钻孔灌注桩施工机具简单, 且施工过程具有噪音低、 对相邻楼宇影响小、 施工安全性好 等诸多优点,于是在基础加固工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多, 技术要求高, 工艺较复杂, 需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌 注,无法直观的对质量进行控制,人为因素的影响较大,若稍有疏忽, 很容易浮现一些质量 问题, 甚至造成重大质量事故, 危及桩基工程的安全。 以下针对本工程的特点分析钻孔灌注 桩质量通病与防治措施 :
孔壁坍塌、成孔后钢筋笼安放不下去。
1)砂层钻进泥浆性能差(如粘度太小、含砂量大等),不能起到护壁作用; 2)孔斜、地层软硬不均等原因造成扩孔; 3)在某一孔段进尺速度极不均衡或者重复钻进; 4)在非稳定层段(如砂层)钻进过程中反复抽吸造成孔壁局部失稳; 5)钻进速度太快引起塌孔。
2)采取合理的钻进工艺,反对片面追求进尺而盲目钻进; 3)在粘性土层中钻进,每钻进一个钻杆重复进行扫孔。
2)大扩孔、塌孔严重采用黏土回填;
3)保证钻头直径重新下钻扫孔,缓慢提起钻头,处理后重新下钻。 1)小扩孔、轻微塌孔可不做处理;
1)保证泥浆的性能及水头压力以满足护壁要求;
桩孔垂直度偏差大于 1%。
1)地质原因:相邻两种地层的硬度相差较大,钻头在软层一边进尺速度较快,在硬岩层一
边进尺速度较慢,从而在钻头底部形成进尺速度差,导致钻头趋向软地层方向; 2)设备因素:如提吊中心、转盘中心、孔中心不在同一铅垂直线上,钻杆刚性差,钻进过 程中钻机发生平面位移或者不均匀沉降; 3)操作不当,钻进参数不合理。
2)根据准确的地质柱状图选择钻进工艺参数; 3)通过软硬不均地层时采用轻压慢转;
4)钻进砂层时要特殊注意控制泥浆性能及钻头转数。
1)必须使钻进设备安装符合质量要求;
施工过程中若发生孔斜现象, 住手继续下钻, 将扫孔纠斜钻头下到偏斜值超过规定的孔 深部位的上部, 慢速回转钻具, 并上下反复串动钻具。下放钻具时,要严格控制钻头下放速 度,借钻头重锤作用纠正孔斜。
吊放钢筋笼入孔时,已钻好的孔壁发生坍塌。
1)钻孔孔壁倾斜、浮现缩孔等孔壁极不规则时,由于钢筋笼入孔撞击而坍孔; 2)吊放钢筋笼时,孔内水位未保持住而坍孔; 3)吊放钢筋笼不子细,冲击孔壁产生坍孔。
1)钻孔时,严格掌握孔径、孔垂直度或者设计斜桩的斜度,尽量使孔壁较规则,如浮现缩孔, 必须加以管理和扩孔 ;
2)在灌注水下混凝土前,要始终维持孔内有足够水头高;3)吊放钢筋笼时,应对准孔中心,并竖直插入。
钢筋笼吊运中变形;钢筋笼保护层不够;钢筋笼底面标高与设计不符。
1)桩钢筋笼加工后,钢筋笼在堆放、运输、吊入时没有严格按规程施工,支垫数量不够或者
位臵不当,造成变形; 2)钢筋笼上没有绑设足够垫块,吊人孔时也不够垂直,产生保护层过大及过小; 3)清孔后由于准备时间过长,孔内泥浆所含泥砂,钻渣逐渐又沉落孔底,灌注混凝土前没 按规定清理干净,造成实际孔深与设计不符,形成钢筋笼底面标高有误。
1)钢筋笼根据运输吊装能力分段制作运输,吊入钻孔内再焊接相连接成一根; 2)钢筋笼在运输及吊装时,除预制焊接时每隔 2.0m 设臵加强箍筋外,还应在钢筋笼内每 隔 3.0~4.0m 装一个可拆卸的十字形暂时加强架,待钢筋笼吊入钻孔后拆除; 3)钢筋笼周围主筋上,每隔一定间距设混凝土垫块或者塑料小轮状垫块,使混凝土垫块厚和 小轮半径符合设计保护层厚; 4)最好用导向钢管固定钢筋笼位臵,钢筋笼顺导向钢管吊入孔中,这样,不仅可以保证钢 筋的保护层厚符合设计要求,还可保证钢筋笼在灌注混凝土时,不会发生偏离; 5)做好清孔,严格控制孔底沉淀层厚度,清孔后,及早进行混凝土灌注。
灌注桩首次灌注混凝土时,孔内泥浆及水从导管下口灌入导管;灌注中,导管
接头处进水;灌注中,提升导管过量,孔内水和泥浆从导管下口涌入导管等现象。
1)首次灌注混凝土时,由于灌满导管和导管下口至桩孔底部间隙所需的混凝土总量计算不 当,使首灌的混凝土不能埋住导管下口,而是全部冲出导管以外,造成导管底口进水事故; 2)灌注混凝土中,由于未连续灌注,在导管内产生气囊,当又一次会萃大量混凝土拌合物 猛灌, 导管内气囊产生高压, 将两节导管间加入的封水橡皮垫挤出, 导致导管接口漏空而进 水;
3)导管拼装后,未进行水密性试验,由于接头不严密,水从接口处漏入导管; 4)测深时,误削造成导管提升过量,导致导管底口脱离孔内的混凝上液面,使泥水进入。
1)确保首批灌注的混凝土总方量,能满足填充导管下口与桩孔底面间隙和使导管下口首灌 时被埋设深度≥1m 的需要,首灌前,导管下口距孔底普通不超过 0.4m; 2)在提升导管前,用标准测深锤(锤重不小于 4kg ,锤呈锥状。吊锤索用质轻,拉力强, 浸水不伸缩的尼龙绳) 测好混凝上表面的深度, 控制导管提升高度, 始终将导管底口埋于已 灌入混凝上液面下不少于 2m;
3)下导管前,导管应进行试拼,并进行导管的水密性、承压性和接头抗拉强度的试验。试 拼的导管, 还要检查其轴线是否在一条直线上。试拼合格后, 各节导管应从下而上挨次编号, 并标示累计长度。入孔拼装时,各节导管的编号及编号所在的圆周方位,应与试拼时相同, 不得错、乱,或者编号不在一个方位; 4)首灌混凝土后,要保持混凝土连续地灌注,尽量缩短间隔时间;当导管内混凝土不饱满 时,应徐徐地灌注,防止导管内形成高压气囊。
导管已提升很高,导管底口埋入混凝土接近 1m,但是灌注在导管中的混凝土
仍不能涌翻上来。
1)由于各种原因使混凝土离析,粗骨料集中而造成导管阻塞, 2)由于灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土已初凝,增大了管内混凝土下落的阻力,使 混凝土堵在管内。
1)灌注混凝土的坍落度宜在 18~22cm 之间,并保证具有良好和易性,在运输和灌注过 程中不发生显著离析和泌水;
2)保证混凝土的连续灌注,中断灌注不应超过 30min。
导管提升时,导管接头法兰盘或者螺栓挂住钢筋笼,无法提升导管。
1)导管拼装后,其轴线不顺直,弯折处偏移过大,提升导管时,挂住钢筋笼; 2)钢筋笼搭接时,下节的主筋摆在外侧,上节的主筋在里侧,提升导管时被卡挂住,钢筋 笼的加固筋焊在主筋内侧,也易挂在导管上; 3)钢筋笼变形成折线或者弯曲线,使导管与其发生卡、挂。
1)导管拼装后轴线顺直,吊装时,导管应位于井孔中央,并在灌注前进行升降是否顺利的 试验,法兰盘式接口的导管,在连接处罩以圆锥形白铁罩,白铁罩底部与法兰盘大小一致, 白铁罩顶与套管头上卡住; 2)钢筋笼分段入孔前,应在其下端主筋端部加焊一道加强箍,入孔后各段相连时,应搭接 方向适宜,接头处满焊。
钢筋笼入孔后,虽已加以固定。但在孔内灌注混凝土时,钢筋笼向上浮移。
混凝土由漏斗顺导管向下灌注时,混凝土的位能产生一种顶托力,该种顶
托力随灌注时混凝土位能的大小, 灌注速度的快慢, 首批混凝土的流动度, 首批混凝土的表 面标高大小而变化;当顶托力大于钢筋笼的分量时,钢筋笼会被浮推上升。
1)磨擦桩应将钢筋骨架的几根主筋延伸至孔底,钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定; 2)灌注中,当混凝土表面接近钢筋笼底时,应放慢混凝土灌注速度,并应使导管保持较大 埋深,使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离,以便减小对钢筋笼的冲击;
3) 混凝土液面进入钢筋笼一定深度后, 应适当提升导管, 使钢筋笼在导管下口有一定埋深, 但注意导管埋入混凝土表面应不小于 2m。
灌注水下混凝土过程中,发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒,随即骤降并
冒出气泡,为坍孔征兆,如用测深锤探测混凝土面与原深度相差不少时,可确定为坍孔。
1)灌注混凝土过程中,孔内外水头未能保持一定高差,在潮汐地区,没有采取措施来稳定 孔内水位; 2)护筒刃脚周围漏水,孔外堆放重物或者有机器振动,使孔壁在灌注混凝土时坍孔; 3)导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易同时发生坍孔。
1)灌注混凝土过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水; 2)用吸泥机吸出坍人孔内的泥土,同时保持或者加大水头高,如再也不坍孔,可继续灌注; 3)如用上法处治,坍孔仍不停时,或者坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出,回填黏土, 重新钻孔。
导管从已灌入孔内的混凝土中提升费劲,甚至拔不出,造成埋管事故。
1)灌注过程中,由于导管埋入混凝土过深,普通往往大于 6m; 2)由于各种原因,导管超过 0.5h 未提升,部份混凝土初凝,抱住导管。
1)导管采用接头形式宜为卡口式,可缩短卸导管引起的导管停留时间,各批混凝土均掺入 缓凝剂,并采取措施,加快灌注速度; 2)随混凝土的灌入,勤提升导管,使导管埋深不大于 6m。
已浇注的桩身混凝土,没有达到设计桩顶标高再加之 0.5~ 1.0m 的高度。
1)混凝土灌注后期,灌注产生的超压力减小,此时导管埋深较小,由于测深时,仪器不精 确,或者将过稠浆渣、坍落土层误判为混凝土表面,使导管提冒漏水; 2)测锤及吊锤索不标准,手感不明显,未沉至混凝土表面,误判已到要求标高,造成过早 拔出导管,中止灌注; 3)不懂得首灌混凝土中,有一层混凝土从开始灌注到灌注完成,向来与水或者泥浆接触,不 宜受浸蚀,还难免有泥浆、钻渣等杂物混入,质量较差,必须在灌注后凿去。因此,对灌注 桩的桩顶标高计算时, 未在桩顶设计标高值上增加 0.5~1.0m 的预留高度, 从而在凿除后, 桩顶低于设计标高。
1) 尽量采用准确的水下混凝土表面测深仪, 提高判断的精确度, 当使用标准测深锤检测时, 可在灌注接近结束时用取样盒等容器直接取样,鉴定良好混凝土面的位臵; 2)对于水下灌注的桩身混凝土,为防止剔桩头造成桩头短浇事故,必须在设计桩顶标高之 上增加 0.5~1.0m 的高度,低限值用于泥浆比重小的、灌注过程正常的桩,高限值用于发 生过堵管、坍孔等灌注不顺利的桩;
3)无地下水时,可开挖后做接桩处理; 4)有地下水时,接长护筒,沉至已灌注的混凝土面以下,然后抽水、清渣、按接桩处理。
先后两次灌注的混凝土层之间,夹有泥浆或者钻渣层,如存在于部份截面,为
夹 泥;如属于整个截面有夹泥层或者混凝土有一层彻底离析,基本无水泥浆粘结时,为断桩。
1)灌注水下混凝土时,混凝土的坍落度过小,集料级配不良,粗骨料颗粒太大,灌注前或者 灌注中混凝土发生离析,或者导管进水等使桩身混凝土产生中断;
2) 灌注中发生阻塞导管又未能处理好, 或者灌注中发生导管卡挂钢筋笼, 埋导管, 严重坍孔, 而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥,混凝土桩身中断的严重事故; 3)清孔不彻底或者灌注时间过长,首批混凝土已初凝,而继续灌入的混凝土冲破顶层与泥浆 相混; 或者导管进水, 普通性灌注混凝土中坍孔, 均会在两层混凝土中产生部份含有泥浆渣土 的截面。
1)混凝土坍落度严格按设计或者规范要求控制住,尽量延长混凝土初凝时间(如用初凝慢的 水泥,加缓凝剂,尽量用卵石,加大砂率, 控制石料最大粒径) ; 2)灌注混凝土前,检查导管、混凝土罐车、搅拌机等设备是否正常,并有备用的设备、导 管,确保混凝土能连续灌注; 3)随灌混凝土,随提升导管,做到连灌、勤测、勤拔管,随时掌握导管埋入深度,避免导 管埋入过深或者过浅; 4)采取措施,避免导管卡、挂钢筋笼,避免浮现堵导管、埋导管、灌注中坍孔、导管进水 等质量通病的发生。
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