现浇冲孔灌注桩质量通病的防治
摘要:由于冲孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在较短时间内快速完成水下灌注混凝土(隐蔽工程注混凝土的灌注),无法直观的对质量进行控制,因此人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易出现一些常见质量病害,甚至造成病桩、断桩、夹层等重大质量缺陷,危及桩基础工程的安全功能。文章对桩基病害的成因进行分析,并提出一些防治措施。 关键词:冲孔灌注桩;隐蔽工程;质量缺陷
冲孔灌注桩施工工艺简单,成熟,施工进度快捷,适应面广,承载力大,施工后的检测方法可靠,完善,检测数据准确等特点,越来越受到设计,建设单位的青睐。但由于冲孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,需要在较短时间内快速完成水下灌注混凝土(隐蔽工程注混凝土的灌注),无法直观的对质量进行控制,因此人为因素的影响较大,若稍有疏忽,很容易出现一些常见质量病害,甚至造成病桩、断桩、夹层等重大质量缺陷,危及桩基础工程的安全功能。本文对冲孔灌注桩质量通病的成因进行分析,并提出一些防治措施。 一、冲孔灌注桩常见的质量通病
冲孔灌注桩在承受垂直荷载压力的时候,以桩顶位置所受的压力最大,下部承受的压力相对较小。但冲孔灌注桩的成桩工艺与实际受力状况却相反,往往是上部混凝土的强度低,中、下段混凝土的强度高,若不严格控制施工工艺,很容易出现桩上段强度达不到
设计要求的情况。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。 二、影响成桩质量的因素分析 (一)影响桩位的因素分析
(1)施工控制点的准确性,现场施工的控制点是现场布点,放样的基础;控制点位置坐标,高程的偏差,定能影响整个工程的成败;(2)护筒和桩机在冲孔过程中的晃动和移位造成桩位的偏差;(3)钢筋笼沉放位置的偏差造成桩位偏差;(4)桩机安装就位稳定性差,作业时桩机安装不稳;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形,以致造成成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。 (二)影响桩身上部强度的因素分析
1.按照施工规范的规定,冲孔后要彻底清除孔底的淤泥,沉渣等,但在实际施工过程中,很难将淤泥,沉渣彻底清除,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,沉渣必然混入混凝土中。由于用导管灌注的水下混凝土是从下往上顶升的,先灌入的混凝土项升于孔的上面,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.在混凝土浇筑过程中,泛浆高度较小,造成上部混凝土强度质量较差。
4.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擘使泥土坍落桩底;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。
(三)影响桩身质量的其他因素分析
1.混凝土浇注施工中,若导管插入混凝土内过浅(一般控制在2~6m),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,从而使桩体产生空洞,蜂窝缺陷。
2.在成孔至浇筑混凝土过程中,所涉及到的施工环节多,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。
3.混凝土在水下浇灌的过程中,其流动性,初凝时间,粘聚性能会变得更差,若稍有疏忽,很容易产生空洞,蜂窝,离析,夹泥甚至断桩等质量缺陷。
4.对桩身承载力影响因素的分析:(1)入岩的判断及嵌岩深度的影响;(2)沉渣厚度的影响;(3)混凝土自身质量的影响。 三、防治措施
(一)桩身上部强度的保证措施
为保证桩身上部强度达到设计要求,应从以下述几方面采取相应的质量保证措施:
1.根据桩身直径和桩底部深度和第一斗混凝土的体积,准确计算每斗混凝土可浇灌的高度,进而准确计算出导管的提升时间、长度及在混凝土内的埋入深度。
2.成桩质量与桩身的浇注高度也有关系,一般控制成桩高度要高出设计桩顶标高0.5~1.0m。待承台施工时凿去高出设计标高部分的混凝土后,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,一般控制在2m~6m,桩身较长时可相应有所增加。 (二)桩身质量的保证措施
1.工程施工前,应先做2个以上的试验冲孔,通过检测冲孔的孔径、垂直度、孔壁稳定性和孔底沉淤等指标,用以核对所选设备、工艺方法是否符合施工技术要求。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,可视情况相应增加检测数量。
2.冲孔桩护壁用的泥浆应能满足护壁要求,护筒的埋设深度不宜小于1.0m,液面至少需高于地下水位0.5m以上,有条件时,以高出地下水位2m以上,以便泥浆从护筒的溢浆孔排出。 3.混凝土灌注之前,必须保证孔壁的稳定性,不能有缩颈或孔壁塌落现象发生,保证孔底沉渣厚度达到规范的技术要求,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.钢筋笼吊装时不得碰撞壁孔,不得有变形及损坏。吊放就位后,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并进行隐蔽工程验收,符合规范规定后,必须在半小时之内开始混凝土的灌注施工。 (三)混凝土灌注施工控制措施
1.完成冲孔到混凝土浇灌过程的作业时间要紧凑,不宜过长;混凝土的浆体浓度要恰当,坍落度宜为180~220mm,浇灌量不得低于设计值,不然会降低泥浆的置换率造成夹泥。
2.应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上,浇灌前导管口距孔底要保持400mm左右的距离,旋转时要精确测量,反复校核。
3.在灌注过程中,要严格把握施工进度和时间,经常地略微提升导管,以使混凝土均匀注入。导管埋入混凝土的深度一般控制在2~6m之间,每间隔15~20min,要对混凝土面和导管沉入深度进行一次测量和校核。
4.若施工过程中发生了混凝土堵塞导管的现象,一般是由于材料规格或配合比选取不当,或者是因为导管漏水漏浆导致管内混凝土与管壁的摩擦力增大、流动性降低造成的,要分清原因有针对性地加以解决,切不要无控制地靠提管消除堵塞。 (四)桩身质量的验收
灌注桩质量的检验内容和方法应符合规范的规定,通常检测承载力采用桩荷试验或大应变动测法,而检验桩身质量一般是通过对钻孔抽芯或实施超声波检测进行检验,抽查数量不少于总桩数的10%,若工程需要时,还可相应增加检验数量甚至逐根检查。 四、结语
总之,冲孔灌注桩从成孔到成桩的各个环节中,如果质量把关不好,都可能会引起灌注桩的质量事故,在施工时必须对冲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。在施工过程中,发生断桩、短桩或其他质量缺陷也是在所难免,但出现质量问题时,处理一定要认真、细致,尽量将事故消灭在萌芽状态中。