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摘要:隨着工程建设的发展,桩基事故不断产生,桩基事故主要由测量放线错误、成桩过程中断、混凝土离析、沉渣厚度大、灌注砼施工质量差、施工控制不严等因素引发。事故处理的方法主要包括补桩、接桩、复打、纠偏、扩大承台、复合地处理基等。施工时,要根据不同的事故引发原因和地质状况,做出相应的处理措施。
关键词:桩基;事故处理;措施方法
中图分类号:TU753.3文献标识码:A文章编号:1006-8937(2011)08-0149-02
勘察、设计、施工等诸多因素都影响着桩基质量,工程地质勘探的微小错误或设计与施工的轻微不适应,都极有可能引发桩基事故。桩基事故多形成在地下,具有隐蔽性,对其进行直观考察和评价有相当大的难度。同时对事故的分析与处理正确与否,会影响建筑物的安全性、造价及施工工期,更甚者将会被迫炸毁建筑物返工。因此,有效合理地处理桩基事故,显得极为重要。
1桩基事故的引发因素
桩基事故的成因复杂,引发因素较多,具体概括为以下几类:测量放线错误、成桩过程中断、混凝土离析、沉渣厚度大、灌注砼施工质量差、施工控制不严等。测量放线过程中发生错误,导致建筑物主体发生位置的错移或者桩位产生较大偏差;施工时,没有按照设计要求进行复打,使一些桩存在缩颈现象;单桩承载力达不到设计的要求成桩过程发生中断;灌注桩发生一系列沉渣厚度过大、混凝土离析、混凝土强度达不到要求等一系列质量问题,引发桩基事故;灌注砼施工质量未能得到很好保证,发生桩基断裂事故;施工控制不严或桩顶混凝土疏松造成灌注桩顶未达到标高。
2桩基事故处理的一般原则和基本要求
桩基的质量决定着整个建筑物的稳定性,对桩基事故的合理处理要建立在详细调研、合理部署、早发现早处理等原则的基础之上。
①事故处理前,做好准备工作。详细调研,分析清楚事故性质、引发因素和波及范围;统一各单位的施工意见,明确事故处理目的,初步选定处理方案。②早发现早处理,避免隐患遗留。单桩完成时,立即对其进行全面的检查,任何与设计不一致的部位都应引起高度重视,分析成因、提出可行性修改方案。做好施工记录,全面检查成桩记录和相关资料,一旦发现质量问题应立即解决,以免遗留隐患。③综合考虑工程各部分之间的关联。事故处理要与已完成部分相互适应,协调一致,与未施工部分做好衔接工序。例如在部分工程需要采取补桩法处理时,要充分考虑到邻近桩混凝土强度,若其强度过低,则邻近桩就很容易被损坏,为工程增添更多的问题。④详细分析事故成因,选取最优处理方案。桩基事故处理方法较多,常用的有接桩、补桩、复打、补强等。对于提出的各种方案,要进行经济、技术可行性论证,在工程各方达成一致的情况下,选取最优的处理方案。
3常见桩基事故及处理方法
桩基事故的处理要按照一定的程序进行(图1)。对于事故要先进行调查,对桩基进行质量检测,分析发生事故的原因,确定相应的处理方案。对于经过论证不必专门处理的事故,给出分析报告,对于需要进行专门处理的桩基事故,要综合处理已完成和未施工的工程部分与桩基的相互关系。根据方案施工,之后再次检测验收,提出事故处理报告。
常用的桩基事故处理方法有补桩、接桩、复打、纠偏、扩大承台、复合地基等。每一种方法的使用应该与事故引发的原因相适应。
3.1成孔过程中的事故处理方法
成孔事故包括扩孔、塌孔、缩孔、折断钻杆、掉钻锥等。发生成孔事故时,应避免轻易报废,尽力挽救。
①扩孔和塌孔。扩孔是指局部孔径扩大,超过了设计的孔径,扩孔事故发生之后,在有条件的情况下,尽量探明扩孔发生的位置和程度。根据扩孔程度,采取相应措施。如程度较轻,通过加大泥浆的密度,钻机满转不进尺等方法能控制扩孔,仍可继续钻进。若程度较深,则应该用小于2 cm的砾石与粘土混合物进行回填,待回填土沉积压实、水位稳定后用钻机钻进。塌孔是扩孔处直至空顶的塌陷,在地下水较多以及土质疏散的地层处容易出现。塌孔发生时,应该立即拔除护筒,及时用粘土将全孔回填。在重新钻孔时,注意监测观察有无异常现象。②缩孔。缩孔就是钻孔孔径的部分缩小。主要表现是:当钻锥钻过钻孔后,虽然出现卡锥或钻提不出来等现象,但钻锥并不刮碰翼板,仍然可以正常旋转。缩孔主要由软弱淤泥层遇水后发生粒径膨胀引起。缩孔的处理方法较为简单,即在钻孔中遇到可塑性强的粘土淤泥层时,要加快旋转缓慢进入,并且重复钻孔2~3次。在钻孔过程中,一旦出现缩孔,可用卷扬机提钻旋转,打磨缩孔部位,直至能够提出钻锥,之后在进行复钻。③折断钻杆和掉钻锥。钻桩折杆事故是指钻孔在没有达到设计的深度时,某节钻杆由于强度不够或受外力作用折断。钻杆折断时会发出声响,施工人员应特别注意。钻杆在折断后钻机的承载负荷会立即减轻,驱动机械噪音减小。折杆与掉锥事故发生之后,应及时打捞损坏的钻具。常用的打捞工具有螺旋取物器和卡板取杆器等。
3.2成孔事故处理方法
灌注桩成桩时,混凝土的浇筑通常是用导管在水下完成的。如若施工不当,很容易造成卡管、导管吊断以及底部外露等事故,这些事故统称为导管事故。
①卡管事故。卡管事故的处理方法有疏通法、提升法、重插法等。当混凝土的流动性小,或者石子的粒径过大,水栓堵塞时,容易造成卡管事故,此时采用疏通法解决。如果导管下端距离孔底的间隙比较小,甚至已经插入土壤中,造成的卡管事故,应该用提升法处理。将导管慢慢提升80~100 cm,待混凝土开始下落的时,再将导管降下约40~50 cm。如果都没有效果时,只有将导管提升出孔的外部,清理后重新插入。如果无法插入,则只能做报废处理。②导管吊断。如果导管在需要拔升的时没有及时处理,就容易在后期提升的时候发生断裂。导管拔断事故处理的方法主要有重插和接桩两种。如果在清除拔断的导管后,混凝土还未凝固,需要重新换个位置插入一个新的导管。如果桩的混凝土面距离设计的桩顶标准高非常近,可以采用接桩法。就是通过震压护筒办法,使护筒下沉,在排除泥浆、清除泥渣等工作后重新浇筑混凝土至规定标高。③露管。如是先前的混凝土量不足造成的露管,可通过清除孔底残留混凝土,重新浇筑;如是浇筑中出现导管提出混凝土面,最常用的是重插法。
3.3标高不足处理方法
桩基建造完成之后,有可能发现桩顶标高不足的现象,此处常采用接桩法进行处理。接桩法可分为开挖接桩和嵌入式接桩两种方法。
①开挖接桩。开挖接桩即挖出桩头,去除混凝土浮浆和松散层,并凿出钢筋,整理与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高。此类方法适用于灌注桩或预制桩。②嵌入式接桩。成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用嵌入式接桩法。此类方法适用于直径大的灌注桩。
3.4底部地基强度不够处理方法
构造运动复杂的地段,地层岩性多发生变化。如果勘察工作未能详细,将导致桩基底标高定于不适宜的软弱夹层、溶洞之上。对此类缺陷的处理经常采用注浆技术对桩周、桩底进行补强。
①底劈裂注浆和孔口高压注浆。桩底劈裂注浆采用慢进浆稍间隙的注浆工艺,反复注浆使压力稳定在2.0 MPa。完成桩底劈裂注浆后,在孔口安装套管,进行压浆,当孔口注浆压力也达到2.0 MPa的时,表明注浆工作完成。②压旋喷注浆法及压力注浆法。补强方法的流程:成孔→高压旋喷桩底补强→达到龄期后进行抽芯检查→利用抽芯检查孔进行压力注浆。如果桩底发现有溶洞,在桩底溶洞经处理之后,溶洞内的软弱物质与水泥结合在一起或者已经被水泥浆体所置换,与桩基底部的地层紧密胶结,补强成功。一般进行补强处理后水泥固结体28 天后才能取芯,并且单个轴的抗压强度要高于10 MPa。桩底补强布孔方案可参照图2 补强一般采用3个注浆孔进行补强,注浆孔平面布置如见图2a,根据经验值,旋喷固结覆盖范围见图2b。
3.5桩基施工方法
部分桩基发生的事故是因施工的顺序或施工的工艺不正确而导致的。在处理过程中,一方面要对事故进行补救措施,另一方面要改变错误的施工方法,避免事故的再次发生。常用的方法为:改变成桩的施工顺序,改变成桩方法,先钻孔再打桩,改换施工设备,降低地下水位等。
3.6地基的设计
当地质资料与实际情况不符合,打桩时遇到地下障碍等情况发生时,可以通过修改桩基设计的方法来解决施工问题。主要为改变桩型号,改变桩的埋入深度,修改承台,改变桩位等方法。
4结论
桩基事故的成因复杂,引发因素较多。主要包括测量放线错误、成桩过程中断、混凝土离析、沉渣厚度大、灌注砼施工质量差、施工控制不严等。事故处理前,要做好准备工作;尽量早发现早处理,避免隐患遗留;综合考虑工程各部分之间的关联;详细分析事故成因,选取最优处理方案。桩基事故的处理方法很多,施工时要根据不同的事故引发原因和地质状况作出相应的处理措施。
参考文献:
[1] 潘新晨.如何有效处理桩基事故[J].价值工程.2010,29(3): 198-199.
[2] 程和平.浅谈钻孔灌注桩基事故的处理[J].常州工程职业 技术学院学报,2004,19(1):25-26.
[3] 王赫,胡明亮.关于桩基事故处理的若干问题与建议[J].建 筑结构.1997,(9):36-40.
关键词:桩基;事故处理;措施方法
中图分类号:TU753.3文献标识码:A文章编号:1006-8937(2011)08-0149-02
勘察、设计、施工等诸多因素都影响着桩基质量,工程地质勘探的微小错误或设计与施工的轻微不适应,都极有可能引发桩基事故。桩基事故多形成在地下,具有隐蔽性,对其进行直观考察和评价有相当大的难度。同时对事故的分析与处理正确与否,会影响建筑物的安全性、造价及施工工期,更甚者将会被迫炸毁建筑物返工。因此,有效合理地处理桩基事故,显得极为重要。
1桩基事故的引发因素
桩基事故的成因复杂,引发因素较多,具体概括为以下几类:测量放线错误、成桩过程中断、混凝土离析、沉渣厚度大、灌注砼施工质量差、施工控制不严等。测量放线过程中发生错误,导致建筑物主体发生位置的错移或者桩位产生较大偏差;施工时,没有按照设计要求进行复打,使一些桩存在缩颈现象;单桩承载力达不到设计的要求成桩过程发生中断;灌注桩发生一系列沉渣厚度过大、混凝土离析、混凝土强度达不到要求等一系列质量问题,引发桩基事故;灌注砼施工质量未能得到很好保证,发生桩基断裂事故;施工控制不严或桩顶混凝土疏松造成灌注桩顶未达到标高。
2桩基事故处理的一般原则和基本要求
桩基的质量决定着整个建筑物的稳定性,对桩基事故的合理处理要建立在详细调研、合理部署、早发现早处理等原则的基础之上。
①事故处理前,做好准备工作。详细调研,分析清楚事故性质、引发因素和波及范围;统一各单位的施工意见,明确事故处理目的,初步选定处理方案。②早发现早处理,避免隐患遗留。单桩完成时,立即对其进行全面的检查,任何与设计不一致的部位都应引起高度重视,分析成因、提出可行性修改方案。做好施工记录,全面检查成桩记录和相关资料,一旦发现质量问题应立即解决,以免遗留隐患。③综合考虑工程各部分之间的关联。事故处理要与已完成部分相互适应,协调一致,与未施工部分做好衔接工序。例如在部分工程需要采取补桩法处理时,要充分考虑到邻近桩混凝土强度,若其强度过低,则邻近桩就很容易被损坏,为工程增添更多的问题。④详细分析事故成因,选取最优处理方案。桩基事故处理方法较多,常用的有接桩、补桩、复打、补强等。对于提出的各种方案,要进行经济、技术可行性论证,在工程各方达成一致的情况下,选取最优的处理方案。
3常见桩基事故及处理方法
桩基事故的处理要按照一定的程序进行(图1)。对于事故要先进行调查,对桩基进行质量检测,分析发生事故的原因,确定相应的处理方案。对于经过论证不必专门处理的事故,给出分析报告,对于需要进行专门处理的桩基事故,要综合处理已完成和未施工的工程部分与桩基的相互关系。根据方案施工,之后再次检测验收,提出事故处理报告。
常用的桩基事故处理方法有补桩、接桩、复打、纠偏、扩大承台、复合地基等。每一种方法的使用应该与事故引发的原因相适应。
3.1成孔过程中的事故处理方法
成孔事故包括扩孔、塌孔、缩孔、折断钻杆、掉钻锥等。发生成孔事故时,应避免轻易报废,尽力挽救。
①扩孔和塌孔。扩孔是指局部孔径扩大,超过了设计的孔径,扩孔事故发生之后,在有条件的情况下,尽量探明扩孔发生的位置和程度。根据扩孔程度,采取相应措施。如程度较轻,通过加大泥浆的密度,钻机满转不进尺等方法能控制扩孔,仍可继续钻进。若程度较深,则应该用小于2 cm的砾石与粘土混合物进行回填,待回填土沉积压实、水位稳定后用钻机钻进。塌孔是扩孔处直至空顶的塌陷,在地下水较多以及土质疏散的地层处容易出现。塌孔发生时,应该立即拔除护筒,及时用粘土将全孔回填。在重新钻孔时,注意监测观察有无异常现象。②缩孔。缩孔就是钻孔孔径的部分缩小。主要表现是:当钻锥钻过钻孔后,虽然出现卡锥或钻提不出来等现象,但钻锥并不刮碰翼板,仍然可以正常旋转。缩孔主要由软弱淤泥层遇水后发生粒径膨胀引起。缩孔的处理方法较为简单,即在钻孔中遇到可塑性强的粘土淤泥层时,要加快旋转缓慢进入,并且重复钻孔2~3次。在钻孔过程中,一旦出现缩孔,可用卷扬机提钻旋转,打磨缩孔部位,直至能够提出钻锥,之后在进行复钻。③折断钻杆和掉钻锥。钻桩折杆事故是指钻孔在没有达到设计的深度时,某节钻杆由于强度不够或受外力作用折断。钻杆折断时会发出声响,施工人员应特别注意。钻杆在折断后钻机的承载负荷会立即减轻,驱动机械噪音减小。折杆与掉锥事故发生之后,应及时打捞损坏的钻具。常用的打捞工具有螺旋取物器和卡板取杆器等。
3.2成孔事故处理方法
灌注桩成桩时,混凝土的浇筑通常是用导管在水下完成的。如若施工不当,很容易造成卡管、导管吊断以及底部外露等事故,这些事故统称为导管事故。
①卡管事故。卡管事故的处理方法有疏通法、提升法、重插法等。当混凝土的流动性小,或者石子的粒径过大,水栓堵塞时,容易造成卡管事故,此时采用疏通法解决。如果导管下端距离孔底的间隙比较小,甚至已经插入土壤中,造成的卡管事故,应该用提升法处理。将导管慢慢提升80~100 cm,待混凝土开始下落的时,再将导管降下约40~50 cm。如果都没有效果时,只有将导管提升出孔的外部,清理后重新插入。如果无法插入,则只能做报废处理。②导管吊断。如果导管在需要拔升的时没有及时处理,就容易在后期提升的时候发生断裂。导管拔断事故处理的方法主要有重插和接桩两种。如果在清除拔断的导管后,混凝土还未凝固,需要重新换个位置插入一个新的导管。如果桩的混凝土面距离设计的桩顶标准高非常近,可以采用接桩法。就是通过震压护筒办法,使护筒下沉,在排除泥浆、清除泥渣等工作后重新浇筑混凝土至规定标高。③露管。如是先前的混凝土量不足造成的露管,可通过清除孔底残留混凝土,重新浇筑;如是浇筑中出现导管提出混凝土面,最常用的是重插法。
3.3标高不足处理方法
桩基建造完成之后,有可能发现桩顶标高不足的现象,此处常采用接桩法进行处理。接桩法可分为开挖接桩和嵌入式接桩两种方法。
①开挖接桩。开挖接桩即挖出桩头,去除混凝土浮浆和松散层,并凿出钢筋,整理与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高。此类方法适用于灌注桩或预制桩。②嵌入式接桩。成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用嵌入式接桩法。此类方法适用于直径大的灌注桩。
3.4底部地基强度不够处理方法
构造运动复杂的地段,地层岩性多发生变化。如果勘察工作未能详细,将导致桩基底标高定于不适宜的软弱夹层、溶洞之上。对此类缺陷的处理经常采用注浆技术对桩周、桩底进行补强。
①底劈裂注浆和孔口高压注浆。桩底劈裂注浆采用慢进浆稍间隙的注浆工艺,反复注浆使压力稳定在2.0 MPa。完成桩底劈裂注浆后,在孔口安装套管,进行压浆,当孔口注浆压力也达到2.0 MPa的时,表明注浆工作完成。②压旋喷注浆法及压力注浆法。补强方法的流程:成孔→高压旋喷桩底补强→达到龄期后进行抽芯检查→利用抽芯检查孔进行压力注浆。如果桩底发现有溶洞,在桩底溶洞经处理之后,溶洞内的软弱物质与水泥结合在一起或者已经被水泥浆体所置换,与桩基底部的地层紧密胶结,补强成功。一般进行补强处理后水泥固结体28 天后才能取芯,并且单个轴的抗压强度要高于10 MPa。桩底补强布孔方案可参照图2 补强一般采用3个注浆孔进行补强,注浆孔平面布置如见图2a,根据经验值,旋喷固结覆盖范围见图2b。
3.5桩基施工方法
部分桩基发生的事故是因施工的顺序或施工的工艺不正确而导致的。在处理过程中,一方面要对事故进行补救措施,另一方面要改变错误的施工方法,避免事故的再次发生。常用的方法为:改变成桩的施工顺序,改变成桩方法,先钻孔再打桩,改换施工设备,降低地下水位等。
3.6地基的设计
当地质资料与实际情况不符合,打桩时遇到地下障碍等情况发生时,可以通过修改桩基设计的方法来解决施工问题。主要为改变桩型号,改变桩的埋入深度,修改承台,改变桩位等方法。
4结论
桩基事故的成因复杂,引发因素较多。主要包括测量放线错误、成桩过程中断、混凝土离析、沉渣厚度大、灌注砼施工质量差、施工控制不严等。事故处理前,要做好准备工作;尽量早发现早处理,避免隐患遗留;综合考虑工程各部分之间的关联;详细分析事故成因,选取最优处理方案。桩基事故的处理方法很多,施工时要根据不同的事故引发原因和地质状况作出相应的处理措施。
参考文献:
[1] 潘新晨.如何有效处理桩基事故[J].价值工程.2010,29(3): 198-199.
[2] 程和平.浅谈钻孔灌注桩基事故的处理[J].常州工程职业 技术学院学报,2004,19(1):25-26.
[3] 王赫,胡明亮.关于桩基事故处理的若干问题与建议[J].建 筑结构.1997,(9):36-40.