软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治

来源:岁月联盟 作者:周雄杰 陈 炜 时间:2010-08-23
摘要:软土地基钻孔灌注桩工程施工质量通病主要有:缩径、断桩、桩顶冒水、桩身孔洞、钢筋笼“上浮”、“烂桩头”、桩孔坍孔、孔位倾斜等。就其形成原因逐一进行剖析,并提出了相应的防治措施。 

关键词:软土地基 钻孔灌注桩 通病分析 防治 

钻孔灌注桩目前在沿海地基处理中应用十分广泛,但因属隐蔽工程,成桩后质量检查比较困难,且由于软土的特殊性质,经常会出现一些质量问题。根据本人的施工实践,对其中一些主要的质量通病进行剖析,并提出相应的防治措施,期望通过与同行们相互交流,达到提高施工水平的目的。
1  缩径
1.1  产生的原因
(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。
(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,造成砼桩身夹泥或缩颈。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成护颈。
1.2  防治措施
预防缩径的关键是控制泥浆比重,确保泥浆能保持孔壁平衡。
(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。
(2)成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不清泥,预防清孔后的在浇筑砼的过程中局部坍塌,导致缩径的产生。
2   断桩
2.1  产生的原因
(1)砼拌和物发生离析使桩身中断。
(2)灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或灌注中发生导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥,砼桩身中断的严重事故。
(3)灌注时间过长,首批砼已初凝,而后灌注的砼冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,未及时作良好处理,均会在两层砼中产生部分夹有泥浆渣土的截面。
2.2  防治措施
(1)导管要有足够的抗拉强度,能承受其自重和盛满砼的重量;内径应一致,其误差应小于±2毫米,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4米,其底端不得带法兰盘。
(2)导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。
(3)严格控制导管埋深与拔管速度,导管不宜埋入砼过深,也不可过浅。及时测量砼浇灌深度,严防导管拔空。
(4)经常检测砼拌和物,确保其符合要求。
3  桩顶局部冒水、桩身孔洞
3.1  产生的原因
(1)水下砼灌注过程中,导管埋深过大,导管内外砼新鲜程度不同,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砼离析,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、最为新鲜的砼往上冒,形成通道(即桩身孔洞) 。
(2)水下砼灌注过程中,砼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,在砼内不断上升,当上升到桩顶附近时,气包浮力与上升阻力接近,在没有外力的作用下,气包便滞留在桩身内,最终形成桩身孔洞。另外,有一些桩在余桩截后,桩身内残余的高压气体,因通道打开而顺桩身的细小缝隙释放出来。这时,常会携带部分遗留在气包内的水往上冒,出现“桩顶冒气泡”的怪现象。
(3)水下砼灌注时间过长,最早灌入孔内的砼坍落度损失过大,流动性变差,终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。
3.2  防治措施
(1) 控制导管的埋深,灌注过程中做到导管勤提勤拔。
(2) 砼倾入导管的速度应根据砼在管内的深度控制,管内深度越深,砼倾入速度越应放慢。在可能的情况下,应始终保持导管内满管砼,以防止桩身形成高压气包。实际施工中,往往因为导管每次起拔后管内都会形成空管,再次灌注时,桩身形成高压气包就很难避免。因此,应在灌注过程中适当上下活动导管,把已形成的高压气包引出桩身。
(3)加适当缓凝剂,确保砼在初凝前完成水下灌注。4  钢筋笼上浮 
4.1  产生的原因
砼由漏斗顺导管向下灌注时,产生一种顶托力,使钢筋笼上浮。
4.2  防治措施
(1)钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。
(2)灌注中,当砼表面接近钢筋笼底时,应放慢砼灌注速度,并应使导管保持较大埋深,使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离,以便减小对钢筋笼的冲击。
(3)砼液面进入钢筋笼一定深度后,应适当提导管,使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入砼表面应不小于2 m,不大于10m。如果钢筋笼因为导管埋深过大而上浮时,现场操作人员应及时补救,补救的办法是马上起拔拆除部分导管;导管拆除一部分后, 可适当上下活动导管;这时可以看到,每上提一次导管,钢筋笼在导管的抽吸作用下,会回落一点;坚持多上下活动几次导管,直到上浮的钢筋笼全部回落为止。当然,如果钢筋笼严重上浮,那么这一补救措施也不一定会十分奏效。
5 “烂桩头” 
5.1  产生的原因
(1)清孔不彻底,桩顶浮浆过浓过厚,影响水下砼灌注时测量桩顶位置的精度。
(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,桩头很容易出现砼中间高、四周低的“烂桩头”。
(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
(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砼上升面时,应控制好测量重锤的质量。通常认为使用5~40mm碎石砼时,重锤的质量可以控制在1.5kg 左右;使用5~25mm 碎石砼时,重锤的质量可以控制在1kg 左右。在设计桩顶与地面距离<4 m时,通常认为使用竹竿通过手感测量砼面更直观,精度更高。
(2)砼终灌拔管前,应使用导管适当地插捣砼,把桩身可能存在的气包尽量排出桩外后,以便精确测量砼面。也可通过导管插捣使桩顶砼摊平。
6  灌注砼时桩孔坍孔
灌注水下砼过程中, 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。如用测深锤探测砼面与原深度相差很多时,可确定为坍孔。
6.1  原因分析
(1)灌注砼过程中,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。
(2)护筒刃脚周围漏水;孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注砼时坍孔。
(3)导管卡挂钢筋笼及堵管时,均易发生坍孔。
6.2 预防方法
(1)灌注砼过程中,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。
(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。
(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
(1)桩机本身未竖直或桩机平台不水平。
(2)桩机在钻孔过程中发生不均匀沉降。
(3)在进行超深桩作业时,桩机钻杆太细。
7.2 预防方法
(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。
(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。
(3)严格按照规范要求先配钻杆。
8  结语
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,对施工过程中可能会发生的一些问题及时进行分析处理,做至组织,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。 

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