软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治

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软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 1388


钻孔灌注桩目前在沿海地基处理中应用十分广泛,但因属隐蔽工程,成桩后质量检查比较困难,且由于软土的特殊性质,经常会出现一些质量问题。根据本人的施工实践,对其中一些主要的质量通病进行剖析,并提出相应的防治措施,期望通过与同行们相互交流,达到提高施工水平的目的。

1  缩径

1.1 产生的原因

(1)清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。

(2)孔中水头下降,对孔壁的静水压力减小,导致局部孔壁土层失稳坍落,造成砼桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成护颈。

1.2 防治措施

预防缩径的关键是控制泥浆比重,确保泥浆能保持孔壁平衡。

(1)使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥浆。

(2)成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不清泥,预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌,导致缩径的产生。

2 断桩

2.1 产生的原因

(1)砼拌和物发生离析使桩身中断。

(2)灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或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,砼桩身中断的严重事故。

(3)灌注时间过长,首批砼已初凝,而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,未及时作良好处理,均会在两层砼中产生部分夹有泥浆渣土的截面。

2.2  防治措施

(1)导管要有足够的抗拉强度,能承受其自重和盛满砼的重量;内径应一致,其误差应小于±2毫米,内壁须光滑无阻,组拼后须用球塞、检查锤作通过试验;导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4米,其底端不得带法兰盘。

(2)导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。

(3)严格控制导管埋深与拔管速度,导管不宜埋入砼过深,也不可过浅。及时测量砼浇灌深度,严防导管拔空。

(4)经常检测砼拌和物,确保其符合要求。

3  桩顶局部冒水、桩身孔洞

3.1  产生的原因

(1)水下砼灌注过程中,导管埋深过大,导管内外砼新鲜程度不同,再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁,致使导管活动部位的砼离析,保水性能差而泌出大量的水,这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的砼往上冒,形成通道(即桩身孔洞) 。

(2)水下砼灌注过程中,砼倾倒入导管速度过快过猛,把空气闷在导管中,在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下,在砼内不断上升,当上升到桩顶附近时,气包浮力与上升阻力接近,在没有外力的作用下,气包便滞留在桩身内,最终形成桩身孔洞。另外,有一些桩在余桩截后,桩身内残余的高压气体,因通道打开而顺桩身的细小缝隙释放出来。这时,常会携带部分遗留在气包内的水往上冒,出现“桩顶冒气泡”的怪现象。

(3)水下砼灌注时间过长,最早灌入孔内的砼坍落度损失过大,流动性变差,终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。

3.2  防治措施

(1) 控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。

(2) 砼倾入导管的速度应根据砼在管内的深度控制,管内深度越深,砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下,应始终保持导管内满管砼,以防止桩身形成高压气包。实际施工中,往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管,再次灌注时,桩身形成高压气包就很难避免。因此,应在灌注过程中适当上下活动导管,把已形成的高压气包引出桩身。

(3)加适当缓凝剂,确保砼在初凝前完成水下灌注。

4  钢筋笼上浮

4.1  产生的原因

砼由漏斗顺导管向下灌注时,产生一种顶托力,使钢筋笼上浮。

4.2  防治措施

(1)钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。

(2)灌注中,当砼表面接近钢筋笼底时,应放慢砼灌注速度,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)砼液面进入钢筋笼一定深度后,应适当提导管,使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入砼表面应不小于2 m,不大于10m。如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时,现场操作人员应及时补救,补救的办法是马上起拔拆除部分导管;导管拆除一部分后, 可适当上下活动导管;这时可以看到,每上提一次导管,钢筋笼在导管的抽吸作用下,会自然回落一点;坚持多上下活动几次导管,直到上浮的钢筋笼全部回落为止。当然,如果钢筋笼严重上浮,那么这一补救措施也不一定会十分奏效。

5 “烂桩头”

5.1  产生的原因

(1)清孔不彻底,桩顶浮浆过浓过厚,影响水下砼灌注时测量桩顶位置的精度。

(2)导管起拔速度过快,尤其是桩头直径过大时,如未经插捣,直接起拔导管,桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”。

(3)浇筑速度过快,导致孔壁局部坍塌,影响测量结果。

5.2  防治措施

(1)认真做好清孔工作,确保清孔完成后孔口没有泥块返出;在空孔较长的桩内测量砼上升面时,应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5~40mm碎石砼时,重锤的质量可以控制在1.5kg 左右;使用5~25mm 碎石砼时,重锤的质量可以控制在1kg 左右。在设计桩顶与地面距离<4 m时,通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观,精度更高。

(2)砼终灌拔管前,应使用导管适当地插捣砼,把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后,以便精确测量砼面。也可通过导管插捣使桩顶砼摊平。

6 灌注砼时桩孔坍孔

灌注水下砼过程中, 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。如用测深锤探测砼面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。

6.1  原因分析

(1)灌注砼过程中,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;孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注砼时坍孔。

(3)导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。

6.2 预防方法

(1)灌注砼过程中,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)用吸泥机吸出坍入孔内的泥土,同时保持或加大水头高度,如不再坍孔,可继续灌注。

(3)如用上法处治,坍孔应不停时,或坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出,回填粘土,重新钻孔。

7 孔位倾斜

7.1  原因分析

(1)桩机本身未竖直或桩机平台不水平。

(2)桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降。

(3)在进行超深桩作业时,桩机钻杆太细。

7.2 预防方法

(1)首先要扩大桩机支承面积,使桩机稳固,并保证钻机平台水平。

(2)采取经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。

(3)严格按照规范要求先配钻杆。

8  结语

总之,在软土地基上进行钻孔灌注桩作业比在其它地区作业难度更大,施工质量更难控制,这就要求我们在施

鉴于复合土工膜部分现场观测成果合成材料在工程应用中具有一定的抗老化能力,故有些国家的某些文件中对其使用年限作了较为宽限的规定,如前苏联BCH07-74《土石坝应用聚乙烯防渗结构须知》中规定,聚乙烯土工膜可用于使用年限不超过50年的建筑物。奥地利林茨公司发表的“聚丙烯复合土工膜土工合成材料的长期性状”一文中的结论写道:“对聚丙烯的15年以上的现场应用经验表明,它们的化学和生物稳定性高;织物的最大损坏是在施工中;铺设以后没有大变化;……可预期超过100年的稳定性。

工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查地质和有关灌注桩方面的资料,对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理,做至科学组织,精心施工,严格管理,施工质量是完全有保证的,这些所谓的质量通病也是完全可以避免的。


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