钻孔灌注桩施工质量问题分析(2)
2.防治措施
(1)增大泥浆相对密度,在含水高、塑性大的软土中要在施工前精心安排,在条件允许的前提下,尽量加快成孔的速度,以减少孔壁变形的时间。钻孔完成后,经检查无缩径质量问题,应立即安装钢筋笼,并快速浇筑混凝土,缩短灌注的时间差。
(2)保证钻头质量,钻孔前检查钻头质量,钻头磨损严重或硬度达不到要求应进行更换。
(四)扩径
1.主要原因
(1)泥浆达不到要求,泥浆性能指标不符合要求,不能使孔壁形成坚实泥皮,护壁效果不好;泥浆相对密度低,形成的泥皮强度低,泥皮无法稳定孔壁。泥浆相对密度不足使孔内液面正压力不足,孔壁坍塌。
(2)钻孔速度过快,在松软砂层或其他不良土质情况下,由于钻孔进尺太快,引起坍孔。
(3)护筒埋设不合理,护筒埋深不够,护筒下端孔口漏水形成坍塌,有时还会引起孔口附近地面下沉,扩展成较大坍孔。此外,护筒外周回填土和接缝不密实,漏水、漏浆,以致于孔内液面高度不够或孔内出现承压水,减低孔壁的静水压力,容易造成坍孔。
(4)清孔后停顿时间过久、吊入钢筋骨架时碰撞孔壁或者导管倾斜碰撞孔壁等都容易导致坍孔。另外,钻孔时钻头摆动幅度太大容易造成坍孔,尤其在长桩情况下由于钻管刚度不够易发生。
(5)不稳定地层,不稳定地层主要指地层中存在较厚杂填土或过厚的砂层。
2.防治措施
(1)及时调整泥浆参数,孔壁塌陷的主要原因是土质松散,发生孔壁塌陷时,首先要保持孔内水位,并适当加大泥浆密度以稳孔护壁。值得注意的是泥浆相对密度高固然起到护壁的作用,同时会引起钻孔壁泥皮厚度增大,形成桩体与侧壁土之间的“润滑层”,使得混凝土与土体间的侧向摩擦力大大降低,因此泥浆密度一定要适宜,一般钻进过程中,泥浆的密度宜控制在1.1×1031.25×103kg/m3之间。如果孔壁塌陷严重,应立即回填黏土,待孔壁稳定后再重新钻进。使用冲击钻机成孔时,并应及时排出钻渣,添加熟土造浆。掏渣后应及时补充水,钻孔通过砂砾等强透水层,要避免孔内水梳失,使孔内水头高度不致过低。
(2)合理选择钻进参数,钻进过程中要根据地质情况控制好钻进速度,在松散粉砂土或流砂中钻进时,应采用低速度,使用较大密度、黏度、胶体率的泥浆,并应经常捞取渣样判断土质变化,及时调整钻进速度。用冲击钻机成孔时,遇到坚硬石质时应适当加大冲程,可以填人片石或卵石,反复冲击,以增强护壁。坍孔不严重时,可回填砂和黏土混合物到坍孔处以上,采取措施后继续钻进。坍孔严重时,应使用砂和黏土混合物全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。
(3)作好护筒埋设,护筒周围用黏土填封密实,控制护筒内水位,不宜使护筒内水位过低。发生钻孔漏浆、护筒内水头不能保持或孔口坍塌,可立即拆除护筒,将护筒周围回填夯实,加长护筒并重新埋设后再钻进。
(4)严格按照施工规范进行施工,各道工序保证高质量,这是防止桩孔坍塌的重要措施。严格掌握成孔和灌注的时间差,清孔后应抓紧时间浇灌混凝土、防止软土地层释放应力,保证在地层发生蠕变前完成灌注混凝土。吊入钢筋骨架时避免碰撞孔壁,防止导管倾斜碰撞孔壁,钻孔时钻头不能摆动。
(5)采取有效措施消除不良地层的影响,当杂填土比较薄时,可以将其直接挖除,用钢护筒进行护壁。砂层塌孔的主要原因是泥浆水头压力过小,当泥浆水头压力大于地下水头压力2m水柱,即可保持孔壁稳定。当泥浆水头压力差过小时,通过提高孔口高度等措施,提高泥浆的水头压力,保持孔壁稳定,也可以选用优质泥浆的方法来解决。
(五)沉渣过厚
1.主要原因
(1)清孔不到位,灌注混凝土之前,孔底清渣不彻底。若清孔后等待灌注时间长,因泥浆比重大、沉淀较快,容易形成沉渣。
(2)初灌量不足,混凝土下落时的重力动势能使其冲出导管后“挟持”沉渣向上返流,这一过程要求有足够的初灌量以便棍凝土具有较大动势能沉渣返流,初灌量不足便不能使沉渣返流。
2.防治措施
(1)根据现场情况采取以下清孔方法。①抽渣法——用抽渣筒掏孔底沉渣时应边抽边加水,保持一定的水头高度。抽渣后,用一根水管插到孔底注水,使水流从孔口溢出。在溢水过程中,孔内的泥浆密度逐渐降低,达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩。在下完钢筋笼后,再检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,应进行二次清孔,清孔完成后立即灌注水下混凝土。②吸泥法——清孔用吸泥机或简易吸泥机进行,清孔时由风管将高压空气输进排泥管,使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物,在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出,同时向孔内注水,保持孔内水位不变,直至喷出的泥浆指标符合规定时为止,此法适用于不易坍塌的端承桩和摩擦桩清孔。③换浆法——正循环旋转钻孔在终孔后,停止进尺,保持泥浆正常循环,以中速压人符合规定标准的泥浆,把孔内密度大的泥浆换出,使含砂率逐步减少,最后换成纯净的稠泥浆,这种泥浆短时间不会沉淀,使孔底沉渣在允许的范围内。
(2)初灌量必须要充足,初灌量在条件允许情况下尽可能多,便于混凝土夹持桩底沉渣上返。
(六)离析
1.主要原因
(1)混凝土配比不当,流动性等指标不合灌注要求,会出现混凝土中骨料架桥导致堵管。坍落度过大时会产生离析现象,使粗骨料相互挤压阻塞导管。
(2)导管漏水,由于长期使用,导管常出现焊接裂缝、锈蚀穿孔,灌注过程中导管进水,使水泥和骨料之间发生分离。在拔管拆装时,接头处卡人砂粒或垫圈密封性差,使导管连接部位漏水,形成局部离析。
(3)导管初置高度不合理,初灌时导管出口离桩底的高度与孔径和混凝土坍落度等因素有关,初置高度过高,使第一斗混凝土出管后被“洗澡”,砂浆和骨料明显分离,造成严重离析。
2.防治措施
(1)混凝土配合比必须满足水下灌注的需要,同时考虑气温及运输过程的影响,灌入料斗前应具有适宜的坍落度,骨料不得离析。灌注工作应连续进行。
(2)导管使用前须作密封试验,浇筑前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。在浇筑过程中发现漏水应加快浇筑速度,并加大混凝土埋深,使管内混凝土超出漏水处。如果因首批混凝土储量不足,下落后不能埋没导管底部而发生的泥水从底部进人管内,应将导管拔出,用空气吸泥机或抓斗清出己经灌入的混凝土,准备足够储量的混凝土重新灌注。
(3)避免导管位置偏离桩孔中心。
(4)控制导管初置高度,灌注导管距孔底的深度按施工经验以0.3~0.5m为宜;灌注方法宜采用“回顶法”,确保首次灌注混凝土量能使导管埋设0.8m以上。
四、结语
通过以上分析学习,可以加强我们在钻孔灌注桩方面的知识,相信大家在以后工作中对类似问题的出现有所思想准备,能更好的解决问题,对提高桩基施工质量有所帮助。
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