论文部分内容阅读
摘要:地基基础工程关系到整个建筑质量的基础与关键,钻孔灌注桩技术因具有施工过程具有噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点,而在地基加固工程中得到广泛地应用。然而由于施工的复杂性和特殊性,施工过程中往往会出现各种安全问题和质量问题,对工程建筑造成不良影响。为了保证工程质量,我们应该了解钻孔灌注桩施工中的质量通病,严格遵守设计及施工规范技术标准进行施工的质量控制。本文就钻孔灌注桩施工中的几点问题进行了分析,并有针对性的提出了预控措施。
关键词:钻孔灌注桩;质量通病;防治
Abstract: relationship to the whole building foundation engineering quality foundation and key of bored piles technology for the construction process has low noise, small impact on the adjacent buildings, construction safety, and many other advantages, and is widely used in foundation reinforcement engineering. However because of the complexity of the construction and particularity, often appear all sorts of security problems in the construction process and quality problems, and adverse influence on engineering construction. In order to ensure the engineering quality, we should know the quality common fault of the bored piles construction, strictly abide by the specification of design and construction of technical standards for construction quality control. In this paper, several problems in the construction of bored piles is analyzed, and put forward the targeted control counter measures.
Key words: bored piles; The quality common fault; The prevention and control
中图分类号:U443.15+4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
前言
钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层,对地基进行加固处理,其对承载力的适应范围广,施工机具简单,且施工过程具有噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点,因而在地基加固工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,无法直观的对质量进行控制,人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易出现一些质量病害,甚至造成病桩、断桩等重大质量事故,危及桩基工程的安全。
一、掉钻头及孔内遗落铁件
1、产生原因
(1)由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻,致使钻杆螺栓或刀齿脱落。
(2)钻杆扭断。
(3)由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。
2、防治措施
(1)避免孔斜。
(2)根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰。
(3)维护孔壁的稳定及保持孔底清洁是处理孔内事故的必要前提,因此保持泥浆性能是关键。同时,作好孔口的防护工作,避免向孔内掉入铁件。
(4)准确记录孔内钻具的各部位部件。
3、治理措施
施工过程中若发生孔斜掉钻头及孔内遗落铁件,首先准确判断掉钻的部位,并据此制定正确的打捞方案,一般采用偏心钩等打捞器打捞的方法进行打捞。其次,在打捞过程中,杜绝强拔强扭,以避免扩大事故。然后,打捞上来后,要妥善固定在孔口安全部位,方能松脱打捞工具。对于孔内遗落的铁件,采用电磁打捞器或磁铁打捞。
二、坍孔
灌注水下混凝土过程中,发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。
1、产生原因
(1)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。
(2)孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注混凝土时坍孔。
(3)导管卡挂钢筋笼及堵管时易发生坍孔。
2、预防措施
在施工過程中采用泥浆护壁。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500 mm 以内泥浆的相对密度≯1. 25 ,含砂率≯8 %,黏度≯28 Pa·s。对一些直径< 1 m 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。
三、钢筋笼沉笼
已经沉放到设计深度位置的钢筋骨架,在浇灌混凝土的过程中,钢筋笼坠落,钢筋骨架比原设计位置低,俗称“沉笼”。
1、产生原因
(1)吊筋与主筋之间或分段钢筋笼之间焊接不牢固或吊环松脱;
(2)上下振动导管时,导管挂带钢筋笼,对骨架施加一很大外力,吊环松脱,而一旦导管与钢筋笼脱离时钢筋笼即沉入孔中。
2、预防措施
(1)严格控制吊筋与主筋之间、分段钢筋笼之间的焊接质量,将钢筋笼整体焊接牢固;
(2)避免导管挂带钢筋笼,在浇灌混凝土过程中应随时注意观察钢筋笼有无沉笼现象。
3、处理措施
(1)在浇灌混凝土过程中,一经发现应立即停止浇灌混凝土,将钢筋笼吊升至设计标高重新固定;
(2)如钢筋笼沉入混凝土中拔不出来,应探明钢筋笼顶部标高、沉入深度,拔出导管,用比原桩径稍小的钻头,在原桩位上钻孔,至断桩(即笼顶)部位以下适当深度时(可由验算确定)重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼(笼的长度、直径、配筋应该核算),其下部埋入新钻孔中,然后继续浇灌混凝土;
(3)如钢筋笼沉入混凝土的深度不深(2米时),可暂不处理,继续浇灌混凝土,待基坑开挖后,在原桩位上人工或机械挖土,凿出桩头钢筋焊接上来,桩头混凝土须凿毛,再浇灌高出原标号一个强度等级的混凝土;
(4)在开挖基坑后凿除桩头浮浆时发现沉笼,但不知沉入深度,此时须重新补桩,或请设计人员核定在基础结构上采取加固措施(如增设暗梁等)。
四、缩颈
桩孔缩颈将导致桩的截面變小,桩基承载力降低,混凝土钢筋保护层变薄,钢筋裸露,钢筋锈蚀严重。
1、产生原因
(1)钻进成孔时,地层在应力释放过程中发生缓慢变形,导致孔径变小而造成缩颈现象。
(2)钻头磨损过甚,焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩。
2、预防措施
(1)加快成孔的速度,减少孔壁变形的时间,以便尽快浇筑混凝土达到混凝土侧压力抵消桩孔内土层释放的应力。
(2)在钻孔施工过程中,采用与孔径一致的探孔器,随时检查成孔的变化情况,如果发现异常,可使用钻机重新进行扫孔。
(3)钻孔完成后,经过检查没有缩颈质量问题可以立即安装钢筋笼,快速浇筑混凝土,缩短成孔与灌注的时间差,这样也能有效地减少孔径变形程度。
五、堵管
1、原因分析
(1)开始灌注时堵管,开始灌注时堵管,指首盘混凝土灌注即堵管,其原因主要有隔水塞被卡住和漏斗底部 混合料产生离析,致混凝土无法下落两种情况。
(2)灌注过程中堵管,灌注过程中堵管,主要由于混凝土和易性太差、离析;石子粒径过大;有大的异物(如受潮水泥结块等);埋管太深;导管直径太小;灌注时间太长或两盘混凝土间隔时间过长所致。
2、预防措施
(1)开始灌注时的预防措施:
a.钻孔桩灌注前对导管进行试探,检查导管的垂直度,并进行导管过球试验。
b.首盘混凝土拌和应适当多掺加水泥和细骨料,确保首盘混凝土的和易性,另外在 灌注漏斗内洒水润湿,以利混凝土顺利下落。
c.精确计算导管底口与孔底之间距离,控制在30~50cm为宜,太小容易堵管,太 大则无法保证初灌导管埋深。
(2)灌注过程中的预防措施。
a.合理组织,加快混凝土灌注速度,同时确保混凝土连续灌注,不要因任何原因而间断灌注
b. 合理安排混凝土到场时间,做好混凝土灌注前检查。确保灌注的混凝土无离析和泌水现象。宜掺加缓凝减水剂,改善混凝土的性能。混凝土坍落度宜控制在160mm~210mm。
c.在灌注漏斗上设一10cm×10cm钢筋网垫,隔离混凝土中的大块异物,确保无大块物体进入导管中。
d. 灌注过程中勤量测,勤拆管,埋管深度宜控制在2m~6m之间,以免埋管太深造成堵管。
e. 根据钻孔桩直径。宜选用内径25cm或30cm并且顺直、内壁光滑的导管,不宜选用内径过小的导管。
3、治理措施
如果出现堵管,则要分析原因,采用长杆冲捣,大锤敲击导管,或利用卷扬机将漏斗稍提一定高度,猛然下落,利用振动使混凝土下落。如仍无效,则提出导管,清理出混凝土,分析原因,重新施工。
六、护筒、钻孔漏浆
护筒外壁向外侧冒水或泥浆成为护筒漏浆,护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏泥浆的现象称钻孔漏浆。一旦漏浆,护筒内水头降低,孔内压力并得不到保障,易引发坍孔,也会造成护筒倾斜、位移及周围地面下沉。
1、原因分析
(1)护筒埋设太浅,周围填土不密实,或护筒的接缝不严密,或护筒水位差太大,在护筒刃脚或其接缝处产生漏浆。
(2)钻头起落时,碰撞护筒,造成漏浆。
(3)钻孔中遇有透水性强的流沙层、砂砾层或地下水流动的地层如暗河、溶洞等,钻进时会有稀泥浆向孔壁外漏失。
(4)护筒内水位过高,水柱压力过大,造成漏浆。
2、预防措施
(1)埋设护筒时,护筒四周土选择含水量适当的粘土,要分层夯实。护筒采用钢制护筒,其主要作用是固定桩位,控制孔口有一定的水头,保护孔口防止塌陷,不穿孔。在旱地上埋设护筒一般采用挖埋法,埋置深度以进入好土不小于1m,并在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土要分层回填夯实,以达到最佳密实度。在水中埋设护筒可采用振动加压下沉法。护筒底一定要下沉至硬土1米以上,否则易坍塌、穿孔。
(2)起落钻头,要注意对中,避免碰撞护筒。
(3)护筒刃脚漏浆,可用粘土在周围填实、加固;如护筒接缝漏浆,可用潜水工下水进行作业堵塞。
(4)适当降低护筒内的水头。施工中,严格控制好护筒内水位,一般情况下,以保护高于筒外施工水位1.5m为宜。水头过高易从护筒底脚处产生空孔现象,水头过低又会减弱孔内的水压,降低外渗护壁作用,甚至产生“反渗”现象。
3、治理措施
(1)如护筒严重下沉、位移,则应返工重埋护筒。
(2)因地质原因引起漏浆的,如孔壁漏浆不严重(如地层裂隙),可倒入粘土或填入片石、碎卵石土或增加水泥、锯末等混合材料,以增强护壁。如孔壁漏浆严重,如遇流沙层、砂砾层暗河、溶洞等,则需向业主、监理、设计等有关部门反应相关情况,由上级部门制定防治方案,进行“堵漏”。
参考文献
[1]张雄文,管义军,周建华.PHP泥浆在桥梁超长超大直径钻孔灌注桩施工中的应用[J].岩石力学与工程学报.2005(14).
[2]吴运华.钻(冲)孔混凝土灌注桩施工方法与措施[J].土工基础.2005(03).
[3]李粮纲等编.基础工程施工技术[M].中国地质大学出版社,2001.
[4]李海军,王敏泽.人工挖孔灌注桩基础施工及质量验收要点简析[J].山西建筑.2009(03) .
关键词:钻孔灌注桩;质量通病;防治
Abstract: relationship to the whole building foundation engineering quality foundation and key of bored piles technology for the construction process has low noise, small impact on the adjacent buildings, construction safety, and many other advantages, and is widely used in foundation reinforcement engineering. However because of the complexity of the construction and particularity, often appear all sorts of security problems in the construction process and quality problems, and adverse influence on engineering construction. In order to ensure the engineering quality, we should know the quality common fault of the bored piles construction, strictly abide by the specification of design and construction of technical standards for construction quality control. In this paper, several problems in the construction of bored piles is analyzed, and put forward the targeted control counter measures.
Key words: bored piles; The quality common fault; The prevention and control
中图分类号:U443.15+4文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
前言
钻孔灌注桩可以穿越各种土质复杂或软硬变化较大的土层,对地基进行加固处理,其对承载力的适应范围广,施工机具简单,且施工过程具有噪音低、对相邻楼宇影响小、施工安全性好等诸多优点,因而在地基加固工程中得到广泛地应用。但由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在一个较短的时间内快速完成水下灌注混凝土隐蔽工程的灌注,无法直观的对质量进行控制,人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易出现一些质量病害,甚至造成病桩、断桩等重大质量事故,危及桩基工程的安全。
一、掉钻头及孔内遗落铁件
1、产生原因
(1)由于孔斜或地层极度软硬不均造成剧烈跳钻,致使钻杆螺栓或刀齿脱落。
(2)钻杆扭断。
(3)由于施工人员操作不当将施工工具遗落孔内。
2、防治措施
(1)避免孔斜。
(2)根据钻进情况定时提钻检查, 重点检查加重杆管壁及钻杆上下法兰。
(3)维护孔壁的稳定及保持孔底清洁是处理孔内事故的必要前提,因此保持泥浆性能是关键。同时,作好孔口的防护工作,避免向孔内掉入铁件。
(4)准确记录孔内钻具的各部位部件。
3、治理措施
施工过程中若发生孔斜掉钻头及孔内遗落铁件,首先准确判断掉钻的部位,并据此制定正确的打捞方案,一般采用偏心钩等打捞器打捞的方法进行打捞。其次,在打捞过程中,杜绝强拔强扭,以避免扩大事故。然后,打捞上来后,要妥善固定在孔口安全部位,方能松脱打捞工具。对于孔内遗落的铁件,采用电磁打捞器或磁铁打捞。
二、坍孔
灌注水下混凝土过程中,发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒,随即骤降并冒出气泡,为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。
1、产生原因
(1)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。
(2)孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注混凝土时坍孔。
(3)导管卡挂钢筋笼及堵管时易发生坍孔。
2、预防措施
在施工過程中采用泥浆护壁。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500 mm 以内泥浆的相对密度≯1. 25 ,含砂率≯8 %,黏度≯28 Pa·s。对一些直径< 1 m 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。
三、钢筋笼沉笼
已经沉放到设计深度位置的钢筋骨架,在浇灌混凝土的过程中,钢筋笼坠落,钢筋骨架比原设计位置低,俗称“沉笼”。
1、产生原因
(1)吊筋与主筋之间或分段钢筋笼之间焊接不牢固或吊环松脱;
(2)上下振动导管时,导管挂带钢筋笼,对骨架施加一很大外力,吊环松脱,而一旦导管与钢筋笼脱离时钢筋笼即沉入孔中。
2、预防措施
(1)严格控制吊筋与主筋之间、分段钢筋笼之间的焊接质量,将钢筋笼整体焊接牢固;
(2)避免导管挂带钢筋笼,在浇灌混凝土过程中应随时注意观察钢筋笼有无沉笼现象。
3、处理措施
(1)在浇灌混凝土过程中,一经发现应立即停止浇灌混凝土,将钢筋笼吊升至设计标高重新固定;
(2)如钢筋笼沉入混凝土中拔不出来,应探明钢筋笼顶部标高、沉入深度,拔出导管,用比原桩径稍小的钻头,在原桩位上钻孔,至断桩(即笼顶)部位以下适当深度时(可由验算确定)重新清孔,在断桩部位增加一节钢筋笼(笼的长度、直径、配筋应该核算),其下部埋入新钻孔中,然后继续浇灌混凝土;
(3)如钢筋笼沉入混凝土的深度不深(2米时),可暂不处理,继续浇灌混凝土,待基坑开挖后,在原桩位上人工或机械挖土,凿出桩头钢筋焊接上来,桩头混凝土须凿毛,再浇灌高出原标号一个强度等级的混凝土;
(4)在开挖基坑后凿除桩头浮浆时发现沉笼,但不知沉入深度,此时须重新补桩,或请设计人员核定在基础结构上采取加固措施(如增设暗梁等)。
四、缩颈
桩孔缩颈将导致桩的截面變小,桩基承载力降低,混凝土钢筋保护层变薄,钢筋裸露,钢筋锈蚀严重。
1、产生原因
(1)钻进成孔时,地层在应力释放过程中发生缓慢变形,导致孔径变小而造成缩颈现象。
(2)钻头磨损过甚,焊接不及时或地层中有遇水膨胀的软土、黏土泥岩。
2、预防措施
(1)加快成孔的速度,减少孔壁变形的时间,以便尽快浇筑混凝土达到混凝土侧压力抵消桩孔内土层释放的应力。
(2)在钻孔施工过程中,采用与孔径一致的探孔器,随时检查成孔的变化情况,如果发现异常,可使用钻机重新进行扫孔。
(3)钻孔完成后,经过检查没有缩颈质量问题可以立即安装钢筋笼,快速浇筑混凝土,缩短成孔与灌注的时间差,这样也能有效地减少孔径变形程度。
五、堵管
1、原因分析
(1)开始灌注时堵管,开始灌注时堵管,指首盘混凝土灌注即堵管,其原因主要有隔水塞被卡住和漏斗底部 混合料产生离析,致混凝土无法下落两种情况。
(2)灌注过程中堵管,灌注过程中堵管,主要由于混凝土和易性太差、离析;石子粒径过大;有大的异物(如受潮水泥结块等);埋管太深;导管直径太小;灌注时间太长或两盘混凝土间隔时间过长所致。
2、预防措施
(1)开始灌注时的预防措施:
a.钻孔桩灌注前对导管进行试探,检查导管的垂直度,并进行导管过球试验。
b.首盘混凝土拌和应适当多掺加水泥和细骨料,确保首盘混凝土的和易性,另外在 灌注漏斗内洒水润湿,以利混凝土顺利下落。
c.精确计算导管底口与孔底之间距离,控制在30~50cm为宜,太小容易堵管,太 大则无法保证初灌导管埋深。
(2)灌注过程中的预防措施。
a.合理组织,加快混凝土灌注速度,同时确保混凝土连续灌注,不要因任何原因而间断灌注
b. 合理安排混凝土到场时间,做好混凝土灌注前检查。确保灌注的混凝土无离析和泌水现象。宜掺加缓凝减水剂,改善混凝土的性能。混凝土坍落度宜控制在160mm~210mm。
c.在灌注漏斗上设一10cm×10cm钢筋网垫,隔离混凝土中的大块异物,确保无大块物体进入导管中。
d. 灌注过程中勤量测,勤拆管,埋管深度宜控制在2m~6m之间,以免埋管太深造成堵管。
e. 根据钻孔桩直径。宜选用内径25cm或30cm并且顺直、内壁光滑的导管,不宜选用内径过小的导管。
3、治理措施
如果出现堵管,则要分析原因,采用长杆冲捣,大锤敲击导管,或利用卷扬机将漏斗稍提一定高度,猛然下落,利用振动使混凝土下落。如仍无效,则提出导管,清理出混凝土,分析原因,重新施工。
六、护筒、钻孔漏浆
护筒外壁向外侧冒水或泥浆成为护筒漏浆,护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏泥浆的现象称钻孔漏浆。一旦漏浆,护筒内水头降低,孔内压力并得不到保障,易引发坍孔,也会造成护筒倾斜、位移及周围地面下沉。
1、原因分析
(1)护筒埋设太浅,周围填土不密实,或护筒的接缝不严密,或护筒水位差太大,在护筒刃脚或其接缝处产生漏浆。
(2)钻头起落时,碰撞护筒,造成漏浆。
(3)钻孔中遇有透水性强的流沙层、砂砾层或地下水流动的地层如暗河、溶洞等,钻进时会有稀泥浆向孔壁外漏失。
(4)护筒内水位过高,水柱压力过大,造成漏浆。
2、预防措施
(1)埋设护筒时,护筒四周土选择含水量适当的粘土,要分层夯实。护筒采用钢制护筒,其主要作用是固定桩位,控制孔口有一定的水头,保护孔口防止塌陷,不穿孔。在旱地上埋设护筒一般采用挖埋法,埋置深度以进入好土不小于1m,并在护筒周围对称地、均匀地回填最佳含水量的粘土要分层回填夯实,以达到最佳密实度。在水中埋设护筒可采用振动加压下沉法。护筒底一定要下沉至硬土1米以上,否则易坍塌、穿孔。
(2)起落钻头,要注意对中,避免碰撞护筒。
(3)护筒刃脚漏浆,可用粘土在周围填实、加固;如护筒接缝漏浆,可用潜水工下水进行作业堵塞。
(4)适当降低护筒内的水头。施工中,严格控制好护筒内水位,一般情况下,以保护高于筒外施工水位1.5m为宜。水头过高易从护筒底脚处产生空孔现象,水头过低又会减弱孔内的水压,降低外渗护壁作用,甚至产生“反渗”现象。
3、治理措施
(1)如护筒严重下沉、位移,则应返工重埋护筒。
(2)因地质原因引起漏浆的,如孔壁漏浆不严重(如地层裂隙),可倒入粘土或填入片石、碎卵石土或增加水泥、锯末等混合材料,以增强护壁。如孔壁漏浆严重,如遇流沙层、砂砾层暗河、溶洞等,则需向业主、监理、设计等有关部门反应相关情况,由上级部门制定防治方案,进行“堵漏”。
参考文献
[1]张雄文,管义军,周建华.PHP泥浆在桥梁超长超大直径钻孔灌注桩施工中的应用[J].岩石力学与工程学报.2005(14).
[2]吴运华.钻(冲)孔混凝土灌注桩施工方法与措施[J].土工基础.2005(03).
[3]李粮纲等编.基础工程施工技术[M].中国地质大学出版社,2001.
[4]李海军,王敏泽.人工挖孔灌注桩基础施工及质量验收要点简析[J].山西建筑.2009(03) .