆場、道路、倉庫等地塊種植高大的喬木、灌木,并在道路和辦公區(qū)域設(shè)置花壇等植物形成良好的植物景觀。植物措施中常用的樹種有:側(cè)柏、白楊、柳樹、紫穗槐、龍柏、月季、櫻花、黃楊、女貞、木槿、紫荊、紫葉李、爬山虎、中華結(jié)縷草,而選用的草種主要是黑麥草和狗牙根。植物措施不僅能起到美化環(huán)境、減輕并防治污染、凈化大氣環(huán)境質(zhì)量等作用,還可以改善地溫和氣溫,改善小氣候。同時植物根系的固持作用和樹冠、草皮的攔擋、截留作用,都可減弱雨水對邊坡和地面的沖刷,起到涵養(yǎng)徑流,并能阻止或減少地表徑流,降低和防止雨水沖刷地表。
2.5港口工程水土流失的臨時性防護(hù)
港口工程中的水土流失防治方案常見的臨時措施是臨時圍堰、表土運(yùn)回和臨時攔阻措施。臨時圍堰布設(shè)時應(yīng)先打木樁,再加填裝土的編織袋,分層壘實,高度以達(dá)到防洪要求和防止沖刷為宜。臨時圍堰施工時應(yīng)參照如下幾點規(guī)定進(jìn)行:(1)圍堰的高度應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位50~70cm;(2)堰內(nèi)面積應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工的需要;(3)圍堰斷面應(yīng)滿足堰身強(qiáng)度和穩(wěn)定(防止滑動、傾覆)的要求;(4)圍堰修筑要求防水嚴(yán)密,盡量減少滲漏,以減輕排水工作,為此,須注意堰身修筑質(zhì)量。表土運(yùn)回就是在工程建設(shè)完成后將集中堆放的表土運(yùn)到綠化用地作綠化用土。臨時攔擋措施主要有兩種,一種為彩鋼板攔擋,一種為編織袋裝土攔擋,根據(jù)臨時堆土的堆放時間、位置等分別采取不同的防護(hù)措施。通過防塵網(wǎng)覆蓋減少揚(yáng)塵、對道路路面進(jìn)行硬化等。
3結(jié)束語
關(guān)鍵詞:港口工程;鉆孔灌注樁;原因;措施
0前言
鉆孔灌注樁的施工分陸上施工和水上施工兩種。港口碼頭樁基采用混凝土鉆孔灌注樁的實例也不少。如:上海港國際客運(yùn)中心碼頭系老碼頭改造,地下障礙物多,按常規(guī)打樁困難重重,不能保證樁基質(zhì)量;再如,中國極地考察國內(nèi)基地碼頭,建成后主要停靠以破冰船為主的南北極考察船,工程的重要受世人關(guān)注。這些碼頭承臺或引橋樁基.均采用了混凝土鉆孔灌注樁。經(jīng)驗表明:無論是陸上還是水上進(jìn)行混凝土鉆孔灌注樁作業(yè),大部分都是在水下進(jìn)行施工,施工過程無法觀察,成樁后也難以進(jìn)行開挖驗收。因此,對混凝土鉆孔灌注樁施工過程容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行分析,并總結(jié)出相應(yīng)的防治方法。有利于保證工程質(zhì)量,控制好工程進(jìn)度和造價。
1護(hù)筒冒水
護(hù)簡外壁冒水,嚴(yán)重的會引起地基下沉,護(hù)簡傾斜和移位,造成鉆孔偏斜,甚至無法施工。
原因:埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實,或護(hù)簡水位差太大,或鉆頭起落時碰撞。
防治措施:在埋筒時,坑地與四周應(yīng)選用最佳含水量的粘土分層夯實。在護(hù)筒的適當(dāng)高度開孔,使護(hù)筒內(nèi)保持1.O~1.5m的水頭高度。鉆頭起落時,應(yīng)防止碰撞護(hù)筒。發(fā)現(xiàn)護(hù)簡冒水時,應(yīng)立即停止鉆孔,用粘土在四周填實加固,若護(hù)筒嚴(yán)重下沉或位移時,則應(yīng)重新安裝護(hù)簡。
2孔壁坍陷
鉆進(jìn)過程中,如發(fā)現(xiàn)排出的泥漿中不斷出現(xiàn)氣泡,或泥漿突然漏失,則表示有孔壁坍陷跡象。
原因:孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護(hù)壁不好,護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)簡內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快,空鉆時間過長,成孔后待灌時間過長和灌注時間過長也會引起孔壁坍陷。
防治措施:在松散易坍的土層中,適當(dāng)埋深護(hù)筒,用粘土密實填封護(hù)筒四周,使用優(yōu)質(zhì)的泥漿,提高泥漿的比重和粘度,保持護(hù)簡內(nèi)泥漿水位高于地下水位。搬動和吊裝鋼筋籠時,應(yīng)防止變形,安放要對準(zhǔn)孔位,避免碰撞孔壁,鋼筋籠接長時要加快焊接時間,盡可能縮短沉放時間。成孔后,待灌時間一般不應(yīng)大于3小時,并控制混凝土的灌注時間,在保證施工質(zhì)量的情況下。盡量縮短灌注時間。
3縮頸
縮頸即孔徑小于設(shè)計孔徑。
原因:塑性土膨脹。
防治措施:采用優(yōu)質(zhì)泥漿,降低失水量。成孔時,應(yīng)加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段時間內(nèi),孔壁形成泥皮。則孔壁不會滲水,亦不會引起膨脹。或在導(dǎo)正器外側(cè)焊接一定數(shù)量的合金刀片,在鉆時或起鉆時起到掃孔作用。如出現(xiàn)縮頸,采用上下反復(fù)掃孔的辦法,以擴(kuò)大孔徑。
4鉆孔偏斜
成孔后樁孔出現(xiàn)較大垂直偏差或彎曲。
原因:鉆機(jī)安裝就位穩(wěn)定性差,作業(yè)時鉆機(jī)安裝不穩(wěn)或鉆桿彎曲所致;地面軟弱或軟硬不均勻;土層呈斜狀分布或土層中夾有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施:先將場地夯實平整,軌道枕木宜均勻著地;安裝鉆機(jī)時要求轉(zhuǎn)盤中心與鉆架上起吊滑輪在同一軸線,鉆桿位置偏差不大于20em。在不均勻地層中鉆孔時,采用自重大,鉆桿剛度大的鉆機(jī)。進(jìn)入不均勻地層、斜狀巖層或碰到孤石時,鉆速要打慢檔。另外安裝導(dǎo)正裝置也是防止孔斜的簡單有效的方法。鉆孔偏斜時,可提起鉆頭,上下反復(fù)掃鉆幾次,以便削去硬土,如糾正無效,應(yīng)于孔中局部回填粘土至偏孔處0.Sm以上,重新鉆進(jìn)。
5樁底沉渣量過多
原因:清孔不干凈或未進(jìn)行二次清孔;泥漿比重過小或泥漿注入量不足而難于將沉渣浮起;鋼筋籠吊起過程中。未對準(zhǔn)孔位而碰撞孔壁使泥土坍落樁底;清孔后,待灌時間過長,致使泥漿沉積。
防治措施:成孔后,鉆頭提高孔底10―20era,保持慢速空轉(zhuǎn),維持循環(huán)清孔時間不少于30分鐘,采用性能較好的泥漿,控制泥漿的比重和粘度,不要用清水進(jìn)行置換。鋼筋籠吊放時,使鋼筋籠的中心與樁中心保持一致,避免碰撞孔壁。可采用鋼筋籠冷壓接頭工藝加快對接鋼筋籠速度,減少空孔時間,從而減少沉渣。下完鋼筋籠后,檢查沉渣量,如沉渣超過規(guī)范要求,則應(yīng)利用導(dǎo)管進(jìn)行二次清孔,直至孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規(guī)范要求。開始灌注混凝土?xí)r,導(dǎo)管底部至孔底的距離宜為30-.-40mm,應(yīng)有足夠的混凝土儲備量,使導(dǎo)管一次埋人混凝土面以下1.Om以上,以利用混凝土的巨大沖擊力濺除孔底沉渣,達(dá)到清除孔底沉渣的目的。
6水下混凝土灌注過程中出現(xiàn)的施工質(zhì)量問題及防治措施
6.1卡管
水中灌注混凝土過程中,無法連續(xù)進(jìn)行的現(xiàn)象。
原因:初灌時,隔水栓堵管;混凝土和易性、流動性差造成離析;混凝土中粗骨料粒徑過大;各種機(jī)械故障引起混凝土澆筑不連續(xù)。在導(dǎo)管中停留時間過長而卡管;導(dǎo)管進(jìn)水造成混凝土離析等。
防治措施:使用的隔水栓直徑與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時,應(yīng)加強(qiáng)對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實驗室確定,坍落度宜為18―22cm,粗骨料的最大粒徑不得大于導(dǎo)管直徑和鋼筋籠主筋最小凈距的1/4,且應(yīng)小于40mm.為改善混凝土的和易性和緩凝,水下混凝土宜摻外加劑。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,試水壓力為0.6一1.OMpa,以避免導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過程中,混凝土應(yīng)緩緩倒人漏斗的導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。在施工過程中,應(yīng)時刻監(jiān)控機(jī)械設(shè)備,確保機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)正常,避免機(jī)械事故的發(fā)生。
6.2鋼筋籠上浮
鋼筋籠的位置高于設(shè)計位置的現(xiàn)象。
原因:鋼筋籠放置初始位置過高,混凝土流動性過小,導(dǎo)管在混凝土中埋置深度過大,鋼筋籠被混凝土拖頂上升;當(dāng)混凝土灌至鋼筋籠下,若此時提升導(dǎo)管,導(dǎo)管底端距離鋼筋籠僅有l(wèi)m左右時,由于混凝土灌注過鋼筋籠且導(dǎo)管埋深較大時,其上層混凝土因澆筑時間較長,已接近初凝,表面形成硬殼,混凝土與鋼筋籠有一定的握裹力,如此時導(dǎo)管底端未及時提到鋼筋籠底部心上,混凝土在導(dǎo)管流出后將以一定的速度向上頂升,同時也帶動鋼筋籠上升。
防治措施:鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,縮短灌注時間,或摻外加劑,防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時流動性變小,混凝土接近籠時,控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深,當(dāng)混凝土埋過鋼筋籠底端2―3m時,應(yīng)及時將導(dǎo)管提至鋼筋籠底端以上。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2―4m。不宜大于5m和小于1m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。當(dāng)發(fā)生鋼筋籠小浮時,應(yīng)立即停止灌注混凝土,并準(zhǔn)確計算導(dǎo)埋深和已澆混凝土面的標(biāo)高,提升導(dǎo)管后再進(jìn)行澆注,上浮現(xiàn)象即可消失。
6.3斷樁
混凝土凝固后不連續(xù),中間被沖洗液等疏松體及泥土填充形成間斷樁。
原因:由于導(dǎo)管底端距孔底過遠(yuǎn),混凝土被沖洗液稀釋,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土樁體與基巖之間被不凝固的混凝土填充;受地下水活動的影響或?qū)Ч苊芊獠涣迹瑳_洗液浸入混凝土水灰比增大,形成樁身中段出現(xiàn)混凝土不凝體;由于在澆注混凝土?xí)r,導(dǎo)管提升和起拔過多,露出混凝土面,或因停電、待料等原因造成夾渣。出現(xiàn)樁身中巖渣沉積成層,將混凝土樁上下分開的現(xiàn)象;澆注混凝土?xí)r,沒有從導(dǎo)管內(nèi)灌入,而采用從孔口直接倒人的辦法灌注混凝土,產(chǎn)生混凝土離析造成凝固后不密實堅硬,個別孔段出現(xiàn)疏松、空洞的現(xiàn)象。
防治措施:成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔時間應(yīng)根據(jù)孔內(nèi)沉渣情況而定,沖孔后要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量。混凝土澆注過程中,應(yīng)隨時控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠,并嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。嚴(yán)格確定混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。在地下水活動較大的地段,事先要用套管或水泥進(jìn)行處理。止水成功后方可灌注混凝土。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌人,要求灌注過程連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。幫扎水泥隔水塞的鐵絲,應(yīng)根據(jù)首次混凝土灌人量的多少而定,嚴(yán)防斷裂。確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管見外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多。