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中图分类号: U443.15+4文献标识码:A
钻孔灌注桩施工是水利、交通工程中常用的一种施工形式,具有适应性强、施工操作简单、设备投入小等优点。但由于钻孔灌注桩的施工是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后又不能进行直接开挖验收,因此,最容易出现质量问题,常见的问题有以下几种。
一、斜孔
在钻孔施工中。有时会发现孔斜率超过规范(<1%)的要求,使桩的承载力受到一定影响。造成孔斜率偏大的主要原因有:井架竖立不垂直;在钻井过程中井架震动,基础发生局部下沉,造成井架倾斜;土层土质发生变化,特别是遇到坚硬砂礓层时,钻进速度过快,使钻头偏离原轴线;遇到散石或其他硬物未及时清除,将钻头挤偏。
鉴于上述原因,应果断采取以下措施:一是井架竖立时应校正垂直,将底脚用方木或钢板垫平。同时在钻井作业过程中,随时观察井架底脚变化情况,一旦发现基础下沉立刻停机处理;二是遇到砂礓层时,钻进速度及钻头旋转速度要降低,使钻头慢速、平稳钻进,遇到散石或其他硬物時应及时打捞。
二、孔壁坍塌的处理措施
1、施工现场在埋设灌注桩的护筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实,必须注意保持护筒安装垂直,在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。
2、当发现地基有地下水时,应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时,必须保持足够的泥水压力,在施工前的地质情况勘测中,一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。
3、泥浆密度以l.10~1.25g/cm3,左右为宜。在成孔时,如遇到砾石层等土层产生大量漏浆时,应考虑是否改成其它施工方法。
4、当中断成孔作业时,要随时观察孔内水位变化情况,着重监视漏水、跑浆的情况。
5、在反循环钻孔法的成孔施工中,钻孔速度不宜过快,应根据地质情况并参照相应规范选取。实践证明,孔中水的向下流速超过12m/min时,孔壁非常容易发生坍塌现象。
6、施工人员要深入理解设计意图,严格按施工规范进行施工,当发现排出的泥浆不断出现气泡或泥浆突然漏失时.则表明有孔壁坍塌危险。应当急立断,停置3-5d后再度施工为宜。
7、在钢筋笼的沉放过程中,多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式,然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆,同时,要注意避免射水压力过大,破坏钻孔的完整。
三、缩颈
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度。在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外,还可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
四、钢筋笼上浮
1、套管底部内壁黏附砂浆或土粒,由于管的变形,使内壁产生凹凸不平,在拔出套管时,将钢筋笼带上来。此时,应注意在成孔前,必须首先检查最下部的套管内壁,当堆积大量粘着物时,一定要及时清理。如确认有变形,必须进行修补,待成孔结束时,可用张大锤式抓斗,使其反复升降几次,以敲掉残余在管内壁上的土砂,确保孔底水平。
2、当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小,有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时,会发生钢筋上浮现象。防止此类问题的发生,就是要使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
3、钢筋笼自身弯曲,钢筋笼之间的接点不好、弯曲,箍筋变形脱落,套管倾斜等,使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时,也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时,应注意提高钢筋笼加工、组装的精度,防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度,不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中,不得敲打钢筋笼的顶部,在贯入套管时,必须注意汽锤制度。
4、当混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,此时导管底端未及时提到钢筋笼底端末及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
5、钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,钢筋笼被混凝土拖顶上升。钢筋笼初始位置应定位准确.并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m。
五、桩底沉渣量过多
1、桩底沉渣过多主要是施工违反操作规定,清孔不净或未进行二次清孔。施工中应保证灌注桩成孔后,钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min,然后将锤式抓斗慢慢放入孔底,抓出孔底的沉渣。
2、当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中要采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。
3、钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,将会发生碰撞孔壁的事故,孔壁的泥土会坍落在桩底。因此,钢筋笼吊放时,~定要使钢筋笼的中心与桩中心务必保持一致,避免碰撞孔壁。
4、清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
六、导管进水
在浇注混凝土过程中,有时会发生由于过量上提导管,使接头部分产生漏水等情况,将造成混凝土离析、流动等质量事故,在桩身上留下致命的质量隐患。因此,在任何情况下,都应该尽可能的将导管底部埋深在混凝土中1.6m,当发现导管上提明显过量、导管进水时,应迅速将导管插到混凝土中,利用小型水泵或小口径的抽水设备,将导管中的水抽掉之后.再继续浇筑混凝土。
七、断桩
由于混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。其主要原因和措施是:
1、施工中若发生导管底端距孔底过远,则混凝土被冲洗液稀释。使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。
为避免质量事故的发生,桩孔钻成后,必须认真清孔,一般是采用冲洗液清孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前,应认真进行孔径测量。准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
2、有时受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体。在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,止水成功后方可灌注混凝土。绑扎水泥隔水塞的铁丝,应根据首次混凝土灌入量的多少而定,严防断裂。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
3、在浇注混凝土时,由于导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。
施工中应明确规定,混凝土浇注过程中,一旦开始浇筑工序,一定要连续完成改作业,确保在混凝土初凝时间内连续浇注.在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,严格遵守操作规程。
4、施工中还会发生浇注混凝土时,没有从导管内灌人,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出现疏松、空洞的现象。
因此.施工要求中要严格确定混凝土的配合比。使混凝土有良好的流动性.坍落度损失亦满足灌注要求。灌注混凝土应从导管内灌入,要求灌注过程连续、快速。准备灌注的混凝土要足量,避免埋下质量事故的隐患。
钻孔灌注桩施工是水利、交通工程中常用的一种施工形式,具有适应性强、施工操作简单、设备投入小等优点。但由于钻孔灌注桩的施工是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后又不能进行直接开挖验收,因此,最容易出现质量问题,常见的问题有以下几种。
一、斜孔
在钻孔施工中。有时会发现孔斜率超过规范(<1%)的要求,使桩的承载力受到一定影响。造成孔斜率偏大的主要原因有:井架竖立不垂直;在钻井过程中井架震动,基础发生局部下沉,造成井架倾斜;土层土质发生变化,特别是遇到坚硬砂礓层时,钻进速度过快,使钻头偏离原轴线;遇到散石或其他硬物未及时清除,将钻头挤偏。
鉴于上述原因,应果断采取以下措施:一是井架竖立时应校正垂直,将底脚用方木或钢板垫平。同时在钻井作业过程中,随时观察井架底脚变化情况,一旦发现基础下沉立刻停机处理;二是遇到砂礓层时,钻进速度及钻头旋转速度要降低,使钻头慢速、平稳钻进,遇到散石或其他硬物時应及时打捞。
二、孔壁坍塌的处理措施
1、施工现场在埋设灌注桩的护筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实,必须注意保持护筒安装垂直,在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0~1.5m的水头高度。
2、当发现地基有地下水时,应密切注意是否夹有不透水层。当下层的承压地下水的水头比下层的地下水位高时,必须保持足够的泥水压力,在施工前的地质情况勘测中,一定要求给出地下水的压力、出水量、水流方向等要素条件。
3、泥浆密度以l.10~1.25g/cm3,左右为宜。在成孔时,如遇到砾石层等土层产生大量漏浆时,应考虑是否改成其它施工方法。
4、当中断成孔作业时,要随时观察孔内水位变化情况,着重监视漏水、跑浆的情况。
5、在反循环钻孔法的成孔施工中,钻孔速度不宜过快,应根据地质情况并参照相应规范选取。实践证明,孔中水的向下流速超过12m/min时,孔壁非常容易发生坍塌现象。
6、施工人员要深入理解设计意图,严格按施工规范进行施工,当发现排出的泥浆不断出现气泡或泥浆突然漏失时.则表明有孔壁坍塌危险。应当急立断,停置3-5d后再度施工为宜。
7、在钢筋笼的沉放过程中,多采用边沉桩边射水搅拌的施工方式,然后用空气升液法、砂泵等设备抽出搅混的泥浆,同时,要注意避免射水压力过大,破坏钻孔的完整。
三、缩颈
缩颈是钻孔灌注桩最常见的质量问题,主要由于桩周土体在桩体浇注过程中产生的膨胀造成。针对这种情况,应采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度。在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片在钻进或起钻时起到扫孔作用。另外,还可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
四、钢筋笼上浮
1、套管底部内壁黏附砂浆或土粒,由于管的变形,使内壁产生凹凸不平,在拔出套管时,将钢筋笼带上来。此时,应注意在成孔前,必须首先检查最下部的套管内壁,当堆积大量粘着物时,一定要及时清理。如确认有变形,必须进行修补,待成孔结束时,可用张大锤式抓斗,使其反复升降几次,以敲掉残余在管内壁上的土砂,确保孔底水平。
2、当钢筋笼的外径及套管内壁之间的间隙太小,有时套管内壁与箍筋之间夹有粗骨料时,会发生钢筋上浮现象。防止此类问题的发生,就是要使箍筋与套管内壁之间的间隙要大于粗骨料的最大尺寸的2倍。
3、钢筋笼自身弯曲,钢筋笼之间的接点不好、弯曲,箍筋变形脱落,套管倾斜等,使得钢筋与套管内壁的接触过于紧密时,也将造成钢筋笼上浮。在处理此类问题时,应注意提高钢筋笼加工、组装的精度,防止钢筋笼在运输工程中的碰撞等因素引起的变形。在沉放笼时要确认钢筋笼的轴向准确度,不得使钢筋笼自由坠落到桩孔中,不得敲打钢筋笼的顶部,在贯入套管时,必须注意汽锤制度。
4、当混凝土灌注过钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间较长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定的握裹力,此时导管底端未及时提到钢筋笼底端末及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上升。当此类现象发生时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
5、钢筋笼放置初始位置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大,钢筋笼被混凝土拖顶上升。钢筋笼初始位置应定位准确.并与孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5~2.0m。
五、桩底沉渣量过多
1、桩底沉渣过多主要是施工违反操作规定,清孔不净或未进行二次清孔。施工中应保证灌注桩成孔后,钻头提高孔底10~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min,然后将锤式抓斗慢慢放入孔底,抓出孔底的沉渣。
2、当使用的泥浆比重过小或泥浆注入量不足时,桩底的沉渣浮起困难,沉渣将堆积在桩底,影响桩与地基的结合。工程中要采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不能用清水进行置换。
3、钢筋笼吊放过程中,如果钢筋笼的轴向位置未对准孔位,将会发生碰撞孔壁的事故,孔壁的泥土会坍落在桩底。因此,钢筋笼吊放时,~定要使钢筋笼的中心与桩中心务必保持一致,避免碰撞孔壁。
4、清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为30~40mm,应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下1.0m以上,以利用混凝土的巨大冲击力溅除孔底沉渣,达到清除孔底沉渣的目的。
六、导管进水
在浇注混凝土过程中,有时会发生由于过量上提导管,使接头部分产生漏水等情况,将造成混凝土离析、流动等质量事故,在桩身上留下致命的质量隐患。因此,在任何情况下,都应该尽可能的将导管底部埋深在混凝土中1.6m,当发现导管上提明显过量、导管进水时,应迅速将导管插到混凝土中,利用小型水泵或小口径的抽水设备,将导管中的水抽掉之后.再继续浇筑混凝土。
七、断桩
由于混凝土凝固后不连续,中间被冲洗液等疏松体及泥土填充形成间断桩。其主要原因和措施是:
1、施工中若发生导管底端距孔底过远,则混凝土被冲洗液稀释。使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充。
为避免质量事故的发生,桩孔钻成后,必须认真清孔,一般是采用冲洗液清孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定,冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超过规范规定。这就要求在灌注混凝土前,应认真进行孔径测量。准确算出全孔及首次混凝土灌注量。
2、有时受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体。在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行处理,止水成功后方可灌注混凝土。绑扎水泥隔水塞的铁丝,应根据首次混凝土灌入量的多少而定,严防断裂。确保导管的密封性,导管的拆卸长度应根据导管内外混凝土的上升高度而定,切勿起拔过多。
3、在浇注混凝土时,由于导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣,出现桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开的现象。
施工中应明确规定,混凝土浇注过程中,一旦开始浇筑工序,一定要连续完成改作业,确保在混凝土初凝时间内连续浇注.在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。并随时控制混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管要准确可靠,严格遵守操作规程。
4、施工中还会发生浇注混凝土时,没有从导管内灌人,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生混凝土离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段出现疏松、空洞的现象。
因此.施工要求中要严格确定混凝土的配合比。使混凝土有良好的流动性.坍落度损失亦满足灌注要求。灌注混凝土应从导管内灌入,要求灌注过程连续、快速。准备灌注的混凝土要足量,避免埋下质量事故的隐患。