钻孔灌注桩施工质量问题分析
一、前言
由于我国地质差异很大,天然地基已无法满足高层建筑发展的需要,现在很多高层建筑都采用了钻孔灌注桩,下面我就对钻孔灌注桩施工常见的质量问题进行深入的分析,并提出了相对应的预防方法。
二、钻孔灌注桩的施工特点
钻孔灌注桩依据地质条件不同,分为干作业成孔和泥浆护壁(湿作业)成孔两类。钻孔灌注桩施工过程中无挤土、无振动、噪声小,对邻近建筑物及地下管线危害较小。适用于无地下水的一般黏性土层、砂土及人工填土地基。
三、钻孔灌注桩质量事故原因及预防
(一)断桩
1.主要原因
(1)导管操作不当。初灌未封底,导管距孔底太远,初灌量没有埋住导管,从而导致断桩;灌注混凝土中提升导管失误,将导管拔出了孔内混凝土面,重新插入续灌往往不能有效地将浮浆上返,形成分界面使桩身分段,易形成断桩;导管埋深不适当,导管埋深过大,混凝土的出口压力不够,甚至引起出料困难,施工速度缓慢,使得灌注过程导管内的混凝土无法正常返浆,时间过长管口下部混凝土出现初凝而断桩。
(2)混凝土浇筑时间过长,上部混凝土已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了聚积在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土浇筑困难而堵管。
(3)在流砂、砂砾、高液限土层中灌注混凝土过程中发生大量坍孔,护筒内水位忽然上升而随即骤降冒出气泡,坍落物可能会使混凝土中断形成断桩。
(4)因机械故障或停电等原因造成混凝土供应中断,造成施工不能连续进行,使导管中已灌注的混凝土凝固,无法继续灌注而形成断桩。
2.防治措施
(1)做好导管操作。①控制导管底端距孔底高,导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类及大小而定,最高不大于0.5m。②避免导管拔出混凝土面,必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。③控制导管深度,导管插人混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇筑速度、孔内护壁泥浆状态来决定。要适当加大导管的埋置深度,将其控制在规定的范围内,这样能有效避免因导管埋人太浅或者导管拔漏而造成的断桩事故,导管也不能埋置太探,否则可能会引起钢筋笼上浮,或因混凝土出管上泛阻力太大,上部混凝土长时间不动,坍落度损失而造成灌注不畅或其他质量问题。导管埋人混凝土面的深度以2~4m为宜。
(2)快速连续浇筑混凝土,在灌注混凝土的施工中,确保混凝土浇筑的连续性。每盘混凝土时间间隔应不大于0.5h,若有一定的时间间隔,每隔10min在小范围内上下活动导管2~3次,延长混凝土的初凝时间。如果因混凝土运输距离远、交通堵塞等因素预料到不能及时供应混凝土时,混凝土浇捣时应加缓凝剂来延缓混凝土凝固。
(3)施工前要充分了解勘察和钻孔资料,掌握工程地质条件,科学选择施工方法和工艺,确保棍凝土灌注质量。对因流砂等不良地质现象导致的孔壁严重坍塌,采取增大泥浆相对密度等措施来避免这类事故。
(二)斜桩
1.主要原因
(1)钻机底座安置水平程度不够或工作时地面产生不均匀沉陷,钻机倾斜。
(2)不良地质情况,钻孔中遇较大的孤石或探头石,钻杆偏向一侧。在有倾斜度的软硬地层交界处或岩面倾斜处钻进,钻头因受到的阻力不均匀,而产生偏移使桩孔倾斜。钻孔工程中发生孔壁坍塌,钻头偏向一方。钻孔中地基出现单侧沉降、地层中侧向土质不同、钻进中遇到坚硬地质等。
(3)操作不当,现在许多钻机采用快插接头钻杆且钻头结构简单、重量轻、无导向结构。在实际工程施工时,操作者为了加快钻进的速度,往往将钻杆重量全部加到钻头上,以增加钻进的钻压,易形成斜孔。
2.防治措施
(1)防止钻机倾斜,安装钻机时要使转盘、底座处于水平并平稳,保证在钻进时不产生位移和沉降。起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条竖钱上,并应经常检查校正。
(2)采取特殊工艺。钻孔中遇有较大的孤石、探头石,或发生坍孔钻头摆动偏向一侧时,冲击钻成孔的应回填片石、卵石冲平后再钻进,回转钻成孔的则在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔正直。在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊着钻杆控制进尺,低速钻进。发现钻孔偏斜时,应采用回填材料回填到偏斜处,待沉积密实后再继续钻进。穿过倾斜岩层过程中,应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻,以慢速钻孔。因孔内横向地层软硬不均匀而产生的斜孔,这种情况调整起来比较困难。可以尝试使用在斜孔位置加注混凝土的方法,用混凝土填充软弱部位,硬化后使其能均匀下钻。
(3)规范操作,控制钻进速度,避免将钻杆重量全部加到钻头上
(三)缩径
1.主要原因
(1)由于此类土层含水高、塑性大,钻进成孔时,土层在应力释放过程中,缓慢发生变形,导致孔径变小而造成缩径现象。在砂层或富水层中灌注时停钻时间太长,孔内泥浆在自重作用下失水,水向砂层渗透,泥浆附着于孔壁,越积越厚而加厚了泥壁,减小了孔径。
(2)钻头质量不佳,钻头严重磨损亦能导致缩径。
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