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灌注桩施工堵管的原因分析和监控措施
针对灌注桩施工中经常引发堵管的情况,本文主要从混凝土使用的外加剂、混凝土的和易性、骨料粒径和级配、导管和隔水设施、泥浆比重等方面对灌注桩施工中堵管的原因进行了较全面的分析,并提出了有效的预防处理方法和措施。
灌注桩在施工过程中,导管堵塞是引起断桩的主要原因,屡屡给承包商造成不小的经济损失,危害极大。本文试图从灌注桩混凝土使用的外加剂、混凝土的和易性、骨料粒径和级配、导管和隔水设施、泥浆比重等方面对灌注桩施工中堵管的原因作了较为详细的分析,并提出了相应的预防措施,力求把发生事故的苗头控制在混凝土灌注之前。
1 灌注桩施工中的堵管
由混凝土使用的外加剂引起的堵管
混凝土外加剂是在砼拌制过程中掺入,用以改善混凝土性能的物质,具有改善砼的性能、节省水泥、提高施工进度、施工质量等许多优点。近几年已得到较为广泛的使用。现在国内的外加剂品种繁多(大约有200多种),各种外加剂的功能和使用方法有区别。钻孔灌注桩一般选用减水剂和缓凝剂,如使用不当可能使混凝土产生假凝,流动性能降低等负面影响,从而引起导管堵塞。如苏嘉杭高速公路某桥进行灌注桩施工时,选用了普蜀里木质素硫配盐类减水剂拌制在混凝土中,结果出现假凝现象,导管堵塞,幸亏发现及时,避免了一起事故。
造成这种现象的主要原因是:该减水剂易与以硬石膏为调凝剂的水泥发生化学反应产生假凝现象。
由
混凝土的和易性引起的堵管
和易性是混凝土性能的综合反映,它包括黏聚性、流动性、保水性。和易性差的混凝土有三个主要特点:一是拌和物松散,不容易黏结,流动性差。二是拌和物聚力大,不易灌注。三是拌和物在出料运输过程中易离析和泌水。
造成以上三个现象的三个原因是:
①水灰比配合不当,如果在混凝土设计强度不变的情况下,选用水泥标号过高,则水泥用量偏少,拌和物松散;如果水泥标号、骨料用量均确定,则水灰比越大,拌和物流动性也增大;水灰比过小,会使拌和物流动性太差而影响灌桩导致堵管。
②拌制混凝土时,坍落度太小或拌制时间过短,砼拌和不均匀,流动性差。
③混凝土出料后运输距离过长,场地不平引起离析和泌水。
由骨料的粒径和级配引起的塞管
砼粗骨料径过大或细骨料径太小、细骨料密水性太差都是造成堵管的原因。一般易出现两种堵管现象:
①导管内部砼易聚集成团,互相卡死。
②粗骨料到达导管底部不能顺利穿过钢筋笼,造成堵管。
骨料的级配是指各种骨料的分布配合情况。级配合理的骨料,孔隙率小,水泥用量少,同时和易性好,不容易产生分层离析及泌水现象;反之,级配不合理,不仅增大水泥用量,而且拌和物的各种颗料在重力作用下,分层离析,极易造成导管堵塞。
由泥浆比重引起的塞管
在钻孔灌注桩施工中,钻孔地层大多为第四系地层,松散、水敏性强、易塌坍。成孔过程中为稳定孔壁,采用的护壁泥浆都具有高比重、高黏度的特点。同时一般多选用原土造浆,造浆土质量无法符合有关要求,而造成附在孔壁的泥皮较厚。这些因素对于水下砼灌注都是极为不利的。导管灌注的工作原理可用下式表达:
h1•rc>h2•rc+hw•rw
只有该式成立,才能顶升管外
混凝土形成连续灌注。在导管有一定埋深的情况下,随着不断灌注和挤出孔壁周围的泥土,进入孔内部泥浆和上部砼中,