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【摘 要】钻孔灌注桩的施工大部分是在水下進行的,其施工的过程无法进行直观明了、准确的描述,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量、进度、工期和安全,会给投资者造成经济损失和不良社会影响。本文主要就对钻孔桩施工中常见问题的分析及预防措施进行有效的阐述和分析。
【关键词】钻孔桩施工;问题分析;预防措施
一、钻孔过程中出现的质量问题及对策
(一)护筒埋设
桩基施工中护筒是用来固定桩位,并做钻孔导向、防止孔口土坍塌、以稳固孔壁。因此护筒埋设过程中可能出现的问题主要集中在位置偏差大,孔口易坍塌,护筒易下沉。要想解决此类问题必须按设计、规范的要求施工,埋设护筒位置偏差不大于50mm,垂直倾斜度不超过1%;护筒材料必须采用钢板卷制,有较硬的刚度,且内径和壁厚应根据桩长和桩径确定,这样将会有效的防治孔口坍塌;护筒的底部和周围要求用粘质土分层回填,分层厚度不宜超过20cm,每层必须要求使用小型机具夯实,严禁使用透水性的砂性土代替粘性土回填。
(二)冲击钻孔
(1)塌孔及解决办法
塌孔是钻孔过程中较为常见的现象,当地质条件较差,施工过程中稍微不注意将会出现塌孔,在桩基施工初期,由于对地质情况不明,经常出现混凝土灌注超方非常严重,设计80m?的混凝土,需要灌注220m?,造成工作量加大,又浪费很多材料,给施工方造成很大的经济损失。分析原因大多数是由于孔内土质松散,泥浆性能不符合要求,造成泥浆护壁不好;孔内水头较低,压力太小不能保证孔壁安全;土质松散部位机具的快速碰撞也易造成塌孔。解决方法是泥浆配置必须合理,水、粘土和添加剂比例适当,在易坍塌地层泥浆相对密度需满足1.2~1.4,粘度在22s~30s之间。这两种指标都很容易在现场检测,指导性较强。钻机在钻进过程中,专人负责观察出渣的样品判断地层的变化,调整钻机的速度,避免在松散地层激烈碰撞孔壁,减少震动,预防塌孔。当塌孔位置不深时,也可采用加深护筒的方法补救。
(2)斜孔及解决办法
采用冲击钻成孔施工中常常会出现斜孔现象。冲孔过程中斜孔比较严重,造成该桩孔斜的原因是钻孔中,由于混凝土较硬,周围土质较软,钻头行进中受力不均匀,钻头摆动偏向一方;由此推广开来地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等情况也可能造成斜孔。因此钻机安装一定要合理,多方位检查是否水平,钻进过程中要经常派人检查钢丝绳的平面位置是否正确,钢丝绳是否垂直,一旦发现偏差应及时调整。当出现斜孔时,一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔,使钻孔竖直。当偏斜严重时,回填片石(采用冲击钻成孔)到偏斜处顶面,待沉积密实、稳定后重新开钻。
(3)掉钻及解决办法
掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一,每台钻机都应配备足够的打捞工具。掉钻后如果孔壁稳定,则直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞;如果孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时,应先加大孔内泥浆的浓度,然后采用“气举法”清除钻头上的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。因此掉钻没有更好的方法打捞,只能根据实际情况制定合理方案进行可行性打捞,最好的方法是预防为主,每次开钻前应先检查钢丝绳是否需要换掉,各个部件是否需要维护保养,磨损严重的要及时更换。
二、混凝土桩灌注过程中出现的问题及防治措施
(一)钢筋笼不能下至孔底
成孔后,在安放钢筋笼不安放到位。造成原因:①成孔有问题;②钢筋笼制作直径过大;③钢筋笼发行扭曲变形;④钢筋笼下部插入孔壁。防治措施:①成孔后,对照设计图纸和规范对孔深、孔径和孔的倾斜度进行检查,发现不符,及时进行处理;②钢筋笼尺寸偏大,钢筋笼在制作过程中,严格把好尺寸关;③加强成品的保护,要防止钢筋笼发生过大的变形;④为避免钢筋笼在吊装过程中插入孔壁,吊放钢筋笼之前,将钢筋下端50cm范围内的钢筋向中心收缩15~20cm即可。
(二)封底失败
首盘混凝土灌注后,导管的底部处在混凝土的外面或埋深不够。造成原因:①由于首批混凝土数量不足;②孔底的沉碴厚度大。防治措施:①要根据成孔的孔径和导管埋置深度的要求,计算首批混凝土的需要量;②灌注前对沉碴厚度进行检查,如发现超标,采取有效的措施进行清碴处理。
(三)卡管
钻孔桩水下混凝土的灌注,应连续进行,当无法连续进行时,称为卡管。造成原因:①混凝土中含有直径较大的骨料或受潮凝固的水泥块;②灌注混凝土冲击力不足;③导管漏水或密封不严;④配合比不适合水下混凝土的灌注要求等。防治措施:①由于混凝土质量造成的导管堵塞,可以少量提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放,以冲击疏通导管的方法进行处理;②由于混凝土冲击力不足造成的,应及时加长上部导管的长度;③导管使用前要拼装、试压,确保其连接的密封性;④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,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂;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。
(四)钢筋笼骨架的上浮
在水下混凝土灌注时,钢筋笼随着混凝土的灌注面上升而上升。造成原因:①在混凝土的灌注过程中,首批混凝土灌注量太足,灌注下料速度过猛,冲动钢筋笼骨架上浮;②浇筑混凝土时,未对导管及时上拔,埋深较深,导致钢筋笼上浮;③混凝土的坍落度小,不符合规范要求,气温过高,混凝土凝结,从导管底部流出的混凝土可能导致开始强硬的上封层混凝土将钢筋笼托起,发生浮笼。防治措施:①钢筋笼定位时,在钢筋笼的上部用4根钢管套在钢筋笼的主筋上,采用反压阻止其上浮;②浇筑要连续作业,下料要均匀,不要过猛,确保混凝土均匀上升,以减少对钢筋骨架的上浮力;③拔管时要根据混凝土浇筑方量,控制和保证导管埋入深度在2~4m的范围内,不得小于1m或大于6m,及时提拔导管,减少上浮混凝土对钢筋骨架的上浮力;④如钢筋笼不是全笼,在混凝土灌注到钢筋笼的底部时,要放慢混凝土的灌注速度且导管的埋深要较深。
(五)断桩
混凝土凝固后不连续,中间被其它物填充形成间断桩。造成原因:①由于导管底端距孔底过远,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;②受地下水活动的影响或导管密封不良,泥浆浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;③由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面;④浇注混凝土时,没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土。防治措施:①成孔后,必须认真清孔,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;②灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量;③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。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;④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。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。
(六)短桩
钻孔灌注桩施工完成后,承台开挖后,发现桩长不够,称为短桩。造成原因:灌注结束前,在导管拔出时,测量的混凝土顶面高程有误。防治措施:灌注结束前,要用竹竿等对混凝土的实际顶面高程进行准确量测,一般桩头比设计桩头超出50cm~100cm。
结语
总之,钻孔桩因地质的变化、工序复杂等因素,事故发生的种类和原因也形式多样,施工质量不易保证,这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查地质和有关灌注桩方面的资料,对施工过程中可能会发生的一些问题要及时进行分析处理,做到科学组织,精心施工,严格管理,施工质量是完全有保证的,这些所谓常见的问题也是完全可以避免的。
参考文献:
[1]赵伟,曲永玲.基坑支护桩沉桩影响因素分析[J].安徽建筑.2014(05)
[2]祝雯霞.素土挤密桩施工方案[J].电子制作.2014(18)
[3]杜全柱.灌注桩工程中旋挖钻干桩成孔应用实践[J].甘肃农业.2014(20)
[4]卢强.钻孔灌注桩施工质量研究[J].中国建材科技.2014(05)
【关键词】钻孔桩施工;问题分析;预防措施
一、钻孔过程中出现的质量问题及对策
(一)护筒埋设
桩基施工中护筒是用来固定桩位,并做钻孔导向、防止孔口土坍塌、以稳固孔壁。因此护筒埋设过程中可能出现的问题主要集中在位置偏差大,孔口易坍塌,护筒易下沉。要想解决此类问题必须按设计、规范的要求施工,埋设护筒位置偏差不大于50mm,垂直倾斜度不超过1%;护筒材料必须采用钢板卷制,有较硬的刚度,且内径和壁厚应根据桩长和桩径确定,这样将会有效的防治孔口坍塌;护筒的底部和周围要求用粘质土分层回填,分层厚度不宜超过20cm,每层必须要求使用小型机具夯实,严禁使用透水性的砂性土代替粘性土回填。
(二)冲击钻孔
(1)塌孔及解决办法
塌孔是钻孔过程中较为常见的现象,当地质条件较差,施工过程中稍微不注意将会出现塌孔,在桩基施工初期,由于对地质情况不明,经常出现混凝土灌注超方非常严重,设计80m?的混凝土,需要灌注220m?,造成工作量加大,又浪费很多材料,给施工方造成很大的经济损失。分析原因大多数是由于孔内土质松散,泥浆性能不符合要求,造成泥浆护壁不好;孔内水头较低,压力太小不能保证孔壁安全;土质松散部位机具的快速碰撞也易造成塌孔。解决方法是泥浆配置必须合理,水、粘土和添加剂比例适当,在易坍塌地层泥浆相对密度需满足1.2~1.4,粘度在22s~30s之间。这两种指标都很容易在现场检测,指导性较强。钻机在钻进过程中,专人负责观察出渣的样品判断地层的变化,调整钻机的速度,避免在松散地层激烈碰撞孔壁,减少震动,预防塌孔。当塌孔位置不深时,也可采用加深护筒的方法补救。
(2)斜孔及解决办法
采用冲击钻成孔施工中常常会出现斜孔现象。冲孔过程中斜孔比较严重,造成该桩孔斜的原因是钻孔中,由于混凝土较硬,周围土质较软,钻头行进中受力不均匀,钻头摆动偏向一方;由此推广开来地质松软不均、岩面倾斜、钻架移位、钻架不平或钻头遇到探头石等情况也可能造成斜孔。因此钻机安装一定要合理,多方位检查是否水平,钻进过程中要经常派人检查钢丝绳的平面位置是否正确,钢丝绳是否垂直,一旦发现偏差应及时调整。当出现斜孔时,一般可在偏斜处吊住钻头反复扫孔,使钻孔竖直。当偏斜严重时,回填片石(采用冲击钻成孔)到偏斜处顶面,待沉积密实、稳定后重新开钻。
(3)掉钻及解决办法
掉钻是在桩基钻孔过程中经常发生的故障之一,每台钻机都应配备足够的打捞工具。掉钻后如果孔壁稳定,则直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞;如果孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时,应先加大孔内泥浆的浓度,然后采用“气举法”清除钻头上的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。因此掉钻没有更好的方法打捞,只能根据实际情况制定合理方案进行可行性打捞,最好的方法是预防为主,每次开钻前应先检查钢丝绳是否需要换掉,各个部件是否需要维护保养,磨损严重的要及时更换。
二、混凝土桩灌注过程中出现的问题及防治措施
(一)钢筋笼不能下至孔底
成孔后,在安放钢筋笼不安放到位。造成原因:①成孔有问题;②钢筋笼制作直径过大;③钢筋笼发行扭曲变形;④钢筋笼下部插入孔壁。防治措施:①成孔后,对照设计图纸和规范对孔深、孔径和孔的倾斜度进行检查,发现不符,及时进行处理;②钢筋笼尺寸偏大,钢筋笼在制作过程中,严格把好尺寸关;③加强成品的保护,要防止钢筋笼发生过大的变形;④为避免钢筋笼在吊装过程中插入孔壁,吊放钢筋笼之前,将钢筋下端50cm范围内的钢筋向中心收缩15~20cm即可。
(二)封底失败
首盘混凝土灌注后,导管的底部处在混凝土的外面或埋深不够。造成原因:①由于首批混凝土数量不足;②孔底的沉碴厚度大。防治措施:①要根据成孔的孔径和导管埋置深度的要求,计算首批混凝土的需要量;②灌注前对沉碴厚度进行检查,如发现超标,采取有效的措施进行清碴处理。
(三)卡管
钻孔桩水下混凝土的灌注,应连续进行,当无法连续进行时,称为卡管。造成原因:①混凝土中含有直径较大的骨料或受潮凝固的水泥块;②灌注混凝土冲击力不足;③导管漏水或密封不严;④配合比不适合水下混凝土的灌注要求等。防治措施:①由于混凝土质量造成的导管堵塞,可以少量提升导管而后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅速下放,以冲击疏通导管的方法进行处理;②由于混凝土冲击力不足造成的,应及时加长上部导管的长度;③导管使用前要拼装、试压,确保其连接的密封性;④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,为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂;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。
(四)钢筋笼骨架的上浮
在水下混凝土灌注时,钢筋笼随着混凝土的灌注面上升而上升。造成原因:①在混凝土的灌注过程中,首批混凝土灌注量太足,灌注下料速度过猛,冲动钢筋笼骨架上浮;②浇筑混凝土时,未对导管及时上拔,埋深较深,导致钢筋笼上浮;③混凝土的坍落度小,不符合规范要求,气温过高,混凝土凝结,从导管底部流出的混凝土可能导致开始强硬的上封层混凝土将钢筋笼托起,发生浮笼。防治措施:①钢筋笼定位时,在钢筋笼的上部用4根钢管套在钢筋笼的主筋上,采用反压阻止其上浮;②浇筑要连续作业,下料要均匀,不要过猛,确保混凝土均匀上升,以减少对钢筋骨架的上浮力;③拔管时要根据混凝土浇筑方量,控制和保证导管埋入深度在2~4m的范围内,不得小于1m或大于6m,及时提拔导管,减少上浮混凝土对钢筋骨架的上浮力;④如钢筋笼不是全笼,在混凝土灌注到钢筋笼的底部时,要放慢混凝土的灌注速度且导管的埋深要较深。
(五)断桩
混凝土凝固后不连续,中间被其它物填充形成间断桩。造成原因:①由于导管底端距孔底过远,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充;②受地下水活动的影响或导管密封不良,泥浆浸入混凝土水灰比增大,形成桩身中段出现混凝土不凝体;③由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面;④浇注混凝土时,没有从导管内灌入,而采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土。防治措施:①成孔后,必须认真清孔,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;②灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次混凝土灌注量;③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。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;④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。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。
(六)短桩
钻孔灌注桩施工完成后,承台开挖后,发现桩长不够,称为短桩。造成原因:灌注结束前,在导管拔出时,测量的混凝土顶面高程有误。防治措施:灌注结束前,要用竹竿等对混凝土的实际顶面高程进行准确量测,一般桩头比设计桩头超出50cm~100cm。
结语
总之,钻孔桩因地质的变化、工序复杂等因素,事故发生的种类和原因也形式多样,施工质量不易保证,这就要求我们在施工前要认真熟悉设计图纸及有关施工、验收规范,核查地质和有关灌注桩方面的资料,对施工过程中可能会发生的一些问题要及时进行分析处理,做到科学组织,精心施工,严格管理,施工质量是完全有保证的,这些所谓常见的问题也是完全可以避免的。
参考文献:
[1]赵伟,曲永玲.基坑支护桩沉桩影响因素分析[J].安徽建筑.2014(05)
[2]祝雯霞.素土挤密桩施工方案[J].电子制作.2014(18)
[3]杜全柱.灌注桩工程中旋挖钻干桩成孔应用实践[J].甘肃农业.2014(20)
[4]卢强.钻孔灌注桩施工质量研究[J].中国建材科技.2014(05)