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摘要钻孔灌注桩以其工艺简便、承载力大、适应性广等特点被广泛应用于桥梁工程中。但其桩基质量缺陷难以控制。本文钻孔灌注桩的断桩处理方案进行了分析,供同行参考。
关键词灌注桩断桩处理浅析
钻孔灌注桩以其适应性强、施工简便等特点广泛应用于公路桥梁工程。在灌注桩施工过程中,影响其质量的因素很多,且出现质量问题很难处理。本文结合施工实际,介绍钻孔灌注桩断桩的几种处理方法。
1 按成桩质量分类
灌注桩按成桩质量可分为:I类桩(优质桩)即动测波形规则衰减,无异常杂波,桩身完好,达到设计要求,波速正常,砼强度等级高于设计要求;II类桩(合格桩)即动测波形有小畸变,桩底反射清晰,如轻微缩径、砼局部轻微离析等,对单桩承载力没有影响,桩身砼波速正常,达到砼设计强度等级;III类(严重缺陷桩)即动测波形出现较明显的的不规则反射,对应桩身缺陷如裂纹、砼离析、缩径1/3桩截面以上,桩身砼波速偏低,达不到设计强度等级,对单桩承载力有一定的影响,由设计单位复核单桩承载力后提出处理意见;IV类(不合格桩)动测波形严重畸变,对应桩身缺陷如裂缝、砼严重离析、夹泥、严重缩径、断裂等,一般不能使用。
2 断桩处理
2.1灌注过程中发现断桩的处理
在灌注桩浇筑过程经常会出现由于导管拔不动、导管拔脱、卡管、坍孔等原因引起断桩事故的发生。
在灌注过程中发生断桩,若后期不易接桩时,应立即停止浇筑,折除导管,拔出钢筋笼,尽快重新成孔浇筑混凝土。若无法拨出钢筋笼,必要时宜对孔口进行加固,在加固后的孔口四周布设钢圈梁,把灌注桩钢筋接长后逐一焊接到钢圈梁上,然后用千斤顶抬高钢圈梁给钢筋施加向上的拉力。断桩的钢筋笼下部由已灌注的砼锚固,上端由孔口圈梁锚固并施加向上的拉力,这样整个钢筋笼形成了一个双向约束的受力体系。根据钢筋笼直径,选用一个合适直径的冲击钻在钢筋笼的内部穿心钻进,这样既减小了二次成孔的难度,又可回收废弃钢筋,将钢混一体的断桩处理转化为冲击钻在低强度砼中的钻进施工,将钢筋和已灌注的混凝土分离,提出钢筋笼后尽快重新成孔灌注。若后期有接桩条件时,应立即停止浇筑,在四周设立安全围护措施,待后期挖孔接长,并应注意接桩时凿除桩顶表面砼,按砼施工缝进行处理。此类断桩应早发现早处理,施工较方便且风险也不大。
若由于导管拔脱引起断桩,且已灌注了一定高度,后期不易接桩,重新钻孔灌注成本很大时,可在断桩发生后立即把导管插入孔内混凝土不小于2米,用排污泵迅速把导管内泥浆抽除,并边抽边稀释导管内泥浆,直至完全抽除导管内泥浆,再从导管内灌入部分高标号砂浆,然后进行正常浇筑,并注意比正常桩适当超灌。此种方法处理简便,费用低廉,但存在一定风险,尽量不宜采用。
2.2 检测发现的缺陷桩处理
检测时发现的缺陷桩一般针对III类桩进行处理。不但处理过程很麻烦,而且风险也很大,一般有以下几种处理方案:
如果经检测断桩论证补强后可以使用,且断桩位置较深时,可采用钻孔压浆法进行处理。一般沿桩身钻孔,一个做进浆孔,一个做出浆孔。鉆机在钻孔过程中一定要不停地对钻机钻杆进行垂直度校正,以防止钻孔偏斜过大甚至偏出桩外,无法安排下道工序。同时,在钻机钻孔取芯过程中,要对每节混凝土芯样进行认真分析总结,密切关注芯样的变化情况。孔深位置要求达到补强位置1m以下,再用高压水(泵压大于20MPa)向孔内压清水。水流自下而上在缺陷段内进行喷射,喷管提升速度为10cm/min,旋转速度为20转/min,处理长度为缺陷段上、下各延伸50cm。高压水将缺陷段软弱部分切割成泥浆状,当由一孔进行切割而另一孔有水溢出时,则可认为病害区已打通,可换另一孔重复操作,直到全部打通。再继续注入高压清水将废渣排出,当溢出水流变为清水时,清渣工作结束。用压浆泵先压入水灰比为0.8的纯水泥浆,将孔内原有水从另一孔全部压出来后,再用水灰比为0.5的浓水泥浆(宜用52.5级水泥)并适当掺加膨胀剂的水泥浆压入。当浓浆从出浆口冒出并与注入的水泥浆浓度相同时停止压浆,用小石子混凝土将出浆口封填堵实,由进浆口进行补压,压力增大到0.7~0.8MPa时,稳压20~25min后关闭进浆阀。待水泥浆硬化后,应取芯检查补强效果。如果桩径较大,采用双孔压浆不易处理时,可在桩中心钻一个注浆孔,在其四周可设置3~4个出浆孔。
如果断桩位置较浅,有接桩条件时,可采用大开挖或下钢套筒等措施,破碎桩基到断桩处,再重新接长桩基。
如果经检测确认无利用价值时,经相关单位同意,可采取废弃原桩位,在原桩位前后位置另加两根桩的方法,俗称“二牛抬杠法”。由于此法处理费用较大,且会引起其他的不利因素,特别对于连续结构的摩擦桩应慎用。现在较多采用在原孔位重新冲击成孔。
结束语
钻孔灌注桩在施工过程中,发生断桩、短桩或其它质量缺陷也是正常的,但处理一定要认真,及时,对症下药,尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故,要对桩底的断层位置、地质、钻孔、成孔状况及当时原始记录加以认真分析,综合考虑处理措施。特别对于检测发生的缺陷桩,采用钻孔压浆法处理断桩至少有三个优点:一是质量可靠;二是保证工期,正常10~15天即可处理完毕;三是成本大大降底,如果报废一根桩,需要费用至少15万元以上,按此处理仅需5万元左右即可。
关键词灌注桩断桩处理浅析
钻孔灌注桩以其适应性强、施工简便等特点广泛应用于公路桥梁工程。在灌注桩施工过程中,影响其质量的因素很多,且出现质量问题很难处理。本文结合施工实际,介绍钻孔灌注桩断桩的几种处理方法。
1 按成桩质量分类
灌注桩按成桩质量可分为:I类桩(优质桩)即动测波形规则衰减,无异常杂波,桩身完好,达到设计要求,波速正常,砼强度等级高于设计要求;II类桩(合格桩)即动测波形有小畸变,桩底反射清晰,如轻微缩径、砼局部轻微离析等,对单桩承载力没有影响,桩身砼波速正常,达到砼设计强度等级;III类(严重缺陷桩)即动测波形出现较明显的的不规则反射,对应桩身缺陷如裂纹、砼离析、缩径1/3桩截面以上,桩身砼波速偏低,达不到设计强度等级,对单桩承载力有一定的影响,由设计单位复核单桩承载力后提出处理意见;IV类(不合格桩)动测波形严重畸变,对应桩身缺陷如裂缝、砼严重离析、夹泥、严重缩径、断裂等,一般不能使用。
2 断桩处理
2.1灌注过程中发现断桩的处理
在灌注桩浇筑过程经常会出现由于导管拔不动、导管拔脱、卡管、坍孔等原因引起断桩事故的发生。
在灌注过程中发生断桩,若后期不易接桩时,应立即停止浇筑,折除导管,拔出钢筋笼,尽快重新成孔浇筑混凝土。若无法拨出钢筋笼,必要时宜对孔口进行加固,在加固后的孔口四周布设钢圈梁,把灌注桩钢筋接长后逐一焊接到钢圈梁上,然后用千斤顶抬高钢圈梁给钢筋施加向上的拉力。断桩的钢筋笼下部由已灌注的砼锚固,上端由孔口圈梁锚固并施加向上的拉力,这样整个钢筋笼形成了一个双向约束的受力体系。根据钢筋笼直径,选用一个合适直径的冲击钻在钢筋笼的内部穿心钻进,这样既减小了二次成孔的难度,又可回收废弃钢筋,将钢混一体的断桩处理转化为冲击钻在低强度砼中的钻进施工,将钢筋和已灌注的混凝土分离,提出钢筋笼后尽快重新成孔灌注。若后期有接桩条件时,应立即停止浇筑,在四周设立安全围护措施,待后期挖孔接长,并应注意接桩时凿除桩顶表面砼,按砼施工缝进行处理。此类断桩应早发现早处理,施工较方便且风险也不大。
若由于导管拔脱引起断桩,且已灌注了一定高度,后期不易接桩,重新钻孔灌注成本很大时,可在断桩发生后立即把导管插入孔内混凝土不小于2米,用排污泵迅速把导管内泥浆抽除,并边抽边稀释导管内泥浆,直至完全抽除导管内泥浆,再从导管内灌入部分高标号砂浆,然后进行正常浇筑,并注意比正常桩适当超灌。此种方法处理简便,费用低廉,但存在一定风险,尽量不宜采用。
2.2 检测发现的缺陷桩处理
检测时发现的缺陷桩一般针对III类桩进行处理。不但处理过程很麻烦,而且风险也很大,一般有以下几种处理方案:
如果经检测断桩论证补强后可以使用,且断桩位置较深时,可采用钻孔压浆法进行处理。一般沿桩身钻孔,一个做进浆孔,一个做出浆孔。鉆机在钻孔过程中一定要不停地对钻机钻杆进行垂直度校正,以防止钻孔偏斜过大甚至偏出桩外,无法安排下道工序。同时,在钻机钻孔取芯过程中,要对每节混凝土芯样进行认真分析总结,密切关注芯样的变化情况。孔深位置要求达到补强位置1m以下,再用高压水(泵压大于20MPa)向孔内压清水。水流自下而上在缺陷段内进行喷射,喷管提升速度为10cm/min,旋转速度为20转/min,处理长度为缺陷段上、下各延伸50cm。高压水将缺陷段软弱部分切割成泥浆状,当由一孔进行切割而另一孔有水溢出时,则可认为病害区已打通,可换另一孔重复操作,直到全部打通。再继续注入高压清水将废渣排出,当溢出水流变为清水时,清渣工作结束。用压浆泵先压入水灰比为0.8的纯水泥浆,将孔内原有水从另一孔全部压出来后,再用水灰比为0.5的浓水泥浆(宜用52.5级水泥)并适当掺加膨胀剂的水泥浆压入。当浓浆从出浆口冒出并与注入的水泥浆浓度相同时停止压浆,用小石子混凝土将出浆口封填堵实,由进浆口进行补压,压力增大到0.7~0.8MPa时,稳压20~25min后关闭进浆阀。待水泥浆硬化后,应取芯检查补强效果。如果桩径较大,采用双孔压浆不易处理时,可在桩中心钻一个注浆孔,在其四周可设置3~4个出浆孔。
如果断桩位置较浅,有接桩条件时,可采用大开挖或下钢套筒等措施,破碎桩基到断桩处,再重新接长桩基。
如果经检测确认无利用价值时,经相关单位同意,可采取废弃原桩位,在原桩位前后位置另加两根桩的方法,俗称“二牛抬杠法”。由于此法处理费用较大,且会引起其他的不利因素,特别对于连续结构的摩擦桩应慎用。现在较多采用在原孔位重新冲击成孔。
结束语
钻孔灌注桩在施工过程中,发生断桩、短桩或其它质量缺陷也是正常的,但处理一定要认真,及时,对症下药,尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故,要对桩底的断层位置、地质、钻孔、成孔状况及当时原始记录加以认真分析,综合考虑处理措施。特别对于检测发生的缺陷桩,采用钻孔压浆法处理断桩至少有三个优点:一是质量可靠;二是保证工期,正常10~15天即可处理完毕;三是成本大大降底,如果报废一根桩,需要费用至少15万元以上,按此处理仅需5万元左右即可。