钻孔灌注桩的施工技术要点及事故处理

[12-11 16:59:40]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3923

我国地域辽阔,地形及地貌相当复杂,在沿海一带尤为突出。钻孔灌注桩在这些区域基建工程基础工程中发挥了重要作用。其中,钻孔灌注桩的水下砼灌注是成桩的关键环节。钻孔灌注桩适用于地下水位较低和复杂且常需护壁的地质情况。目前,此工艺正日益完善,但往往由于工艺不当,断桩、堵管、夹泥、蜂窝、少灌等质量问题也时有发生。由于运用科学、实用的砼灌注工艺以确保工程质量显得极为重要。如某工程采用钻孔灌注桩,共117根,围护采用钻孔灌注桩加水泥搅拌桩作为止水帷幕,共169根,钻孔桩数量大、桩身长,施工质量的优劣直接关系到桩基和围护工程质量,关系到整个工程的质量,由于正确地选用科学合理的施工工艺,使钻孔灌注桩单桩静载试压达到全部优良。笔者以近十年来工作经验对此工艺作要点分析。
      一、原料选择与下料
      砼原料宜选用卵石、石子含泥量小于2%,以提高砼的流动性,防止堵管。一般砼初凝时间仅3~5小时,只能满足浅孔小桩径灌注要求,而深桩灌注时间约为5~7小时,因此应加缓凝剂,使砼初凝时间大于8小时。为了使砼具有良好的保水性和流动性,应按合理的配合比将水泥、石子、砂子倒入料斗后,先开动搅拌机并加入30%以上的水,然后与拌合料一起均匀加入60%的水,最后再加入10%的水(如砂、石含水率较大时,可适当控制此部分水量),最后加水到出料时间控制在60秒内,坍落度应控制在180+20毫米之间,砼灌注距桩顶约5米处时,坍落度控制在160~170毫米,以确保桩顶浮浆不过高。气温高,成孔深,导管直径在250毫米之内,取高值,反之取低值。
      二、选择打桩顺序
      打桩顺序一般分为:由一侧向单一方面打,自中间向两个方面对称打,自中间向四周打。打桩顺序直接影响打桩速度和桩基质量。因此,应结合地基土壤的挤压情况,桩距的大小,桩机的性能,工程特点及工期要求,经综合考虑予以确定,以确保桩基质量。减少桩机的移动和转向,加快打桩速度,由一侧向单一方向打,桩机系单向移动,桩的就位与起吊均很方便,故打桩效率高;但它会使土壤向一侧作技术性灌注。操作技术分为首批砼灌注与后续砼灌注及后期灌注三个过程。在前一过程中,砼灌注量与泥浆至砼面高度,砼面至孔底高度,泥浆的密度,导管内径及桩直径有关。孔径越大,首批灌注的砼量越多。由于砼量大,搅拌时间长,因此可能出现离析现象,首批砼在下落过程中,由于和易性变差,受的阻力变大,常出现导管中堵满砼,甚至漏斗内还有部分砼,此时应加大设备的起重能力,以便迅速向漏斗加砼,然后再稍拉导管,若起重能力不足,则应用卷扬机拉紧漏斗晃动,这样能使砼顺利下滑至孔底,下满后,继续向漏斗加入砼,进行后续灌注。在后续灌注中,当出现非连续性灌注时,漏斗中的砼下落后,应当牵动导管,并观察孔口返浆情况,直至孔口不再返浆,再向漏斗中加入砼。牵动导管的作用有两点:
      1.有利于后续砼的顺利下落,否则砼在导管中存留时间稍长,其流动性能变差,与导管间摩擦阻力随之增强,造成水泥浆缓缓流坠,而骨料都滞留在导管中,使砼与管壁摩擦阻力增强,灌注砼下落困难,导致断桩。同时,由于粗骨料间有大量空隙,后续砼加入后形成的高压气囊,会挤破管节间的密封胶垫而导致漏水,有时还会形成蜂窝状砼,严重影响成桩质量。
      2.牵动导管增强砼向四周边扩散,加强桩身与周边地层的有效结合,增大桩体摩擦力,同时加大砼与钢筋笼的结合力,从而提高桩基承载力。
      在砼灌注后期,由于孔内压力较小,往往上部砼不如下部密实,这时应稍提漏斗增大落差,以提高其密实度。当然在控制砼初凝时间的同时,必须合理地加快灌注速度,这时提高灌注质量十分重要,因此应做好灌注前的各项准备工作,以及灌注过程中各道工序的密切配合工作。
     三、钻孔灌注桩易发生的质量问题及处理
      1.断桩
      断桩一般常见于地面下1~3米不同较硬层交接处。其裂痕呈水平或略倾斜,一般都贯通整个截面,其主要原因有:桩距过小,邻桩施打时土的挤压所产生的水平横向抵力和隆起拔力的影响;软硬土层间传递水平力大小不同,对桩产生剪力;桩身砼终凝不久,强度弱,承受不了外力的影响。避免断桩的措施有:www.tmgc8.com
      ⑴桩的中心距宜大于3.5倍桩径;
      ⑵考虑打桩顺序及桩架行走路线时,应注意减少对新桩的影响;
      ⑶采用跳打法或控制时间法以减少对邻桩的影响。断桩检查,在2~3米深度内可用木锤敲击桩头侧面,同时用脚踏在桩头上,如桩已断,会感到浮振。亦可用动测法,由波形曲线和频波曲线图形判断桩的质量和完整程度。断桩一经发现,应将断桩段拔出,将孔清理干净后,略增大面积或加上铁箍联接,再重新灌注砼补做桩身。
      2.缩颈
      缩颈的桩又称瓶颈桩。部分桩径缩小,截面不符合要求。其原因有:在含水量大的粘性土中沉管时,土体受强烈扰动和挤压产生很高的孔隙和压力。桩管拔出后,这种压力便作用到新灌注的砼桩上,使桩身发生不同程度的颈缩现象,拔管过快,砼量少或和易性差,使砼出管时扩散差等。施工中应经常测定砼落下情况,发现问题及时纠正,一般可用复打法处理。
      3.吊脚桩
      即桩底部分砼隔空或砼中混进泥砂而形成松软层。原因为桩靴强度不够,沉管时被破坏变形,水或泥砂进入桩管,或活瓣未及时打开。处理方法:将桩管拔出纠正桩靴或将砂回填成孔后重新浇筑。
      4.桩靴进水进泥
      常发生在地下水位高或饱和和淤泥或粉砂土层中。原因为桩靴活瓣闭合不严,预制桩靴被打坏或活瓣变形。处理方法:拔出桩管消除泥砂,整修桩靴活瓣,用砂回填后重打。地下水位高时,可待桩管沉至地下水位时,先灌入0.5米厚的水泥砂浆作封底,再灌1米高砼增压,然后再继续沉管。
     (作者单位:浙江中杰建设有限公司)


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