摘要：公鐵立交工程橋梁樁身混凝土缺陷比例偏高。介紹樁身混凝土缺陷的原因分析和改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：鉆孔灌注樁；樁身混凝土缺陷；原因分析；改進(jìn)措施
1概述
工程起點(diǎn)位于G319國道北478.88m，與擬建的集杏路相接，跨越G319國道、鷹廈鐵路后，高架橋與西濱路相接，為苜蓿葉形互通立交，按照TRANBBS城市快速路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行TRANBBS設(shè)計(jì)。立交橋上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，全橋共有樁身混凝土156根，其中Φ1.5m和Φ1.8m樁各116根和40根，主要設(shè)計(jì)為摩擦樁，有146根，柱樁僅10根，樁長25~55m不等。公鐵立交工程地質(zhì)情況從上至下依次為：1、填筑土2、亞粘土3、殘積亞粘土4、全風(fēng)化花崗巖5、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖6、弱風(fēng)化花崗巖7、微風(fēng)化花崗巖。地質(zhì)層位相對穩(wěn)定，巖土構(gòu)造和水文地質(zhì)比較簡單，對灌注樁TRANBBS施工無不良影響。
鉆孔采用沖擊鉆法，鉆進(jìn)中自然造漿護(hù)壁，正循環(huán)排渣。清孔采用換漿法。
公鐵立交工程樁身混凝土完整性采用超聲波透射法檢測，第一、第二批12根樁身混凝土檢測結(jié)果為Ⅰ類樁5根，Ⅱ類樁3根，Ⅲ類樁4根。
2施工過程說明
2.1水下混凝土配置
混凝土為C25商品混凝土，混凝土配合比設(shè)計(jì)為含砂率43%，水灰比0.48，碎石級配為5~31.5mm，砂為中砂，水泥標(biāo)號為P.O 42.5，摻和料為粉煤灰，外加劑為NF高效減水劑，坍落度為200±30。
2.2水下混凝土灌注施工
采用垂直導(dǎo)管法灌注，導(dǎo)管底口距離孔底0.4~0.5m,首批灌注混凝土的數(shù)量為5~7m3，導(dǎo)管首次埋置深度均大于1m。灌注時(shí)漏斗底部與護(hù)筒基本齊平，為防止泥漿侵入混凝土中，沒有采取使混凝土密實(shí)的抖管和倒插法。樁身混凝土檢測安排在混凝土灌注7天后。
3現(xiàn)象歸納
（1）質(zhì)量缺陷部位主要集中在距樁頂6~11m和2~4m處，該段地質(zhì)主要為可塑性強(qiáng)的殘積亞粘土。
（2）查混凝土灌注記錄，發(fā)現(xiàn)缺陷部位均在拆導(dǎo)管處，拆導(dǎo)管時(shí)導(dǎo)管埋深8~10m,距開始灌注時(shí)間2.5h以后，實(shí)際混凝土灌注量比設(shè)計(jì)混凝土量稍多。
（3）混凝土灌注過程中，從護(hù)筒孔口返出的泥漿未見有大泥塊（護(hù)壁泥皮）流出，測其PH值5~6，膠體率70%左右。
（4）挖露14#右2樁和12#右2樁缺陷處（距樁頂距離6~7m, Ⅲ類樁），發(fā)現(xiàn)樁體周圍（深度20~30cm）為沉積膠凝砂漿，砂體未裹泥，有一定強(qiáng)度，砂漿中的砂經(jīng)分析為孔中鉆渣；樁體內(nèi)層混凝土質(zhì)量好。
（5）挖露37#左3樁缺陷處（距樁頂距離2~3m, Ⅱ類樁），發(fā)現(xiàn)混凝土疏松，強(qiáng)度低。樁頂部位混凝土疏松現(xiàn)象多分布在樁頂標(biāo)高接近地坪標(biāo)高的樁基。
（6）混凝土灌注過程中曾發(fā)現(xiàn)混凝土和易性差，單粒徑而將混凝土退回混凝土生產(chǎn)廠家。
（7）有缺陷樁身混凝土灌注施工過程中曾因村民阻攔或混凝土供應(yīng)不連續(xù)等原因?qū)е禄炷镣ｎD，停頓時(shí)間最長超過40min。
（8）10#右1樁身混凝土灌注施工結(jié)束拆除導(dǎo)管時(shí)，發(fā)現(xiàn)最后兩節(jié)導(dǎo)管的外壁上附著有20~30cm厚的松散混凝土，導(dǎo)管拔除后，上段樁身混凝土中央出現(xiàn)一空洞。
4原因分析
4.1樁身混凝土質(zhì)量缺陷原因分析
根據(jù)上述現(xiàn)象，分析樁身混凝土質(zhì)量缺陷如下：
（1）從上述現(xiàn)象（3）和（4），由于PH值和膠體率偏低，導(dǎo)致泥漿失水量增加，流動性降低，同時(shí)由于正循環(huán)法排渣不夠徹底，泥漿中固相沉淀快，這是造成樁身混凝土缺陷的主要原因之一。
（2）由于混凝土添加了NF高效減水劑，根據(jù)研究，高效減水劑的坍落度損失較快，當(dāng)混凝土灌注進(jìn)入后期，混凝土已失去了流動性，同時(shí)拆管不及時(shí)，對混凝土攪動很少，出現(xiàn)混凝土“假凝”，甚至初凝，這是造成樁身混凝土缺陷的另一主要原因。另外NF高效減水劑也易引起混凝土離析。
（3）漏斗高度（導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度）不夠，導(dǎo)致灌注后期混凝土下降困難，也是重要影響因素。
4.2樁身混凝土質(zhì)量缺陷形成過程推斷
4.2.1混凝土裹砂缺陷形成的推斷
灌注過程中，由于泥漿PH值和膠體率低，泥漿中固相成分隨時(shí)間推移不斷沉淀，浮漿不斷返出，加劇了固相成分的沉淀，沉淀的固相成分聚集在灌注混凝土面上。當(dāng)混凝土灌注進(jìn)入后期，由于“假凝”及導(dǎo)管埋置過深，拆管時(shí)，混凝土“抱管”，導(dǎo)致斷面出現(xiàn)“縮徑”現(xiàn)象，沉淀的砂粒灌進(jìn)來填充。孔壁為殘積亞粘土，對沉淀砂層有吸引力，沉淀砂層上升摩阻力增大，從而使沉淀砂層停留在原地方，不隨混凝土灌注而抬升。
當(dāng)拆管頻繁，對混凝土攪動較多，且導(dǎo)管埋深較淺時(shí)，上述情況就不會發(fā)生。
4.2.2混凝土疏松缺陷形成的推斷
當(dāng)混凝土灌注到達(dá)樁頂附近，由于導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度不夠，孔內(nèi)混凝土上升困難，加上NF高效減水劑容易引起離析的缺陷，這時(shí)水泥漿從混凝土中離析出來，先行上升，骨料留在原地方。骨料由于缺少泥漿，水化不充分，即出現(xiàn)混凝土疏松現(xiàn)象。
當(dāng)導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度調(diào)整到使混凝土灌注順利時(shí)，上述情況就不會發(fā)生。
5改進(jìn)措施
針對上述原因，采取了以下改進(jìn)措施：
（1）改善泥漿性能。采取的措施包括：在泥漿中摻入純堿和膨潤土；配備1臺泥砂分離器。控制泥漿指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求：含砂率≤4%，PH值8~10，膠體率≥95%。純堿和膨潤土摻入量根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)確定。
（2）改進(jìn)混凝土配合比，摻加磨細(xì)礦渣，提高混凝土的和易性；嚴(yán)格控制粗骨料級配；現(xiàn)場每車混凝土均測坍落度，符合要求后才允許投入灌注。
（3）控制導(dǎo)管埋深2~6m，在確保不斷樁的情況下，增加拆管次數(shù)，盡量減少導(dǎo)管埋深。
（4）在灌注后期，提高導(dǎo)管內(nèi)混凝土高度，控制漏斗底部與護(hù)筒保持3~4m的距離，確保灌注順利。
（5）加強(qiáng)管理，力求混凝土供應(yīng)及時(shí)和縮短混凝土待灌時(shí)間，確保混凝土灌注施工連續(xù)、快速。
6改進(jìn)效果
采取改進(jìn)措施后灌注的樁身混凝土，第三批檢測16根，其中Ⅰ類樁13根，Ⅱ類樁2根，Ⅲ類樁1根，說明改進(jìn)措施是有效的，但仍不夠徹底。檢查混凝土灌注施工記錄，發(fā)現(xiàn)缺陷樁身混凝土的導(dǎo)管埋深依然較大，為7~8m，混凝土灌注過程中仍有混凝土灌注不連續(xù)現(xiàn)象。為此，在后續(xù)樁身混凝土施工中，對控制導(dǎo)管埋深和混凝土連續(xù)灌注進(jìn)行認(rèn)真落實(shí)。后續(xù)施工的樁身混凝土經(jīng)檢測，除個(gè)別為Ⅱ類樁外，其余均為Ⅰ類樁，杜絕了Ⅲ類樁，這也從另一側(cè)面證明了樁身混凝土缺陷原因分析是正確的。       
7體會
通過本次查找樁身混凝土缺陷原因的過程，我們發(fā)現(xiàn)只有嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工，才能確保工程質(zhì)量，切忌憑所謂的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)施工。
[參考文獻(xiàn)]
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