探析钻孔灌注桩质量通病的成因及预防Word文档格式.doc
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除此之外,还容易出现缩颈、孔壁塌落、孔底沉淤、桩身空洞、蜂窝、夹泥等质量缺陷,造成桩基承载力的下降,影响到工程结构的安全。
2.影响成桩质量的原因分析
2.1影响柱身上部强度的原因分析
(1)按照施工规范的规定,钻孔后要彻底清除孔底的淤泥,但在实际施工过程中,很难将淤泥彻底清除,于是在浇灌第一斗混凝土进行封底施工时,孔底沉积的淤泥必然混入混凝土中。
由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的,先灌入的混凝土顶升于孔的上面,这样就容易出现桩上段强度较低的现象。
(2)浇灌混凝土时,若导管插入混凝土之内过深,浇注速度又较快,则容易在孔体深部沉积较多的骨料,加上振捣过程所造成的混凝土的离析,也容易导致桩体上部强度较低的质量问题。
(3)埋设护筒的周围土不密实,或护筒水位差太大,或钻头起落时碰撞引起质量问题。
(4)孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周围未用粘土紧密填封以及护筒内水位不高。
钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
(5)钻机安装就位稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致。
地面软弱或软硬不均匀,土层呈斜状分布或土层中央有大的孤石或其它硬物等情形,以至造成成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
(6)清孔不干净或未进行二次清孔;
泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起,钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底,清孔后.待灌时间过长,致使泥浆沉积,以至造成桩底沉渣量过多。
2.2影响其他桩身质量的原因分析
(1)混凝土浇注施工中,若导管插入混凝土内过浅(<
1.5m),则成桩过程中混凝土的上升就不是顶升式的,而是摊铺式的,这时,泥浆、泥块就容易混入混凝土中,进而影响到桩身的质量。
除此之外,若设计的桩身直径过小,则混凝土上翻时就会受到孔壁的限制,从而使桩体产生空洞、蜂窝缺陷。
(2)钻孔灌注桩的承载力主要表现为桩周摩阻力,而桩周摩阻力与孔壁形状和护壁质量密切相关。
在施工过程中,孔壁的形状是由钻头旋转速度、钻杆下降速度和土质等因素决定的,泥浆性能(包括容重、黏度胶体率、砂率等指标)愈好、高程越高,越能保护好护壁,其桩周摩阻力愈大,但施工难度加大,费用也相应提高。
(3)在钻孔成孔、拆除钻杆泥浆、停止循环至吊放钢筋笼、浇灌水下混凝土的全过程中,施工环节多,时间长,会在孔底淤积较厚的淤泥而影响成桩质量。
静置的时间越长,淤积的淤泥越多。
(4)混凝土在水下浇灌的过程中,其流动性、初凝时间、黏聚性能会变得更差,若稍有疏忽,很容易产生空洞、蜂窝、离析、夹泥甚至断桩的质量缺陷。
3 成桩质量的控制
3.1 桩上段强度的保证措施 为保证桩上段强度达到要求,应从下述几方面采取相应的质量保证措施:
(1)依据桩径和桩底的浓度,正确确定出第一斗混凝土的体积,一般可取1.5~2.0m3,也可以按桩身的设计体积的10%加以控制。
(2)成桩质量与桩身的浇注高度有关,一般控制成桩高度高出设计桩顶标高0.5~1.0m.待凿去高出部分的混凝土后,剩余部分不应有浮浆和夹泥,混凝土标号应符合设计要求,否则要返工重浇。
(3)导管插入混凝土内的长度应适宜,一股为2~6m,长桩可相应有所增加。
3.2 桩身质量的保证措施
(1)工程施工前,应先做2个以上的试验钻孔.通过检测钻孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标,用以核对所选设备、工艺方法是否符合技术要求。
检测时,孔壁的稳定时间应<
12h,检测数目<
2个。
对一些重要工程,可视情况相应增加测径数量。
(2)护壁用的泥浆应满足护壁要求,液面需高于地下水位0.5m以上,有条件时,以高于地下水位2m以上更好。
若护壁的泥浆胶体率低、砂率大,则不仅护壁性能差,而且因其容重较大,势必产生沉淀速度过快的问题。
一般来讲,当在黏土或亚黏土中成孔时,可注入清水以原土造浆护壁,控制排碴泥浆的相对密度在1.1~1.2之间;
当在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.1~1.3之间;
在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时,应控制泥浆的相对密度在1.3~1.5之间。
施工过程中,应经常测定泥浆的相对密度、黏度、含砂率和胶体率等指标,使浇注前孔底500mm以内泥浆的相对密度<
1.25,含砂率>
8%,黏度<
28Pa.s.对一些直径<
1m的小直径桩,即使在泥浆停止循环期间,也要使孔内保持合理的泥浆液面。
(3)在混凝土灌注前的一段时间里,须保证孔壁的稳定性,不能有缩颈或孔壁塌落现象发生。
为保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求(端承桩≤50mm、摩擦端承桩及端承摩擦桩≤100mm、摩擦桩《300mm),以免影响桩的承载力.钻孔到设计持力层以后,要对泥浆进行循环稀释来降低相对密度,以清除泥浆中悬浮的砂予、石渣。
除此之外,还要使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣,要求严格时,在安放钢筋笼后、下放导管之前仍要进行吸渣处理。
(4)吊放入孔的钢筋笼不得碰撞壁孔,不得有变形损坏。
吊放后,先将钢筋笼在垂直位置上固定好,然后进行第二次清孔,检测孔底的淤泥厚度,符合规定后,干0.5h之内开始混凝士的灌注施工。
(5)使用的隔水捡直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。
在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。
水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18—22cm,粗骨料的最大粒径不得大干导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40ram.为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。
应确保导管连接部位的密封性,导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0MPa,以避免导管进水。
在混凝土浇筑过程中.混凝土应缓缓倒入漏斗的导管,避免在导管内形成高压气塞。
在施工过程中,应时刻监控机械设备,确保机械运转正常,避免机械事故的发生。
(6)成孔后,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。
灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出垒孔及首次混凝土灌注量。
混凝土浇注过程中,应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,并严格遵守操作规程。
严格确定混凝土的配合比,混凝士应有良好的和易性和流动性,坍落度损失应满足灌注要求。
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。
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.在灌注混凝土过程中应避免停电、停水。
帮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,切匆起拔过多。
4、结语
钻孔灌注桩有许多优点,但由于施工环节多,工艺复杂,成桩质量有可能受到多种因素的干扰和制约,严重时会导致桩身承载力的明显降低。
甚至造成病桩、断桩等重大质量事故。
为了确保成桩质量和桩基工程的安全.必须对钻孔灌注桩的施工全过程进行严格的质量控制和检测,发现问题及时采取措施予以补救。