橋涵基礎(chǔ)與下部結(jié)構(gòu)施工,應(yīng)注意樁基礎(chǔ)施工、樁接柱施工、立柱施工、大型承臺(大體積混凝土)施工等常見的質(zhì)量風險點。這些風險點主要產(chǎn)生以下危害:樁基礎(chǔ)施工不好直接影響橋涵結(jié)構(gòu)的承載能力;樁接柱銜接不善會造成該處出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的薄弱層,易引起早期破壞;大體積混凝土施工中出現(xiàn)裂縫、新舊混凝土結(jié)合不好會影響結(jié)構(gòu)耐久性。
灌注樁
質(zhì)量風險點:灌注樁偏位;樁頂高程偏低;鋼筋籠上浮;斷樁;坍孔;擴孔;縮孔、縮頸等。鋼筋骨架制作、混凝土施工等問題參見相關(guān)章節(jié)。
灌注樁偏位
表現(xiàn)形式及危害:
實測樁中心坐標與設(shè)計值偏差超出允許范圍,為保證線形,施工單位往往調(diào)整立柱或接樁中心,導致橋梁作用在樁上的壓應(yīng)力與樁中心偏差過大,樁基礎(chǔ)的作用不能完全發(fā)揮,易導致樁基礎(chǔ)偏心受力而產(chǎn)生破壞。
立柱中心與接樁中心偏差較大
防控措施:
1)增強施工人員責任心,確保測量放樣精度,選用合適型號的鉆機并保證鉆機定位準確;
2)護筒埋設(shè)應(yīng)有足夠深度,防止護筒底坍孔下沉引起偏位,同時護筒口應(yīng)有效固定,防止移位;
3)鉆孔過程應(yīng)經(jīng)常校核護筒中心位置,以保證鋼筋籠準確下放;
4)鋼筋籠應(yīng)定位準確并有效固定。
正常的樁接柱
樁頂高程偏低
表現(xiàn)形式及危害:
樁頂高程低于設(shè)計標高,總樁長偏小,降低樁基承載力。
樁頂混凝土預留高度不足
防控措施:
1)強化管理,增強責任心,保證混凝土澆注時的預留高度;
2)測深錘宜加重,灌注將近結(jié)束時加注清水稀釋泥漿并清理出沉淀土,以便準確測量樁混凝土標高;
3)認真監(jiān)測實際澆筑樁頂高程;
4)鑿除樁頭時應(yīng)控制好標高。
鋼筋籠上浮
表現(xiàn)形式及危害:
在澆灌混凝土的過程中,鋼筋籠骨架出現(xiàn)上浮現(xiàn)象,導致樁基實際配筋情況與設(shè)計不符,影響樁基承載力。
防控措施:
1)配合比設(shè)計時,首灌混凝土的和易性應(yīng)維持其一定的流動性至整樁灌注完畢;
2)嚴格控制鋼筋籠骨架加工質(zhì)量;
3)澆灌前應(yīng)確認導管與鋼筋籠之間無掛帶現(xiàn)象;在沉放導管過程中必須注意其垂直度,避免粗骨料卡在導管與鋼筋籠之間;
4)澆筑前應(yīng)檢查鋼筋籠的固定質(zhì)量,澆筑過程中應(yīng)加強監(jiān)測,如發(fā)現(xiàn)鋼筋籠松動,應(yīng)及時處理;
5)隨時觀測混凝土面位置,接近鋼筋籠底時,控制混凝土澆灌量及澆灌速度。
斷樁
表現(xiàn)形式及危害:
樁基兩層混凝土夾有泥漿渣土,或混凝土灌注間隔時間長,前一批混凝土已初凝乃至硬化,一根長樁相當于分成了兩根以上的短樁,降低樁基承載力。
斷樁
防控措施:
1)護筒埋入深度應(yīng)符合要求,汛期或潮汐地區(qū)水位變化過大時,應(yīng)采取升高護筒,增加水頭,或用虹吸管、連通管等措施保證水頭相對穩(wěn)定,護筒周圍一定范圍內(nèi)不得堆放重物,不得有機器振動,避免引起坍孔致使樁基混凝土夾泥而產(chǎn)生斷樁。
2)應(yīng)保證導管連接部位的質(zhì)量,及時更換密封件;
3)確保導管位置準確,避免掛帶鋼筋籠;
4)導管埋深應(yīng)在規(guī)范允許范圍內(nèi),嚴格控制導管上拔速度,在提升前應(yīng)準確測量混凝土面高度,計算導管埋入混凝土中長度及本次可提升高度;勤提勤拆導管,合理配置起重設(shè)備并加強檢查、保養(yǎng),保證施工設(shè)備在良好狀態(tài),避免設(shè)備故障導致斷樁;
5)混凝土的坍落度應(yīng)保持在灌注后1h以上,混凝土初凝時間一定要保證在正常灌注時間的兩倍以上,夏季施工時可摻加緩凝劑,保證混凝土的連續(xù)供應(yīng),避免澆筑間隔時間過長;
6)嚴格控制清孔后泥漿質(zhì)量,防止由于泥漿質(zhì)量差,粉砂沉淀過快,無法準確判斷砼面高度而導致導管埋深不足引起斷樁。
坍孔
表現(xiàn)形式及危害:鉆進過程中孔壁土層塌陷,堵塞孔洞。
防控措施:
1)在松散粉砂土或流砂中鉆孔,特別是采用旋挖鉆法時,應(yīng)選用較大比重、粘度的泥漿,并放慢進尺速度,也可投入粘土摻片石或卵石,低錘沖擊,將粘土膏、片石卵石擠入孔壁以穩(wěn)定孔壁;
2)清孔時應(yīng)指定專人負責補水,保證鉆孔內(nèi)必要的水頭高度,中段6~7m可輸入高壓水承壓清孔,下段6~7m輸入黃泥漿;
3)護筒周圍一定范圍內(nèi)不得堆放重物,不得有機器振動;
4)發(fā)生孔口坍塌時,可立即拆除護筒并回填鉆孔,重新埋設(shè)護筒再鉆,坍孔部位不深時,可用深埋護筒法,將護筒周圍土夯實填埋密實重新鉆孔;
5)水上鉆孔鋼護筒埋設(shè)深度應(yīng)進入粘土層。
擴孔
表現(xiàn)形式及危害:孔徑大于設(shè)計的差值超出允許范圍,造成材料和資源的浪費。
防控措施:
1)保證鉆桿豎直,防止鉆孔傾斜導致擴孔;
2)對地質(zhì)報告進行復核,應(yīng)認真記錄、分析鉆孔實際地質(zhì)柱狀圖,根據(jù)實際地質(zhì)情況選擇合適的泥漿指標、鉆頭型號與鉆進速度;
3)采取有效措施防止鉆錐擺動過大,適當控制沖擊鉆頭提升高度。
縮孔、縮頸
表現(xiàn)形式及危害:
1)孔徑小于設(shè)計的差值超出允許范圍,降低承載能力;
2)樁身混凝土直徑小于設(shè)計值,降低承載能力。
縮孔
縮頸
防控措施:
1)經(jīng)常檢查鉆具尺寸,及時補焊或更換鉆齒。有軟塑土時,采用失水率小的優(yōu)質(zhì)泥漿護壁;
2)加強孔徑檢測,發(fā)生縮孔時,可采用鉆具上、下反復掃孔的方法來擴大孔徑;
3)保持施工平臺與樁頭標高合理距離,形成混凝土灌注所需壓力差;
4)優(yōu)化泥漿設(shè)計,保持泥漿的比重穩(wěn)定性,防止沉淀;
5)混凝土初凝時間應(yīng)滿足首灌混凝土在施工收尾時有足夠的流動性。
立柱(墩身)
質(zhì)量風險點:立柱(墩身)與樁基連接處混凝土質(zhì)量較差、偏位大;立柱(墩身)與樁基連接鋼筋不規(guī)范;立柱(墩身)鋼筋定位不準;立柱與蓋梁連接鋼筋不規(guī)范等。
立柱(墩身)與樁基連接處混凝土質(zhì)量差、偏位大
表現(xiàn)形式及危害:
立柱(墩身)與樁基連接處強度偏低、松散、夾泥、偏位,加速鋼筋銹蝕,降低構(gòu)件承載力和耐久性。
立柱與樁基連接處松散、夾泥
立柱與樁基連接偏位
樁頭未破到位
防控措施:
1)保證鉆孔樁中心位置準確;
2)樁頭混凝土預留高度應(yīng)比設(shè)計標高高出0.5~1.0m,多余部分接樁前必須鑿除;
3)立柱(墩身)與樁基連接處混凝土應(yīng)加強振搗,保證密實;
4)樁頭要破除到堅硬混凝土處,樁頭無松散層;
5)接樁模板底部要密封,防止漏漿。
立柱(墩身)與樁基連接鋼筋不規(guī)范
表現(xiàn)形式及危害:
1)樁基頂部鋼筋未伸出樁頂,無法與立柱(墩身)連接。
2)立柱(墩身)與樁基連接鋼筋扭曲,連接處出現(xiàn)薄弱受力截面,抗彎能力下降,影響結(jié)構(gòu)承載力。
鋼筋未伸出樁頂
立柱鋼筋扭曲
防控措施:
1)樁基鋼筋籠長度、鋼筋間距以及立柱(墩身)鋼筋制作須符合設(shè)計要求,適當增加內(nèi)撐筋,避免吊運過程鋼筋籠發(fā)生較大變形;
2)控制好鋼筋籠接長焊接長度,保證樁頂鋼筋與立柱(墩身)的連接;
3)樁頭破除應(yīng)達到設(shè)計要求,破除時須保護好鋼筋,與立柱鋼筋連接前及時認真調(diào)直。
4)樁基鋼筋籠偏位較大時,應(yīng)將樁頭混凝土按規(guī)定向下鑿,按相關(guān)規(guī)定調(diào)整鋼筋偏位。
立柱與樁鋼筋連接較好
立柱(墩身)鋼筋定位不準
表現(xiàn)形式及危害:
立柱(墩身)鋼筋定位不準,造成結(jié)構(gòu)受力不均且局部保護層厚度不足,影響混凝土承載力和耐久性。
立柱鋼筋籠偏位
防控措施:
1)嚴格按設(shè)計加工鋼筋骨架,確保尺寸偏差不超過規(guī)范要求;
2)鋼筋骨架就位、模板安裝應(yīng)準確牢固,混凝土振搗時避免對鋼筋骨架造成較大擾動。
立柱與蓋梁連接鋼筋不規(guī)范
表現(xiàn)形式與危害:
1)立柱深入蓋梁部分未向外扳成喇叭形,影響其與蓋梁鋼筋的連接;
2)立柱深入蓋梁部分未設(shè)置螺旋箍筋,影響結(jié)構(gòu)的承載能力,易產(chǎn)生早期破壞。
立柱鋼筋伸入蓋梁部分未扳成喇叭形
立柱鋼筋伸入蓋梁部分未設(shè)置螺旋箍筋
防控措施:
1)應(yīng)按照設(shè)計規(guī)范要求將立柱鋼筋伸入蓋梁部分設(shè)計成喇叭狀,并設(shè)置螺旋箍筋;
2)施工單位應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行鋼筋骨架加工。
大體積混凝土
質(zhì)量風險點:溫度裂縫;干縮裂縫;分層澆筑結(jié)合面質(zhì)量差;施工泌水等。
溫度裂縫
表現(xiàn)形式及危害:
溫度應(yīng)力裂縫隨溫度升降而擴張或合攏,水分易進入混凝土內(nèi)部,誘發(fā)鋼筋銹蝕,降低結(jié)構(gòu)安全性和耐久性。
防控措施:
1)優(yōu)化設(shè)計,合理增配構(gòu)造筋,提高抗裂性,配筋應(yīng)采用小直徑、小間距;結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)充分考慮施工時的氣候特征,合理設(shè)置施工縫;
2)做好施工方案設(shè)計,應(yīng)對施工階段混凝土溫度、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力進行計算,確定溫升峰值、里表溫差及降溫速率等控制指標;
3)配合比設(shè)計時,選用低水化熱及凝結(jié)時間長的水泥品種,摻入適量的粉煤灰、減水劑以降低水泥用量,選用級配良好且含泥量低的粗細骨料;
4)混凝土制備前應(yīng)驗證配合比,并進行絕熱溫升、泌水率、可泵性等對大體積混凝土控制裂縫所需的技術(shù)參數(shù)試驗,必要時進行試泵送試驗;
5)應(yīng)采取整體分層澆筑或推移式連續(xù)澆筑,以降低水化熱;
6)用冷卻拌和用水、集料保濕防曬等方法降低混凝土入模溫度;
7)澆筑后及時覆蓋塑料膜等保溫材料以減緩混凝土表面散熱速度,或內(nèi)埋設(shè)水管,通入冷卻水降低混凝土內(nèi)外溫差,并定期測定混凝土表面和內(nèi)部溫度,確保混凝土里表溫差不大于25℃。
埋設(shè)冷水管降溫
溫度測量設(shè)備
干縮裂縫
表現(xiàn)形式及危害:
混凝土內(nèi)部游離水由表及里逐漸蒸發(fā),導致混凝土相應(yīng)產(chǎn)生干燥收縮,當收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時,就會出現(xiàn)由干縮裂縫,影響結(jié)構(gòu)的耐久性。
防控措施:
1)優(yōu)化混凝土配合比,降低水膠比;
2)盡量縮短承臺與墩身等剛度差異較大的混凝土澆筑時間間隔;
3)保證混凝土拌和物各原材料用量的穩(wěn)定;
4)改善混凝土振搗施工工藝,加強混凝土振搗施工過程控制;
5)加強混凝土的養(yǎng)護,覆蓋保濕,防風、防暴曬以減少水分蒸發(fā),防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫;
6)優(yōu)化設(shè)計,首節(jié)墩身混凝土宜采用纖維混凝土或在混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片,防止混凝土收縮時產(chǎn)生干裂。
分層澆筑結(jié)合面質(zhì)量差
表現(xiàn)形式及危害:
結(jié)合面表面浮漿未清除,表面鑿毛不充分或鑿毛方式不當,混凝土層間粘結(jié)質(zhì)量差,易產(chǎn)生裂縫、滲水使鋼筋銹蝕,降低結(jié)構(gòu)的耐久性。
防控措施:
1)嚴格控制分層澆筑厚度,混凝土入模時應(yīng)規(guī)范,具體可參考1.5.1條款,嚴禁自由下落,避免造成離析;
2)當分層連續(xù)澆筑時,盡量縮短層間澆筑的時間間隔,須在前層混凝土初凝之前澆筑后層混凝土;
3)按施工縫處理的混凝土澆筑過程,前層混凝土澆筑完畢后,及時刮除浮漿并在初凝前做好收漿、整平工作,防止浮漿收縮開裂;
4)水平接縫應(yīng)按照施工縫處理,為了加強混凝土層間連結(jié),可在前層預埋連接鋼筋,澆筑前將前層混凝土鑿毛,清除浮漿雜物。
施工泌水
表現(xiàn)形式及危害:
混凝土分層分段澆筑施工間隔時間較長,各分層之間產(chǎn)生泌水層,降低混凝土層間粘結(jié)力,在石子的底部或側(cè)面形成孔隙,并形成泌水通道,降低了混凝土抗侵蝕能力。
防控措施:
1)在保證和易性的前提下降低混凝土單方用水量,配合比設(shè)計時應(yīng)考慮泌水率的影響,施工時應(yīng)復測泌水率變化;
2)在結(jié)構(gòu)側(cè)模適當位置設(shè)排水孔,使多余水分從孔中自然排走;
3)混凝土拌合物在滿足施工性能的前提下,選用緩凝時間較短的減水劑,可有效減少泌水現(xiàn)象。