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浅谈路桥灌注桩堵管问题形成的原因及处理方法

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【摘要】现阶段,公路桥梁桩基施工中运用较多的方式则是钻孔灌注桩施工,由于该种结构在各种地质状况中的应用相对广泛,在实际施工过程中,通常会产生导管堵塞以及无法将水下混凝土进行顺畅灌注的问题。本文主要针对灌注桩堵管问题进行了简要论述。

【关键词】公路桥梁;灌注桩;堵管;处理

一、灌注桩施工过程中堵管的形成原因

1.混凝土中掺入的外加剂导致堵管问题形成

由于混凝土外加剂的掺入是在混凝土拌制过程中实施的,其目的是为了将混凝土性能的物质得到改善,存在混凝土性能改善、施工进度提升、水泥的节约以及施工质量提升等优势。随着施工工艺的逐渐完善,混凝土外加剂也得到了广泛的应用。在国内存在品种较多的外加剂类型,各种外加剂的功能和使用方法各不相同。通常情况下在钻孔灌注桩中运用的外加剂是减水剂和缓凝剂,若在使用过程中出现不合理,会导致混凝土出现假凝现象以及降低流动性能等负面问题,最终引发导管堵塞现象出现。导致该类问题形成的主要原因是由于:该减水剂容易和硬石膏作为调凝剂的水泥产生化学反应,从而形成假凝现象。

2.混凝土和易性导致的堵管问题

作为混凝土性能的综合反映,和易性主要包括流动性、黏聚性以及保水性三方面。混凝土具有较差和易性主要会有三个现象存在:一是拌和物松散,不容易有黏结产生,存在较差的流动性。第二,具有较大的拌和物聚力,不易进行灌注施工。第三,在拌和物的出料运输过程中,容易产生离析及泌水问题。导致上述几种现象形成的原因主要包括:

(1)不合理的水灰配合比,若在混凝土设计强度不改变的前提下,对较高标号水泥进行运用,则会有较少的水泥用量,拌和物容易产生松散现象。若确定了水泥标号及骨料的实际用量,水灰比则会逐渐提升,进一步增加了拌和物的流动性。当水灰比较小时,会形成较差的拌和物流动性,对灌装产生影响,从而形成堵管问题。

(2)在对混凝土实施拌制时,具有较小的坍落度或较短的拌制时间,混凝土拌和产生不均匀状,具有较差的流动性问题。

(3)混凝土出料后存在较长的运输距离,由于场地不平而导致离析及泌水等问题形成。

3.骨料粒径及级配造成的堵管问题

过大的混凝土粗骨料粒径、过小的细骨料粒径以及较差的细骨料密水性都会导致堵管问题形成,通常情况下容易形成的堵管问题主要包括以下两种:

(1)导管内部混凝土容易形成凝聚成团的现象,互相处于卡死状。

(2)当导管底部有粗骨料凝聚时,无法从钢筋笼实施顺利穿过,从而引发堵管问题。

骨料的级配是指各种骨料的分布配合状况。合理的骨料级配具有较小的孔隙率、和易性好且水泥用量较少,不容易形成分层离析以及泌水问题。反之,当存在不合理的级配时,不仅能够使水泥用量提升,而且在重力作用下,拌和物的各种颗粒也会产生分层离析,最终形成导管堵塞问题出现。

4.泥浆比重导致堵管问题形成

对钻孔灌注桩进行施工的过程中,通常钻孔地层都属于第四系地层,具有松散、易塌孔以及较强水敏性的特征。在成孔过程中,为了将孔壁得到稳定,运用比重及黏度较高的护壁泥浆等特征。通常运用较多的则是原土造浆,造浆土质量一般无法与相关要求相符,从而引发在孔壁存在较厚的泥皮附着,该类因素对水下混凝土灌注施工都存在极为不利的影响。

在存在一定深度的导管下,随着孔壁周围的泥土被不断灌注及挤出,会向内部泥浆和上部混凝土中进入,导致孔内出现较重的泥浆比,从而引发灌注顶升的难度较大。其次,应按照相关资料,当混凝土泥浆比重增大的前提下,应进一步减小流动性,容易产生堵管问题出现。

5.导管及隔水设施造成的堵管问题

(1)由于导管的使用处于长期特点,不可避免受到外力的作用产生磨损及凹扁、导管不直以及新导管内部有毛刺存在等因素都会造成堵管出现堵塞。

(2)由于连接螺栓松动或密封圈损坏的原因导致接头漏水问题形成,在入孔过程中,由于存在严重老化磨损的导管,会和钢筋产生强烈摩擦,最终导致导管局部有破损或漏水产生,最终引发混凝土离析及堵管问题出现。

(3)存在较深的导管埋置,达到6m。由于导管提升的速度较快,造成管内处于真空状态,导致被压扁的问题形成。当导管内存在混凝土不足时,若出现较快混凝土灌注,则会导致管内形成高压气囊,从而引发堵管问题。

(4)不合理的隔水塞制作。过小或过大的隔水塞都会导致卡管现象形成。当存在较大的隔水塞时,能够在局部导管变形位置产生卡死状。当存在较小隔水塞时,会同时有周边粗骨料下落从而产生卡管问题。

二、避免导管堵塞的方法

1.预防导管接头问题产生渗漏水现象。在对导管进行制作时,应对焊缝的质量问题进行着重解决,严格控制导管各部位的焊缝,否则会导致连接导管时,整个导管无法处于直线状态,在施工时容易产生折断而导致渗漏问题。为了使接头位置的正确性得到保障,避免焊接时形成变形问题,在进行焊接时,应在特定的胎具上进行焊制。在施工之前,应运用水密、抗拉、承压等方式对新旧导管进行实验,当有漏水现象出现时应及时进行处理或更换。

在连接导管时,应拧紧螺丝。首先应由两个人对称对螺栓进行拧紧。其次,若在混凝土灌注之前下入导管时,应对每进入一节的孔进行重新检查并进行拧紧。另外,当混凝土施工完成之后,应将使用过的导管进行拆除清洗,若长时间不用时,则应在导管内壁进行涂油,冲洗胶圈,直至干净状态即可。禁止有泥沙及粘土等物质存在。在接导管的过程中,应彻底对内壁及法兰盘表面进行干净清理,避免有任何污物存在。

2.导管内起泡问题的避免。首盘混凝土将导管内的水压出之后,应对混凝土灌注实施连续不断的加入,通常管道内对首盘混凝土埋置之后,通过储料斗对混凝土灌注的施工方式无法达到连续状态,此时导管内会有起泡形成,从而出现气隔问题。在对导管进行卸下时,导管内混凝土表面会和泥浆面存在较大高差,储料斗给料时会有气隔现象形成。若该类问题产生,导管内混凝土则不会出现流动,从而导致堵管现象发生。在施工过程中,当管道内混凝土处于流通状态后,应实施连续不断地给料,促使施工的连续性得到保障。在对导管实施拆卸时,进尽可能与混凝土面和上接料斗的法兰盘相平或存在较小高差。当存在高差时,对储料斗实施连接时,应填满导管内混凝土,使其与法兰盘高度统一后即可对储料斗实施连接。

3.避免导管管壁有裂缝问题出现。导管管壁裂缝产生的原因是由于过久的使用时间、导管壁磨薄以及外力作用等因素。在施工过程中,当存在不顺畅的混凝土灌注而进行上下扯动时,由于管内存在较大的混凝土压力,促使管道壁薄弱位置形成裂缝。在对导管进行制作时,禁止有小于3mm的钢板进行施工,在对使用次数较多的旧导管进行操作时,应首先进行钻孔检测,当存在过薄或薄弱区域时,应马上进行处理或对新导管实施更换。

4.特殊状况下对导管堵塞的处理方法

(1)当水下混凝土未达到初凝状态时,应立即对管道内混凝土实施清除,尽可能快速地处理好导管,对已灌注的水下混凝土内进行插入。采用吸泥和抽水的方式将导管内的水和沉淀物吸出。若重新对新管进行下入,则应运用潜水泵对管内的水进行抽干后方可继续对混凝土实施灌注。为了避免抽水后导管外泥水向原灌混凝土穿入,造成混凝土内有导管插入时,应存在足够的深度要求,通常应达到200cm以上。由于潜水泵无法完全将导管内水进行抽干,应在需灌的混凝土配合比内对水泥量进行提升。当浓度提升后,再向导管内灌入。在灌入之前,应采用小幅度抖动或对振捣器进行挂设的方式进行片刻振捣处理,有效弥补了原混凝土损失的流动性。在后期对混凝土灌注时即可对原有正常配合比进行恢复。

(2)当水下混凝土已经有初凝现象形成时,若不能使用第一种方法,禁止勉强进行施工,避免有断桩等各类质量问题形成。此时应采用直径小于钢筋笼的钻头实施冲击。将碎渣换出,使新鲜混凝土得以显露。再重新运用高标号混凝土实施压碎注浆。通过实践分析,该方法的运用通过满足检测标准,尚未发现显著的质量问题。

三、结语

总之,要求路桥工程施工人员应于工程实际状况相结合,运用合适的施工方法进行处理,促使实际问题得到有效改善,将经济损失降至最低限度。采用一套系统且合理的管理体制及施工工艺对灌注桩的质量进行控制,进一步将桩基础的承载力得到有效发挥。