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中图分类号:TD327.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-0360-01
由于钻孔灌注桩具有对地基土层的适应性强,承载力大,造价低及低噪声等优点,已成为一种是用广泛的基础型式。在我国最先由交通部有关部门在公路桥梁建设中用极简单的民间打井工具施工获得成功。以后,在推广应用中,施工机具和施工技术不断发展和完善,在一般桥梁工程中得到了相当普遍的应用。现在钻孔灌注桩在城市建筑工程中推广应用之快,规模之大和种类之多,已超过了率先采用灌注桩的桥梁和港口码头工程。
我公司承揽的西二环雨水泵站工程中,由于泵站挖深大26米,泵房东侧上有一七层居民楼距离基坑只有 11.3米,基坑西侧据天然气、上水管道仅3米左右。为保证基坑开挖的安全,不对周边的房屋、管线造成破坏,采用了钻孔灌注桩作为围护桩,这种施工方案不仅使施工的安全、可靠性大大提高,而且还缩减了工期、节约了工程造价。当然,在市政工程中钻孔灌注桩更广泛的还是在桥梁中应用。
现就施工中钻孔灌注桩施工质量事故控制的常见措施加以说明。
一、钻孔垂直度不符合要求
(一)主要原因
1.场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻机过程发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜;
2.钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成钻孔偏斜;
3.钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成偏离钻进方向;
4.钻进中遇软硬土层交界面或倾斜面时,钻压过高使钻头受力不均,造成偏离钻进方向。
(二)控制钻孔垂直度的主要技术措施
1.压实、平整施工场地;
2.安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差立即调整;
3.定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修和更换;
4.在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速钻压钻进。发现钻孔偏斜,应及时回填黏土,冲平后再低速低压钻进;
5.在复杂地层钻进,必要时在钻杆上加设扶正器。
二、塌孔和缩径
(一)主要原因
塌孔与缩径产生的原因基本相同,主要是地層复杂、钻进速度过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成。
(二)预防措施
钻孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时,成孔速度应控制在2m/h以内,泥浆性能主要控制其密度为1.3-1.4g/cm3、黏度为20-30s、含砂率≤6%,若孔内自然造浆不能满足以上要求时,可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法,改善泥浆的性能,通过对泥浆的除砂处理,可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因,钢筋骨架安装后应立即灌注混凝土。
三、孔底沉渣过厚或灌注混凝土前孔内泥浆含砂率过大
孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差,清孔无法达到设计要求外,还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉渣厚度,首先需准确测量桩的终孔深度,应采用丈量钻杆长度的方法测定,取孔内钻杆长度+钻头长度,钻头长度取至钻尖的2/3处。
在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件是应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高黏度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利的浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1-1.2g/cm3.清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析,若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低,捞不到粗砂砾,或后期把孔内泥浆密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,则说明前期清孔时泥浆的黏度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的,施工时应特别注意这种问题。
四、灌注混凝土过程中钢筋骨架上浮
(一)主要原因
1.混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋骨架底时,结块的混凝土托起钢筋骨架;
2.清孔时孔内泥浆悬浮的砂砾太多,混凝土灌注过程中砂砾回沉在混凝土面上,形成较密实的砂层,并随孔内混凝土逐渐升高,当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架;
3.混凝土灌注至钢筋骨架底部时,灌注速度太快,造成钢筋骨架上浮。
(二)预防措施
除认真清孔外,当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使导管底口高于骨架底部2m以上,然后恢复正常灌注速度。
五、桩身混凝土夹渣或断桩
(一)主要原因
1.初灌注桩量不够,造成初灌注后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土;
2.混凝土灌注过程拔管长度控制不准,导管拔出混凝土面;
3.混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣;
4.清孔时孔内泥浆悬浮的砂砾太多,混凝土灌注过程中砂砾回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂砾及浮渣被包入混凝土内。严重时可能造成堵管事故,导致混凝土中断。
(二)预防措施
导管的埋置深度宜控制在2-6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥,并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋置深度≥2m。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。
六、桩顶混凝土不密实或强度到不到设计要求
(一)主要原因
灌注高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。
(二)预防措施
对于桩径≤1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的4%;对于桩径≥1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的5%。对于大体积混凝土的桩,桩顶10m内的混凝土应适当调整配合比,增大碎石含量,减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段,孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。
随着钻机的不断更新,施工中技术人员对工艺掌控能力的提高,在钻孔灌注桩的施工中,我们将逐渐避免施工中的问题,减少偏差,保质、保量、高效、安全的完成施工任务。
由于钻孔灌注桩具有对地基土层的适应性强,承载力大,造价低及低噪声等优点,已成为一种是用广泛的基础型式。在我国最先由交通部有关部门在公路桥梁建设中用极简单的民间打井工具施工获得成功。以后,在推广应用中,施工机具和施工技术不断发展和完善,在一般桥梁工程中得到了相当普遍的应用。现在钻孔灌注桩在城市建筑工程中推广应用之快,规模之大和种类之多,已超过了率先采用灌注桩的桥梁和港口码头工程。
我公司承揽的西二环雨水泵站工程中,由于泵站挖深大26米,泵房东侧上有一七层居民楼距离基坑只有 11.3米,基坑西侧据天然气、上水管道仅3米左右。为保证基坑开挖的安全,不对周边的房屋、管线造成破坏,采用了钻孔灌注桩作为围护桩,这种施工方案不仅使施工的安全、可靠性大大提高,而且还缩减了工期、节约了工程造价。当然,在市政工程中钻孔灌注桩更广泛的还是在桥梁中应用。
现就施工中钻孔灌注桩施工质量事故控制的常见措施加以说明。
一、钻孔垂直度不符合要求
(一)主要原因
1.场地平整度和密实度差,钻机安装不平整或钻机过程发生不均匀沉降,导致钻孔偏斜;
2.钻杆弯曲、钻杆接头间隙太大,造成钻孔偏斜;
3.钻头翼板磨损不一,钻头受力不均,造成偏离钻进方向;
4.钻进中遇软硬土层交界面或倾斜面时,钻压过高使钻头受力不均,造成偏离钻进方向。
(二)控制钻孔垂直度的主要技术措施
1.压实、平整施工场地;
2.安装钻机时应严格检查钻机的平整度和主动钻杆的垂直度,钻进过程中应定时检查主动钻杆的垂直度,发现偏差立即调整;
3.定期检查钻头、钻杆、钻杆接头,发现问题及时维修和更换;
4.在软硬土层交界面或倾斜岩面处钻进,应低速钻压钻进。发现钻孔偏斜,应及时回填黏土,冲平后再低速低压钻进;
5.在复杂地层钻进,必要时在钻杆上加设扶正器。
二、塌孔和缩径
(一)主要原因
塌孔与缩径产生的原因基本相同,主要是地層复杂、钻进速度过快、护壁泥浆性能差、成孔后放置时间过长没有灌注混凝土等原因所造成。
(二)预防措施
钻孔灌注桩穿过较厚的砂层、砾石层时,成孔速度应控制在2m/h以内,泥浆性能主要控制其密度为1.3-1.4g/cm3、黏度为20-30s、含砂率≤6%,若孔内自然造浆不能满足以上要求时,可采用加黏土粉、烧碱、木质素的方法,改善泥浆的性能,通过对泥浆的除砂处理,可控制泥浆的密度和含砂率。没有特殊原因,钢筋骨架安装后应立即灌注混凝土。
三、孔底沉渣过厚或灌注混凝土前孔内泥浆含砂率过大
孔底沉渣过厚除清孔泥浆质量差,清孔无法达到设计要求外,还有测量方法不当造成误判。要准确测量孔底沉渣厚度,首先需准确测量桩的终孔深度,应采用丈量钻杆长度的方法测定,取孔内钻杆长度+钻头长度,钻头长度取至钻尖的2/3处。
在含粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件是应优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高黏度浓浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利的浮出孔口。孔底沉渣厚度符合设计要求后,应把孔内泥浆密度降至1.1-1.2g/cm3.清孔整个过程应专人负责孔口捞渣和测量孔底沉渣厚度,及时对孔内泥浆含砂率和孔底沉渣厚度的变化进行分析,若出现清孔前期孔口泥浆含砂量过低,捞不到粗砂砾,或后期把孔内泥浆密度降低后,孔底沉渣厚度增大较多,则说明前期清孔时泥浆的黏度和稠度偏小,砂粒悬浮在孔内泥浆里,没有真正达到清孔的目的,施工时应特别注意这种问题。
四、灌注混凝土过程中钢筋骨架上浮
(一)主要原因
1.混凝土初凝和终凝时间太短,使孔内混凝土过早结块,当混凝土面上升至钢筋骨架底时,结块的混凝土托起钢筋骨架;
2.清孔时孔内泥浆悬浮的砂砾太多,混凝土灌注过程中砂砾回沉在混凝土面上,形成较密实的砂层,并随孔内混凝土逐渐升高,当砂层上升至钢筋骨架底部时托起钢筋骨架;
3.混凝土灌注至钢筋骨架底部时,灌注速度太快,造成钢筋骨架上浮。
(二)预防措施
除认真清孔外,当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低灌注速度。当混凝土面上升到骨架底口4m以上时,提升导管,使导管底口高于骨架底部2m以上,然后恢复正常灌注速度。
五、桩身混凝土夹渣或断桩
(一)主要原因
1.初灌注桩量不够,造成初灌注后埋管深度太小或导管根本就没有进入混凝土;
2.混凝土灌注过程拔管长度控制不准,导管拔出混凝土面;
3.混凝土初凝和终凝时间太短,或灌注时间太长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣;
4.清孔时孔内泥浆悬浮的砂砾太多,混凝土灌注过程中砂砾回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂砾及浮渣被包入混凝土内。严重时可能造成堵管事故,导致混凝土中断。
(二)预防措施
导管的埋置深度宜控制在2-6m之间。混凝土灌注过程中拔管应有专人负责指挥,并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋置深度≥2m。单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。
六、桩顶混凝土不密实或强度到不到设计要求
(一)主要原因
灌注高度不够、混凝土浮浆太多、孔内混凝土面测定不准。
(二)预防措施
对于桩径≤1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的4%;对于桩径≥1000mm的桩,超灌高度不小于桩长的5%。对于大体积混凝土的桩,桩顶10m内的混凝土应适当调整配合比,增大碎石含量,减少桩顶浮浆。在灌注最后阶段,孔内混凝土面测定应采用硬杆筒式取样法测定。
随着钻机的不断更新,施工中技术人员对工艺掌控能力的提高,在钻孔灌注桩的施工中,我们将逐渐避免施工中的问题,减少偏差,保质、保量、高效、安全的完成施工任务。