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【摘 要】 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,望通过与同行们相互交流,从而达到提高施工水平的目的。
【关键词】 建筑;钻孔灌注桩;防治技术
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)06-044-02
以下是施工过程中易产生的一些问题及相应的防治措施:
1 缩径
1.1 产生的原因。
1.1.1 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。
1.1.2 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。
1.2.1 使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥浆。
1.2.2 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。
2.1.1 砼拌和物发生离析使桩身中断。
2.1.2 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。
2.1.3 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。
2.2.1 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±2mm,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4m,其底端不得带法兰盘。
2.2.2 导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。
2.2.3 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。
2.2.4 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。
3.1.1 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)。
3.1.2 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,在桩内形成高压气泡。高压气泡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,气泡浮力与上升阻力接近,在没有外力的作用下,气泡便滞留在桩身内,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泡内的水往上冒,出现“桩顶冒气泡”的怪现象。
3.1.3 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。
3.2.1 控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。
3.2.2 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泡。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,桩身形成高压气泡就很难避免。因此,应在灌注过程中适当上下活动导管,把已形成的高压气泡引出桩身。
3.2.3 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。
4.2.1 钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。
4.2.2 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。
4.2.3 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。
5.1.1 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。
5.1.2 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”。
5.1.3 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。
5.2.1 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<4m时,通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观,精度更高。
5.2.2 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 灌注砼时桩孔塌孔
6.1 产生的原因。
6.1.1 泥浆造浆性能差。
6.1.2 成孔过程中地质条件差。
6.1.3 下放钢筋笼时易造成塌孔。
6.1.4 成孔到灌注砼时间间隔过长。
6.1.5 泥浆稠度过大或过小。
6.2 防治措施。
6.2.1 在钻孔时,在孔内加入粘土或水泥等材料提高泥浆的性能。
6.2.2 提高泥浆比重;加高泥浆水头压力;在塌陷地层及上下1~2米范围内降低进尺速度。
6.2.3 在护筒上做好定位架,使定位中心与桩的中心重合,防止钢筋笼下放时侧歪,碰到孔壁造成塌孔。
6.2.4 提前做好施工安排工作,成孔后尽快浇筑砼。
6.2.5 严格控制泥浆指标,保证泥皮厚度适中。
总之,灌注桩混凝土浇筑时要把握这几个要点:砼的连续浇筑、砼的塌落度、导管的埋深等。
参考文献
1 李金根.土木工程施工.东南大学出版社,2007-2009
2 中华人民共和国住房和城乡建设部 (合著者),《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008).中国建筑工业出版社,2008(1)
3 住房和城乡建设部强制性条文协调委员会编.工程建设标准强制性条文 房屋建筑部分.中国建筑工业出版社,2013
【关键词】 建筑;钻孔灌注桩;防治技术
【中图分类号】 TU753.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2013)06-044-02
以下是施工过程中易产生的一些问题及相应的防治措施:
1 缩径
1.1 产生的原因。
1.1.1 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。
1.1.2 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。
1.2.1 使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥浆。
1.2.2 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。
2.1.1 砼拌和物发生离析使桩身中断。
2.1.2 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。
2.1.3 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。
2.2.1 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±2mm,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4m,其底端不得带法兰盘。
2.2.2 导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。
2.2.3 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。
2.2.4 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。
3.1.1 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)。
3.1.2 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,在桩内形成高压气泡。高压气泡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,气泡浮力与上升阻力接近,在没有外力的作用下,气泡便滞留在桩身内,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泡内的水往上冒,出现“桩顶冒气泡”的怪现象。
3.1.3 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。
3.2.1 控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。
3.2.2 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泡。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,桩身形成高压气泡就很难避免。因此,应在灌注过程中适当上下活动导管,把已形成的高压气泡引出桩身。
3.2.3 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。
4.2.1 钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。
4.2.2 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。
4.2.3 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。
5.1.1 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。
5.1.2 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”。
5.1.3 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。
5.2.1 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<4m时,通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观,精度更高。
5.2.2 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 灌注砼时桩孔塌孔
6.1 产生的原因。
6.1.1 泥浆造浆性能差。
6.1.2 成孔过程中地质条件差。
6.1.3 下放钢筋笼时易造成塌孔。
6.1.4 成孔到灌注砼时间间隔过长。
6.1.5 泥浆稠度过大或过小。
6.2 防治措施。
6.2.1 在钻孔时,在孔内加入粘土或水泥等材料提高泥浆的性能。
6.2.2 提高泥浆比重;加高泥浆水头压力;在塌陷地层及上下1~2米范围内降低进尺速度。
6.2.3 在护筒上做好定位架,使定位中心与桩的中心重合,防止钢筋笼下放时侧歪,碰到孔壁造成塌孔。
6.2.4 提前做好施工安排工作,成孔后尽快浇筑砼。
6.2.5 严格控制泥浆指标,保证泥皮厚度适中。
总之,灌注桩混凝土浇筑时要把握这几个要点:砼的连续浇筑、砼的塌落度、导管的埋深等。
参考文献
1 李金根.土木工程施工.东南大学出版社,2007-2009
2 中华人民共和国住房和城乡建设部 (合著者),《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008).中国建筑工业出版社,2008(1)
3 住房和城乡建设部强制性条文协调委员会编.工程建设标准强制性条文 房屋建筑部分.中国建筑工业出版社,2013