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桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

2015-05-09 12:49:27 来源:中国检测网 阅读:

  桥涵基础与下部结构施工,应注桩基础施工、桩接柱施工、立柱施工、大型承台(大体积混凝土)施工等常见的质量风险点。这些风险点主要产生以下危害:桩基础施工不好直接影响桥涵结构的承载能力;桩接柱衔接不善会造成该处出现结构上的薄弱层,易引起早期破坏;大体积混凝土施工中出现裂缝、新旧混凝土结合不好会影响结构耐久性。

  灌注桩

  质量风险点:灌注桩偏位;桩顶高程偏低;钢筋笼上浮;断桩;坍孔;扩孔;缩孔、缩颈等。钢筋骨架制作、混凝土施工等问题参见相关章节。

  灌注桩偏位

  表现形式及危害:

  实测桩中心坐标与设计值偏差超出允许范围,为保证线形,施工单位往往调整立柱或接桩中心,导致桥梁作用在桩上的压应力与桩中心偏差过大,桩基础的作用不能完全发挥,易导致桩基础偏心受力而产生破坏。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  立柱中心与接桩中心偏差较大

  防控措施:

  1)增强施工人员责任心,确保测量放样精度,选用合适型号的钻机并保证钻机定位准确;

  2)护筒埋设应有足够深度,防止护筒底坍孔下沉引起偏位,同时护筒口应有效固定,防止移位;

  3)钻孔过程应经常校核护筒中心位置,以保证钢筋笼准确下放;

  4)钢筋笼应定位准确并有效固定。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  正常的桩接柱

  桩顶高程偏低

  表现形式及危害:

  桩顶高程低于设计标高,总桩长偏小,降低桩基承载力

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  桩顶混凝土预留高度不足

  防控措施:

  1)强化管理,增强责任心,保证混凝土浇注时的预留高度;

  2)测深锤宜加重,灌注将近结束时加注清水稀释泥浆并清理出沉淀土,以便准确测量桩混凝土标高;

  3)认真监测实际浇筑桩顶高程;

  4)凿除桩头时应控制好标高。

  钢筋笼上浮

  表现形式及危害:

  在浇灌混凝土的过程中,钢筋笼骨架出现上浮现象,导致桩基实际配筋情况与设计不符,影响桩基承载力。

  防控措施:

  1)配合比设计时,首灌混凝土的和易性应维持其一定的流动性至整桩灌注完毕;

  2)严格控制钢筋笼骨架加工质量;

  3)浇灌前应确认导管与钢筋笼之间无挂带现象;在沉放导管过程中必须注意其垂直度,避免粗骨料卡在导管与钢筋笼之间;

  4)浇筑前应检查钢筋笼的固定质量,浇筑过程中应加强监测,如发现钢筋笼松动,应及时处理;

  5)随时观测混凝土面位置,接近钢筋笼底时,控制混凝土浇灌量及浇灌速度。

  断桩

  表现形式及危害:

  桩基两层混凝土夹有泥浆渣土,或混凝土灌注间隔时间长,前一批混凝土已初凝乃至硬化,一根长桩相当于分成了两根以上的短桩,降低桩基承载力。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  断桩

  防控措施:

  1)护筒埋入深度应符合要求,汛期或潮汐地区水位变化过大时,应采取升高护筒,增加水头,或用虹吸管、连通管等措施保证水头相对稳定,护筒周围一定范围内不得堆放重物,不得有机器振动,避免引起坍孔致使桩基混凝土夹泥而产生断桩。

  2)应保证导管连接部位的质量,及时更换密封件;

  3)确保导管位置准确,避免挂带钢筋笼;

  4)导管埋深应在规范允许范围内,严格控制导管上拔速度,在提升前应准确测量混凝土面高度,计算导管埋入混凝土中长度及本次可提升高度;勤提勤拆导管,合理配置起重设备并加强检查、保养,保证施工设备在良好状态,避免设备故障导致断桩;

  5)混凝土的坍落度应保持在灌注后1h以上,混凝土初凝时间一定要保证在正常灌注时间的两倍以上,夏季施工时可掺加缓凝剂,保证混凝土的连续供应,避免浇筑间隔时间过长;

  6)严格控制清孔后泥浆质量,防止由于泥浆质量差,粉砂沉淀过快,无法准确判断砼面高度而导致导管埋深不足引起断桩。

  坍孔

  表现形式及危害:钻进过程中孔壁土层塌陷,堵塞孔洞。

  防控措施:

  1)在松散粉砂土或流砂中钻孔,特别是采用旋挖钻法时,应选用较大比重、粘度的泥浆,并放慢进尺速度,也可投入粘土掺片石或卵石,低锤冲击,将粘土膏、片石卵石挤入孔壁以稳定孔壁;

  2)清孔时应指定专人负责补水,保证钻孔内必要的水头高度,中段6~7m可输入高压水承压清孔,下段6~7m输入黄泥浆;

  3)护筒周围一定范围内不得堆放重物,不得有机器振动;

  4)发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻,坍孔部位不深时,可用深埋护筒法,将护筒周围土夯实填埋密实重新钻孔;

  5)水上钻孔钢护筒埋设深度应进入粘土层。

  扩孔

  表现形式及危害:孔径大于设计的差值超出允许范围,造成材料和资源的浪费。

  防控措施:

  1)保证钻杆竖直,防止钻孔倾斜导致扩孔;

  2)对地质报告进行复核,应认真记录、分析钻孔实际地质柱状图,根据实际地质情况选择合适的泥浆指标、钻头型号与钻进速度;

  3)采取有效措施防止钻锥摆动过大,适当控制冲击钻头提升高度。

  缩孔、缩颈

  表现形式及危害:

  1)孔径小于设计的差值超出允许范围,降低承载能力;

  2)桩身混凝土直径小于设计值,降低承载能力。

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  缩孔

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  缩颈

  防控措施:

  1)经常检查钻具尺寸,及时补焊或更换钻齿。有软塑土时,采用失水率小的优质泥浆护壁;

  2)加强孔径检测,发生缩孔时,可采用钻具上、下反复扫孔的方法来扩大孔径;

  3)保持施工平台与桩头标高合理距离,形成混凝土灌注所需压力差;

  4)优化泥浆设计,保持泥浆的比重稳定性,防止沉淀;

  5)混凝土初凝时间应满足首灌混凝土在施工收尾时有足够的流动性。

  立柱(墩身)

  质量风险点:立柱(墩身)与桩基连接处混凝土质量较差、偏位大;立柱(墩身)与桩基连接钢筋不规范;立柱(墩身)钢筋定位不准;立柱与盖梁连接钢筋不规范等。

  立柱(墩身)与桩基连接处混凝土质量差、偏位大

  表现形式及危害:

  立柱(墩身)与桩基连接处强度偏低、松散、夹泥、偏位,加速钢筋锈蚀,降低构件承载力和耐久性。

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  立柱与桩基连接处松散、夹泥

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  立柱与桩基连接偏位

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  桩头未破到位

  防控措施:

  1)保证钻孔桩中心位置准确;

  2)桩头混凝土预留高度应比设计标高高出0.5~1.0m,多余部分接桩前必须凿除;

  3)立柱(墩身)与桩基连接处混凝土应加强振捣,保证密实;

  4)桩头要破除到坚硬混凝土处,桩头无松散层;

  5)接桩模板底部要密封,防止漏浆。

  立柱(墩身)与桩基连接钢筋不规范

  表现形式及危害:

  1)桩基顶部钢筋未伸出桩顶,无法与立柱(墩身)连接。

  2)立柱(墩身)与桩基连接钢筋扭曲,连接处出现薄弱受力截面,抗弯能力下降,影响结构承载力。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  钢筋未伸出桩顶

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  立柱钢筋扭曲

  防控措施:

  1)桩基钢筋笼长度、钢筋间距以及立柱(墩身)钢筋制作须符合设计要求,适当增加内撑筋,避免吊运过程钢筋笼发生较大变形;

  2)控制好钢筋笼接长焊接长度,保证桩顶钢筋与立柱(墩身)的连接;

  3)桩头破除应达到设计要求,破除时须保护好钢筋,与立柱钢筋连接前及时认真调直。

  4)桩基钢筋笼偏位较大时,应将桩头混凝土按规定向下凿,按相关规定调整钢筋偏位。

  立柱与桩钢筋连接较好

  立柱(墩身)钢筋定位不准

  表现形式及危害:

  立柱(墩身)钢筋定位不准,造成结构受力不均且局部保护层厚度不足,影响混凝土承载力和耐久性。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  立柱钢筋笼偏位

  防控措施:

  1)严格按设计加工钢筋骨架,确保尺寸偏差不超过规范要求;

  2)钢筋骨架就位、模板安装应准确牢固,混凝土振捣时避免对钢筋骨架造成较大扰动。

  立柱与盖梁连接钢筋不规范

  表现形式与危害:

  1)立柱深入盖梁部分未向外扳成喇叭形,影响其与盖梁钢筋的连接;

  2)立柱深入盖梁部分未设置螺旋箍筋,影响结构的承载能力,易产生早期破坏。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  立柱钢筋伸入盖梁部分未扳成喇叭形

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  立柱钢筋伸入盖梁部分未设置螺旋箍筋

  防控措施:

  1)应按照设计规范要求将立柱钢筋伸入盖梁部分设计成喇叭状,并设置螺旋箍筋;

  2)施工单位应严格按照设计要求进行钢筋骨架加工。

  大体积混凝土

  质量风险点:温度裂缝;干缩裂缝;分层浇筑结合面质量差;施工泌水等。

  温度裂缝

  表现形式及危害:

  温度应力裂缝随温度升降而扩张或合拢,水分易进入混凝土内部,诱发钢筋锈蚀,降低结构安全性和耐久性。

  防控措施:

  1)优化设计,合理增配构造筋,提高抗裂性,配筋应采用小直径、小间距;结构设计中应充分考虑施工时的气候特征,合理设置施工缝;

  2)做好施工方案设计,应对施工阶段混凝土温度、温度应力、收缩应力进行计算,确定温升峰值、里表温差及降温速率等控制指标;

  3)配合比设计时,选用低水化热及凝结时间长的水泥品种,掺入适量的粉煤灰、减水剂以降低水泥用量,选用级配良好且含泥量低的粗细骨料;

  4)混凝土制备前应验证配合比,并进行绝热温升、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制裂缝所需的技术参数试验,必要时进行试泵送试验;

  5)应采取整体分层浇筑或推移式连续浇筑,以降低水化热;

  6)用冷却拌和用水、集料保湿防晒等方法降低混凝土入模温度;

  7)浇筑后及时覆盖塑料膜等保温材料以减缓混凝土表面散热速度,或内埋设水管,通入冷却水降低混凝土内外温差,并定期测定混凝土表面和内部温度,确保混凝土里表温差不大于25℃。

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  埋设冷水管降温

桥梁基础及下部结构施工常见质量问题及防控措施分析

  温度测量设备

  干缩裂缝

  表现形式及危害:

  混凝土内部游离水由表及里逐渐蒸发,导致混凝土相应产生干燥收缩,当收缩应力大于混凝土的抗拉强度时,就会出现由干缩裂缝,影响结构的耐久性。

  防控措施:

  1)优化混凝土配合比,降低水胶比;

  2)尽量缩短承台与墩身等刚度差异较大的混凝土浇筑时间间隔;

  3)保证混凝土拌和物各原材料用量的稳定;

  4)改善混凝土振捣施工工艺,加强混凝土振捣施工过程控制;

  5)加强混凝土的养护,覆盖保湿,防风、防暴晒以减少水分蒸发,防止混凝土表面脱水产生干缩裂缝;

  6)优化设计,首节墩身混凝土宜采用纤维混凝土或在混凝土表层布设抗裂钢筋网片,防止混凝土收缩时产生干裂。

  分层浇筑结合面质量差

  表现形式及危害:

  结合面表面浮浆未清除,表面凿毛不充分或凿毛方式不当,混凝土层间粘结质量差,易产生裂缝、渗水使钢筋锈蚀,降低结构的耐久性。

  防控措施:

  1)严格控制分层浇筑厚度,混凝土入模时应规范,具体可参考1.5.1条款,严禁自由下落,避免造成离析;

  2)当分层连续浇筑时,尽量缩短层间浇筑的时间间隔,须在前层混凝土初凝之前浇筑后层混凝土;

  3)按施工缝处理的混凝土浇筑过程,前层混凝土浇筑完毕后,及时刮除浮浆并在初凝前做好收浆、整平工作,防止浮浆收缩开裂;

  4)水平接缝应按照施工缝处理,为了加强混凝土层间连结,可在前层预埋连接钢筋,浇筑前将前层混凝土凿毛,清除浮浆杂物。

  施工泌水

  表现形式及危害:

  混凝土分层分段浇筑施工间隔时间较长,各分层之间产生泌水层,降低混凝土层间粘结力,在石子的底部或侧面形成孔隙,并形成泌水通道,降低了混凝土抗侵蚀能力。

  防控措施:

  1)在保证和易性的前提下降低混凝土单方用水量,配合比设计时应考虑泌水率的影响,施工时应复测泌水率变化;

  2)在结构侧模适当位置设排水孔,使多余水分从孔中自然排走;

  3)混凝土拌合物在满足施工性能的前提下,选用缓凝时间较短的减水剂,可有效减少泌水现象。

关键词:桥梁基础及下部结构施工,桩基础施工

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