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钻孔灌注桩施工常见问题成因及对策

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钻孔灌注桩施工常见问题成因及对策

由于钻孔灌注桩的施工环节较多,技术要求高,工艺较复杂,虽然工艺正日益完善,但施工时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。 2 钻孔灌注桩常见病害

2.1 护筒冒水:严重的会引起地基下沉、护筒倾斜和位移,造成成孔偏斜,甚至无法施工。

2.2 塌孔:成孔中或成孔后,孔壁不同程度塌落。现象:护筒倾斜,明显下降;孔内水位骤然下降并冒密集的小气泡。 2.3 缩径:指局部孔径小于设计孔径。

2.4 偏位及斜孔:成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。

2.5 孔底沉渣过多:孔底沉淤、残留泥砂过厚,或孔壁泥土塌落在孔底,使沉渣超标。

2.6 导管堵塞:灌注过程中,混凝土在导管中不能下落,影响灌注工作顺利进行。

2.7 钢筋笼上浮:系指钢筋笼的位置高于设汁位置的现象。上浮较大时,降低了桩体抗水平剪切能力。

2.8 断桩:混凝土凝固后不连续,中间被泥浆渣等疏松体及泥土充填的间断桩,影响了桩身的整体性,降低了桩体强度和承载力,以致不能满足设计要求。 3 常见病害成因分析

3.1 护筒冒水:埋设护筒时周围填土不密实;护筒内外水位相差太大;钻头起落时碰撞。

3.2 塌孔:主要是由于土质松散,护筒埋深不够,护筒周围回填的粘土分层不够;孔口附近受水浸湿泡软;孔内水头压力不足;向孔内补水对孔壁有冲刷;泥浆稠度不够;在松散砂层中钻进;进尺太快。

3.3 缩径:泥浆性能欠佳,失水量大,引起塑性土层吸水膨胀,或形成疏松、蜂窝状厚层泥皮;邻桩施工间距和时间间隔不当,土层中应力尚未消散,新孔孔壁软土流变;钻头直径磨损过大。

3.4偏位及斜孔。钻机安装不平,或钻台下有虚土产生下均匀沉陷,钻杆导架不垂直,钻机磨损,部件松动,护筒埋设偏斜,钻杆弯曲,主动钻杆倾斜,遇旧基础或大弧石等地下障碍物,土层软硬不均或基岩倾斜。

3.5孔底沉渣过多:泥浆粘度或密度过小,或用清水稀释泥浆过猛,造成清孔时泥浆悬浮和携带岩屑能力弱,岩屑沉渣难以返至地面。

3.6导管堵塞:导管连接部位和焊缝不密封,发生漏水,管内形成水塞,当管内混凝上不满而含有空气时,混凝土整斗倾入导管,导致管内形成高压气塞,或气塞挤破管节间密封垫继而导致导管漏水。导管底端插入粘泥或沉渣中,使隔水塞被堵;导管底至孔底距离太小,隔水塞不能出去;导管底至孔底距离太大,初灌量太小,或导管接头漏水,使泥浆进入导管中,混凝土稀释后,粗骨料集中在一起造成堵管;粗骨料太大,混凝土坍落度不合要求,和易性差,拌合不均匀或加水太多产生离析;埋管过多,管内混凝土长时间下料过慢。

3.7钢筋笼上浮:由于导管底口以上部分的混凝土对钢筋摩擦力大于钢筋自重。导管挂笼。提升导管过猛不慎挂住钢筋笼。小直径灌注桩采用导管直径过大。 3.8断桩:坍落度损失大的配方和浇灌过程不连续是造成断桩的重要原因;灌注过程中发生埋管、卡管及其他一些情况都将造成断桩。导管把过头造成的。首灌混凝土导管至孔底太高,导管埋深浅,孔深压力差大,造成新混凝土冲翻顶面。导管焊缝或接头漏水。出现堵管未及时排除。混凝土作业因故中断过久,表层混凝土失去流动性,将有浮浆泥渣的表层覆盖包裹,而后灌注的混凝土冲破表层而上升,形成断桩。 4对策

4.1护筒冒水:埋护筒时,坑底与四周选用最佳含水量的粘土层分层夯实;在护筒适当高度开孔,使护筒内保持有1~1.5m的水头高度;起落钻头时,防止碰撞护筒。

4.2塌孔:深埋护筒,密实回填土;提高泥浆比重和粘度;保持要求的水头高度;保证钢筋笼制作质量,防止变形;吊放防止碰撞孔壁;成孔后,缩短待灌时间,适当提高灌注速度,缩短灌注时间。

4.3缩径:采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度,降低失水量;当设计桩距<4D时,应跳隔1~2根桩施工;或新桩孔尽可能在邻桩成桩36h后开钻。

4.4偏位及斜孔:钻机安装水平、稳固,护筒不偏斜,钻杆不弯曲,主动钻杆保持垂直;从软塑粘土层,尤其流塑粘上层和砂层进入硬塑粘土层或从软土层进入基岩时,笼状钻头下端的锥形导向小钻头需改用平底导向小钻头,或者直接用不带导向小钻头的平底钻头钻进。

4.5孔底沉渣过多:终孔后,钻头提离孔底1~20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min;清孔采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度不要直接用清水置换,钢筋笼垂直缓放入孔;避免碰撞孔壁;清孔完毕立即迅速灌注混凝土;采用导管用优质泥浆进行二次清孔,冲孔时间以导管内侧量的孔底沉渣厚度达到规范要求为准;提高混凝土初灌时对孔底的冲击力。

4.6导管堵塞:严格混凝土配合比,坍落度控制在18~22cm,确保导管连接部位焊缝的密封性,导管应在大于0.5~0.77Mpa下试压时间大于15min而不泄漏,以免在导管内形成水塞:在浇灌过程中,混凝土宜徐徐倒入漏和导管,避免在导管内形成高压气塞;确保机械运转正常,必须有备用搅拌机;导管垂直度要好,下导管要居中,防止插入孔壁,下最后一根导管时应先开泵循环,然后逐步将导管送至孔底。清孔防止粘泥或沉渣堵塞管口;导管底端距离孔底计算准确,开灌时保持在0.3~0.5m范围内。如已经发生堵管,尽快清理导管,导管口放在原浆面上40cm处重新开盘,开盘成功后将导管回插入原浆面一下4m处,继续灌浆。(必须满足在孔内混凝土初凝前处理完成)在孔内返出完好混凝土2m钻孔容积体积后方可结束灌注。 4.7钢筋笼上浮:尽量缩短灌注时间,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动度过小。当混凝土面进入钢筋笼2m左右时,应提升拆除导管,适当减少导管埋深,增大钢筋笼在导管底口下的埋置深度。

4.8断桩:按有关规范要求,通过计算和试配确定混凝土配合比,混凝土应具良好的和易性和流动度,坍落度损失应能满足灌注要求,初凝时间应为正常灌注时间的2倍;要求灌注过程连续,快速、防止出现埋管、卡管及其他情况。导管埋深3-6m为宜,不得小于2m。过浅操作疏忽会造成夹泥或断桩。 结语

虽然钻孔桩事故处理方法很多,但是无论采取什么先进的办法处理都将对工程的进度、质量及施工企业的信誉带来不可忽视的影响。因此,在钻孔桩施工中必须做到每个工序严格按照规范操作,水下混凝土灌注统一指挥、紧张而有序,对可能出现的问题制定切实有效的防范措施。在哈大客专长春联络线长哈、长西单线特大桥工程施工中,结合工程特点,选用先进的旋挖钻机进行施工,护筒采用旋挖机挖导孔后下压入原土层,定位后桩位及垂直度钻机电脑控制,成孔速度快,清渣利用旋挖斗在孔底反复旋转清除孔底沉渣,杜绝了护筒冒水、偏位斜孔、沉渣过多的质量通病发生。钻孔过程中使用优质泥浆,选用先进的拌和设备,同时规范每个工序操作,有效的避免了钻孔桩事故的发生。为整个工程的优质高效完成奠定了基础。

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