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提高鉆孔灌注樁樁頂混凝土強(qiáng)度的控制措施論文
導(dǎo)讀：鉆孔灌注樁在多、高層建筑深基礎(chǔ)工程中廣泛的采用，但因施工的工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量難以保證，尤其是水下鉆孔灌注樁樁頂?shù)幕炷翉?qiáng)度不足是比較普遍的質(zhì)量問題。目前一般都是人工鑿去上部浮層后重新灌注混凝土接樁，這不僅造成材料浪費(fèi)，而且影響后續(xù)工程的施工，故研究解決樁頂混凝土強(qiáng)度不足的問題具有重要現(xiàn)實(shí)意義。樁頂混凝土強(qiáng)度不足為發(fā)生在水下鉆孔灌注樁工程中，尤其是軟土區(qū)。1.3不穩(wěn)定地層，導(dǎo)管提動速度快，不穩(wěn)定地層護(hù)壁措施不當(dāng)生成孔壁坍塌，提動導(dǎo)管時幅度過大，速度過快，這種抽吸作用會將孔壁坍塌物帶至樁自上部，但表層的混凝土流動性差，以導(dǎo)管中被強(qiáng)行壓入樁身混凝土中的空氣又不易溢出造成樁身上的部混凝土硫松，強(qiáng)度不足。
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁，混凝土，強(qiáng)度，措施
導(dǎo)言
鉆孔灌注樁在多、高層建筑深基礎(chǔ)工程中廣泛的采用，但因施工的工藝復(fù)雜，施工質(zhì)量難以保證，尤其是水下鉆孔灌注樁樁頂?shù)幕炷翉?qiáng)度不足是比較普遍的質(zhì)量問題。統(tǒng)計資料表明，水下鉆孔灌注樁的缺陷有80％以上出現(xiàn)在距樁頂10m以內(nèi)的淺層。目前一般都是人工鑿去上部浮層后重新灌注混凝土接樁，這不僅造成材料浪費(fèi)，而且影響后續(xù)工程的施工，故研究解決樁頂混凝土強(qiáng)度不足的問題具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
1.鉆孔灌注樁樁頂混凝土強(qiáng)度不足的原因
樁頂混凝土強(qiáng)度不足為發(fā)生在水下鉆孔灌注樁工程中，尤其是軟土區(qū)。其原因與水下混凝土灌注的特點(diǎn)有關(guān)。
1.1超壓力小導(dǎo)致混凝土頂升困難，超壓力是指導(dǎo)管出口截面處導(dǎo)管內(nèi)混凝土拌合物樁的超壓力與導(dǎo)管外泥漿樁和混凝土拌合物靜壓之差，水下導(dǎo)管法灌注混凝土是導(dǎo)管內(nèi)混凝土的壓力灌注的，混凝土自身的重力壓突實(shí)。實(shí)踐證明，樁孔孔內(nèi)的沉渣難以徹底清除干凈，混凝土灌注前的樁孔內(nèi)存在不同厚度的沉渣。在灌注混凝土后與混凝土混合，形成浮在上層的疏松拌合物。另外由于灌注至樁頂將近結(jié)束時，導(dǎo)管內(nèi)混凝土柱標(biāo)高減小，導(dǎo)致頂部灌注的混凝土所受的壓力降低，樁身上部混凝土與沉渣及泥漿混在一起，因而其強(qiáng)度自然不如中下部高。
1.2樁頂混凝土灌注量不足，由于精確測量混凝土面是一次非常困難的工作，尤其隨著高層建筑的發(fā)展其樁頂起來越深，沒有足夠的經(jīng)驗(yàn)是難以控制樁頂混凝土灌注高度的，有些技術(shù)人員認(rèn)為混凝土灌注高度測不準(zhǔn)或嫌提管測量麻煩，減少測量次數(shù)或甚至不測。這在孔壁穩(wěn)定且混凝土數(shù)量準(zhǔn)確的情況下是可以的。但是在樁孔坍塌嚴(yán)重且混凝土數(shù)量又常不足時，造成樁夾混凝土、欠灌也就在所難免了。
1.3不穩(wěn)定地層，導(dǎo)管提動速度快，不穩(wěn)定地層護(hù)壁措施不當(dāng)生成孔壁坍塌，提動導(dǎo)管時幅度過大，速度過快，這種抽吸作用會將孔壁坍塌物帶至樁自上部，但表層的混凝土流動性差，以導(dǎo)管中被強(qiáng)行壓入樁身混凝土中的空氣又不易溢出造成樁身上的部混凝土硫松，強(qiáng)度不足。
1.4護(hù)筒埋設(shè)不當(dāng)?shù)羧肷喜刻铩３煽足@進(jìn)時，護(hù)筒下端未坐在較硬的土層或墩實(shí)，泥漿護(hù)壁性能差，在鉆具振動下護(hù)筒移位，提動導(dǎo)管時碰撞傾斜的護(hù)筒，使其下端坍塌物掉入混凝土上部，混凝土中夾泥，強(qiáng)度不足。論文檢測。有時我們看到鑿除的樁頭不是混凝土，而是泥漿頭水后的粘泥。
1.5導(dǎo)管埋設(shè)不當(dāng)。在混凝土灌注過程中，測量導(dǎo)管外混凝土面高度時需提起混凝土漏斗。樁深測量難以測準(zhǔn)，另外有些操作人員或技術(shù)人員嫌麻煩，往往不按要求測量。因此，導(dǎo)管的合理埋深就得不到有效控制，導(dǎo)管的埋深小時，超壓力也小，致使出現(xiàn)混凝土夾泥，離析等造成強(qiáng)度不足。
1.6隔水措施不當(dāng)。在水下混凝土灌注過程中，目前采用的隔水措施有剪塞法隔水，自由塞隔水，拔塞法隔水三種，實(shí)踐表明，用剪塞法時，混凝土與混漿在導(dǎo)管內(nèi)完全隔離，只是在壓漿完畢導(dǎo)管外面混凝土上部泥漿有輕微變色渾濁。用拔塞法時，一開始導(dǎo)管內(nèi)混凝土就與泥漿大量混合，變色渾濁。壓漿后，混凝土中的石子、砂子、水泥離散且有混漿嚴(yán)重污染，混凝土原配合也破壞，強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求。
2.控制措施
2.1控制漏斗高度和泥漿重度，提高混凝土超壓力�？刹扇∫韵�2種措施提高混凝土超壓力，防止混凝土頂升困難。
（1）將灌漿漏斗提離孔口一定高度，使h1>Hn，以提高混凝土超壓力。
（2）將自來水管放人孔內(nèi)加清水稀釋泥漿，降低泥漿重度，以提高混凝土超壓力。
2.2按要求測定混凝土面高度，保證混凝土灌注數(shù)量。技術(shù)人員要按設(shè)計要求測定混凝土面上升高度，并不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，與理論計算進(jìn)行驗(yàn)證。論文檢測�；炷撩娓叨葴y定次數(shù)一般不宜少于所用導(dǎo)管節(jié)數(shù)，每次提升導(dǎo)管前都應(yīng)測定一次導(dǎo)管內(nèi)外混凝土面高度，特殊情況下還應(yīng)增加測定次數(shù)，同時觀察返漿情況，測定數(shù)值應(yīng)繪制成管外混凝土—灌注量曲線，管內(nèi)混凝土—灌注量曲線和灌注導(dǎo)管提升曲線，以便于控制混凝土面高度。
2.3選擇合理的導(dǎo)管直徑，控制不穩(wěn)定地層拔管速度，導(dǎo)管直徑應(yīng)按樁徑和每小時需要通過的混凝土數(shù)量決定，不能用大直徑導(dǎo)管灌注小直徑樁，也不能用小直徑導(dǎo)管灌注大直徑樁，導(dǎo)管的最小直徑一般不宜小于200mm。導(dǎo)管直徑與樁徑的合理匹配見表1
表1導(dǎo)管直徑與樁徑的合理匹配
樁徑（mm） 600-1000 1000-1500 1500-1800 1800以上
導(dǎo)管直徑（mm） 200 230-255 289 300
在不穩(wěn)定地層，拔管速度要慢，以減小導(dǎo)管的抽吸作用，防止孔壁坍塌物落入混凝土中。尤其是在拔出最后一節(jié)長導(dǎo)管時，拔管速度更需放慢，以克服樁頂沉淀的濃泥漿擠入混凝土中形成泥心，造成混凝土強(qiáng)度不足。
2.4按要求埋設(shè)護(hù)筒。護(hù)筒基礎(chǔ)直徑應(yīng)比護(hù)筒外徑大800mm，護(hù)筒高出地面220mm，護(hù)筒安放后要垂直，并用交叉引線檢查，使其與樁位中心偏差小于50mm，護(hù)筒下部壓入不透水的粘土層，周圍填粘土分層結(jié)實(shí)，上部用鐵線對稱拉緊，以防下沉。
有承壓水或使用泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)時，護(hù)筒高度應(yīng)高于穩(wěn)定地下層2.0m，以保持孔壁穩(wěn)定和泵吸反循環(huán)鉆進(jìn)的靜水壓力。護(hù)筒中心線與樁中心線偏差應(yīng)小于20mm，以防止護(hù)筒偏斜提升導(dǎo)管時碰撞孔壁掉入泥土。
2.5控制導(dǎo)管合理埋深，利用導(dǎo)管埋深控制導(dǎo)管內(nèi)混凝土超壓力與管外混凝土、泥漿阻力的比例，可防止混凝土面沖翻。不同樁徑推薦的樁頂部混凝土埋管深度見表2。當(dāng)灌注混凝土后孔內(nèi)不返漿，提動漏斗又不迅速順利通過時，拆拔導(dǎo)管。埋管深度以孔內(nèi)混凝土頂部均勻緩慢上升且泥漿無劇烈翻滾現(xiàn)象為宜，上部混凝土頂面應(yīng)采用多種手段測定，測繩應(yīng)用柔軟的繩索，不宜用鋼絲繩，為驗(yàn)證上部混凝土面高度，還應(yīng)采用取樣盒取樣。
表2不同樁徑推薦的樁頂部混凝土埋管深度
樁徑（mm） 600-1000 1000-1500 1500-1800 1800以上
導(dǎo)管直徑（mm） 200 230-255 289 300
樁頂部混凝土埋深（mm） 0.8-1.0 1.0-1.1 1.1-1.2 1.2-1.3
2.6采用合理的隔水措施，根據(jù)各種隔水方法的優(yōu)缺點(diǎn)，一般采用剪塞法。其它無成熟經(jīng)驗(yàn)的方法一般不宜采用。
2.7提高樁頂部混凝土強(qiáng)度等級。論文檢測。灌注至最后5.0m時，提高該部分混凝土的強(qiáng)度等級，同時利用導(dǎo)管施以振動密實(shí)，在樁上部靜壓力小的情況下確�；炷恋拿軐�(shí)度。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計強(qiáng)度等級C35的混凝土，樁頂頂部灌注C45的混凝土，其強(qiáng)度等級能達(dá)到與下部相同。
3.結(jié)論
經(jīng)過大量施工實(shí)踐表明，合理采用以上七種控制措施，均可有效避免鉆孔灌注樁樁頂混凝土強(qiáng)度不足現(xiàn)象發(fā)生，這不但保證了工程質(zhì)量，節(jié)約了材料，還縮短了工期。
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