内护筒栓塞法在深水条件下埋管断桩处理中的应用(共5页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上内护筒栓塞法在深水条件下埋管断桩处理中的应用姜凌宇,杨玉银(中国水利水电第五工程局,河北 高碑店) 摘 要：结合赵山渡引水工程焦坑渡槽江中6-3号灌注桩埋管事故处理的成功实践,简要地介绍了一种在深水条件下断桩接桩的新方法,为同类工程事故的处理提供了有益的经验。 关键词：埋管;断桩;内护筒栓塞法;处理;深水条件;赵山渡引水工程1工程概况 赵山渡引水工程焦坑渡槽位于浙江省瑞安市境内,横跨飞云江,槽身采用预应力箱形简支结构,跨长33.4 m。每跨槽身基础由1组(4根)深孔混凝土灌注桩组成,混凝土标号为C25。江中部分有5组桩,桩径为1.20 m,内设106 cm钢筋笼,保护

2、层厚度为7 cm,其中发生断桩事故的6-3号桩孔设计底高程为-30.35 m,发生断桩位置为-7.22 m。 6-3号桩为摩擦桩,钻孔所揭示的地质柱状图见图1。施工期间,江水位受潮水涨落影响较大,潮水日涨落两次,最高施工水位高程为3.80 m,最低水位高程为0.50 m。2造成埋管断桩的原因 6-3号桩在浇筑水下混凝土过程中,由于拔管不及时,致使导管埋入混凝土下长达16 m。这时,导管内外混凝土已初凝,使导管与混凝土间摩擦阻力过大,导致导管无法拔出,造成埋管事故。经分析,产生埋管事故的原因主要有以下两点。 (1)错误的参照6-4号桩施工。 6-3号桩浇筑混凝土前,6-4号桩混凝土已浇筑完成。6

3、-3号孔浇筑过程中,忽视了两孔充盈系数的不同。事实上,6-3号孔与6-4号孔相比充盈系数小很多,因此,同样的浇筑方量,6-3号孔内混凝土面上升的高度大大高于6-4号孔,于是参照6-4号孔来判断6-3号孔内混凝土面的上升高度是错误的; (2)人员素质问题。 在混凝土浇筑过程中,施工人员已测出混凝土面的上升高度,但受6-4号孔浇筑经验的影响,认为混凝土面不会上升这么快,因此,不敢确认已测出的混凝土面上升高度,害怕判断失误而使导管底部脱空,造成质量事故,并因此承担责任。3断桩处理方案的选择 当发现埋管问题时,采用了提升架、千斤顶及手动葫芦等试拔,均无效。而此时表层混凝土已初凝,新导管插不下去,因此,

4、只能按断桩处理。 经用长钢筋试着插到混凝土面后探明:发生断桩处的高程为-7.22 m,上覆浮渣、淤泥近2.0 m。断桩处距桩底23.13 m,距河床6.02 m,距水上工作平台为11.02 m。 在研究处理方案时,开始想简单的采用强行排水,进行清淤、凿毛,然后按普通混凝土接桩。但真正施工时,却明显感到了问题的复杂性。由于施工期间断桩处江中地下水位很高,达11 m多,随着强排水的进行,孔内侧壁不断涌水、涌泥沙,甚至塌孔。勉强清淤尚可,但要将断桩桩头处施工缝处理好却非常困难。针对这种情况,选择以下几种办法进行处理。3.1回填粘土法 通过强排水割除导管后,保存孔位,以粘土回填,待塌孔稳定后,再掏出回

5、填土,重新下导管浇筑。3.2水泥浆置换法 导管割除后,在泥浆泵抽泥的同时,将高压喷射管下至断桩处,以11的浓水泥浆从断桩处直接置换孔内泥浆,同时起到护壁作用,然后重新下导管初灌,直至灌筑完毕。3.3内护筒栓塞法 导管割除后,先将原护筒(145 cm,下称外护筒)尽力下压,然后再在钢筋笼与外护筒之间加设内径稍小的钢护筒(下称内护筒),用锤击法辅以人工压入混凝土面上,内护筒高度应高出外护筒下缘50 cm左右,然后再在强排水、吸泥的同时,下导管直至混凝土面,灌注混凝土至内护筒上50 cm后,停止灌注,混凝土栓塞即浇筑完成,待其强度达到设计强度的40%左右时,再采用冲击锤将混凝土栓从内护筒中凿除,凿至

6、断桩处混凝土面后,再继续下凿50 cm左右,至新鲜混凝土面,最后除渣,接灌常态普通混凝土,其施工工序见图2。 以上3种处理方案,前两种均不能较好的处理断桩接缝混凝土面,桩体混凝土浇筑完毕后,必须对断桩处进行补强处理。这样,就得对桩体钻孔取芯,压入水泥浆补强,其施工费用明显较第三种方案大得多,且前两种方案,既使通过压浆补强,接桩效果也无法与第三种方案相比。因此,从技术和经济角度两方面综合考虑后,决定选用第三种方案。4处理方案设计 处理方案选定后,首先对外护筒进行了加压,使其尽可能进入地层更深一些,最后,外护筒下缘高程为-4.78 m。4.1内护筒设计 (1)高度。内护筒下缘要落到断桩处混凝土面上

7、,而上缘则要高出外护筒下缘50 cm。内护筒高度h内可按式(1)计算: (2)直径。内护筒的直径不应小于灌注桩设计桩径,施工中取内护筒直径为设计桩径,即1.20 m; (3)护筒钢板。宜选用较薄且具有一定变形能力、厚度为3.0 mm的钢板,这样,才有利于在护筒下沉过程中,一但被卡住时,便于处理。4.2混凝土栓塞设计 (1)混凝土标号。选用桩体设计混凝土标号,即C25混凝土; (2)混凝土栓塞高度。宜高出内护筒50 cm左右,这样,可以有效地保证内外护筒搭接处不漏水。栓塞高度h栓可按式(2)计算:4.3栓塞混凝土凿除时间设计 可选择在达到设计强度的40%左右时下凿混凝土栓。这样,既能有效地防止渗

8、漏,又能使混凝土强度不会太高,易于凿除。而这一时间的选定,约在栓塞浇筑后的34 d。4.4接桩高程设计 在混凝土栓塞凿到断桩面时应继续下凿。初步设计时,接桩高程可选择在断桩面下50 cm处,接桩高程接可按式(3)计算: 在施工中,如凿至设计高程后桩体混凝土面仍不密实,应继续下凿,直至出现新鲜密实的混凝土面为止。对于6-3号桩,初步设计接桩高程为:5断桩处理施工(见图2)5.1下压外护筒 在外护筒上口横放一型钢,用大锤击打型钢,通过型钢传力,使外护筒在地层中尽可能地均匀下沉。当外护筒已无法再下沉时,可进行外护筒内排水,以便能测出外护筒下缘高程。5.2下沉内护筒 将制好的内护筒通过提升架提起,放入

9、外护筒与钢筋笼之间,辅以人工配合将其沉到断桩处混凝土面上。下沉过程中要加强排水、清淤工作。5.3混凝土栓塞浇筑 内护筒沉至混凝土面后,重新下设导管至混凝土面上,然后加强排水、清淤,按水下混凝土方法浇筑混凝土栓塞至设计高程为止。5.4下凿混凝土栓及接桩处混凝土处理 栓塞浇筑完毕后第四天,采用80 cm冲击锤下凿混凝土栓,并辅以捞渣筒捞渣,一直凿到初步设计接桩高程,再清渣排水,然后人工凿除内护筒与钢筋笼之间的混凝土,并检查混凝土接桩施工缝是否满足常态混凝土接缝要求,否则应继续处理,直至符合要求为止。5.5接桩混凝土施工 完成以上工序后,外护筒及内护筒间即形成了混凝土有效空间,将地层和江水隔开,使浇

10、筑工作完全属于常态普通混凝土的施工方法。浇筑时,施工时间应选择在低潮时期,以减小渗水压力,混凝土浇筑前应调整钢筋笼,在笼上绑扎混凝土垫块,以控制保护层厚度,然后通过导管下料进行浇筑。其浇筑顶高程应超过最高水位,以便于后序工作能继续进行。6接桩效果检验 本着对工程负责的精神,为了验证接桩效果,专门邀请了浙江省水科院对6-3号桩进行了重点测试,以下简述测试情况。 (1)桩身完整性测试方法采用弹性波反射法; (2)测试仪器采用RS-1616K桩基动测试仪;ZJ型动测桩专用传感器和ACER586型笔记本式计算机1台; (3)检测依据为国家行业标准JGJ/T93-95“基桩低应变动力检测规程”及浙江省标准DBJ10-4-98“基桩低应变动力检测技术规程”; (4)检测结果:6-3号桩动测波形图见图3,动测结果见表1。7结论 实践证明:在深水条件下,采用内护筒栓塞法处理由于埋管等原因造成的断桩是完全可行的,且具有施工方便,质量可靠,施工成本低和施工速度快等特点,值得在同类工程中进行推广应用。参考文献:1交通部第一公路工程局.公路施工手册: 桥涵(上册)M.北京:人民交通出版社,19882杭州市建筑业管理局.深基础工程实践与研究M.北京:中国水利水电出版社,1999专心-专注-专业