钻孔灌注桩基础技术在工程中的应用及质量控制
【摘要】文章探讨了钻孔灌注桩桩身施工中某些施工产生的问题,并分析了原因,提出了防治对策。 【关键词】钻孔；灌注桩；问题；防治 1 钻孔灌注桩桩身施工前的准备工作
1.1 材料质量要求。(1)粗骨料:应采用质地坚硬的卵石、碎石其粒径宜用15～25mm。卵石不宜大于50mm,碎石不宜大于40mm。含泥量不大于2%,无垃圾及杂物。(2)细骨料:应选用质地坚硬的中砂,含泥量不大于5%,无垃圾、草根、泥块等杂物。(3)水泥:宜用32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,使用前必须查明其品种、强度等级、出厂日期,应有出厂质量证明,到现场后分批见证取样,复试合格后才准使用。
1.2 成孔前准备工作。用作桩基的工程桩施工前应做试成孔,试成孔数每个场地不应少于二个。用试成孔核对地质资料,检验所选的设备、机具、施工工艺及技术要求是否合适。如满足设计要求时,试成孔的泥浆密度,通过不同地层选用的钻速、钻压,钻头直径、形式等施工工艺参数即为施工时选择工艺参数的依据。 2 断桩
2.1 产生的原因。
2.1.1 混凝土拌和物发行离析使桩身中断。
2.1.2 灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或灌注中发重型导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不良时,都会演变为桩身
严重夹泥,混凝土桩身中断的严重事故。
2.1.3 灌注时间过长,首批混凝土已初凝,而后灌注的混凝土冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,未及时作良好处理,均会在两层混凝土中产生部分夹泥浆渣土的截面。 2.2 防治措施。
2.2.1 导管要有足够的搞拉强度,能承受其自重和盛满混凝土的重量;内径应一致,其误差应小于±2mm,内壁须光滑无阻,组拼后须用球塞、检查锤作通过试验;导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4m,其底端不得带法兰盘。
2.2.2 导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。 2.2.3 严格控制导管进而深与拔管速度,导管不宜进埋入混凝土过深,也不可过浅。及时测量混凝土浇灌深度,严防导管拔空。 2.2.4 经常检测混凝土拌合物,确保其符合要求。 3 缩径
3.1 产生的原因。
3.1.1 清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。
3.1.2 孔中水头下降,对孔壁的静水压力减小,导致局部孔壁土层失稳坍落,造成混凝土桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成护颈。 3.2 防治措施。
3.2.1 使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥
浆。
3.2.2 成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不表泥,预防清孔后的在浇筑的过程中局部坍塌,导致缩径的产生。 4 桩顶局部冒水、桩身孔洞 4.1 产生的原因。
4.1.1 水下混凝土灌注过程中,导管埋深过大,导管内处混凝土新鲜程度不同,再加上灌注过程中上下活动导管过于频繁,致使导管活动部位的混凝土离析,保水性能差而泌出大量的水,这些水沿着导管部位最后灌入的、最为新鲜的混凝土往上冒,形成通道(即桩身孔洞)。
4.1.2 水下混凝土灌注过程中,混凝土倾倒入导管速度过快过猛,把空气闷在导管中,在桩内形成高压气包。高压气包在其自身浮力或导管起拔等外力的作用下,气包便滞留在桩身内,最终形成桩身孔洞。
4.1.3 水下混凝土灌注时间过长,最早灌入孔内的混凝土坍落度损失过大,流动性变差,终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。 4.2 防治措施。
4.2.1 控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。 4.2.2 混凝土倾入导管的速度应根据混凝土在管内的深度控制,管内深度越深,混凝土倾入速度越应放慢。在可能的情况下,应始终保持导管内混凝土,以防止桩身形成高压气包。
4.2.3 加适当缓凝剂,确保混凝土在初凝前完成水下灌注。
5 桩头问题 5.1 产生的原因。
5.1.1 清孔不彻底,桩顶浮浆过深过厚,影响下混凝土灌注时测量桩顶位置的精度。
5.1.2 导管起拔速度过快,尤其是桩头直径过大时,如未经插捣,直接起拔导管,桩头很容易出现混凝土中间高、四周低的“烂桩头”。 5.1.3 浇筑速度过快,导致孔壁局部坍塌,影响测量结果。 5.2 防治措施。
5.2.1 认真做好清孔工作,确保清孔完成后孔口没有泥块返出;在空孔较长的桩内测量混凝土上升面时,应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5～40mm碎石混凝土时,重锤的质量可以控制在1kg左右。在设计桩顶与地面距离<4m时,通常认为使用竹竿通过手感测量混凝土面更直观,精度更高。
5.2.2 混凝土终灌拔管前,应使用导管适当地插捣混凝土,把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后,以便精确测量混凝土面。也可通过导管插捣使桩顶混凝土摊平。 6 灌注混凝土时桩孔坍孔
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。 6.1 原因分析。
6.1.1 灌注混凝土过程中,孔内外水头未能保持一定高差。在潮
汐地区,没有采取措施来稳定孔内水位。
6.1.2 护筒刃脚周围漏水;孔外堆放重物或有机械振,使孔壁在灌注混凝土时坍孔。
6.1.3 导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。 6.2 预防方法。
6.2.1 灌注混凝土过程中,要采取各种措施来稳定孔内水位,还要防止护筒及孔壁漏水。
6.2.2 用吸泥机吸出坍入孔内的泥土,同时保持或加大水头高度,如不再坍孔,可继续灌注。
6.2.3 如用上法处治,坍孔应不停时,或坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出,回填粘土,重新钻孔。 7 孔位倾斜 7.1 原因分析。
7.1.1 桩机本身未竖直或桩机平台不水平。 7.1.2 桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降。 7.1.3 在进行超深桩作业时,桩机钻杆太细。 7.2 预防方法。
7.2.1 首先要扩大桩机支承面积,使桩机稳固,并保证钻机平台水平。
7.2.2 采取经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施,并于成孔后下放钢筋前作井径、井斜超声波测试。 7.2.3 严格按照规范要求先配钻杆。
8 从验收来保证
主控项目为桩位、孔深、桩体质量檢驗、桩身混凝土强度、承載力。一般項目为垂直度、桩径、泥浆相对密度、泥浆面标高、沉渣厚度、混凝土坍落度、钢筋笼安装深度、混凝土充盈系数、桩顶标高。混凝土灌注桩质量验收记录:(1)桩设计图纸、施工说明和地质资料。(2)当地无成熟经验时必须提供试成孔资料。(3)材料合格证和到施工现场后复试试验报告。(4)灌注桩从开孔至混凝土灌注的各工序施工记录。(5)隐蔽工程验收记录。(6)单桩混凝土试件试压报告。(7)桩体完整性测试报告。(8)桩承载力测试报告。(9)混凝土灌注桩钢筋笼质量检验记录。(10)灌注桩平面位置和垂直度检验记录。(11)混凝土灌注桩质量检验记录。
总之,在软土地基上进行钻孔灌注桩作业比在其它地区作业难度更大,施工质量更难控制,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,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,这些所谓的质量通病也是完全可以避免的。 参考文献:
[1]江正荣.建筑分项施工工艺标准手册(第二版).2004.
