探析钻孔灌注桩质量通病及防治方法论文_林建凡

探析钻孔灌注桩质量通病及防治方法论文_林建凡

广州市城市建设工程监理公司 510060

摘要:本文主要对钻孔灌注桩施工中存在的质量通病进行原因分析,并针对其质量通病探讨防治办法,总结了钻孔灌注桩施工中的缺陷控制要点及处理措施。

关键词:钻孔灌注桩;质量通病;缺陷控制;处理措施;

一、前言:

钻孔灌注桩与预制桩锤击法相比,施工噪音影响范围小;其次,其可以建造比预制桩桩径更大的桩,在各种复杂的地基中均可使用,因此,灌注桩已广泛应用于建筑物基础、地下连续墙及公路桥桩等地基加固领域。由于钻孔灌注桩作为建筑物的基础,其与地基共同作为上部结构承载力的主体,因此对灌注桩的质量控制显得十分重要,了解和规避灌注桩的质量问题,不仅可以保障工程质量,对工程进度及工程造价方面也举足轻重。

二、钻孔灌注桩质量通病原因分析:

1、泥浆护壁施工法及全套管施工法施工工艺:

1.1、泥浆护壁施工法:

泥浆护壁施工法包括:冲击钻孔、冲抓钻孔和回转钻削成孔,施工过程为:平整场地→泥浆制备→埋设护筒→铺设工作平台→安装钻机并定位→钻进成孔→清孔并检查成孔质量→下放钢筋笼→灌注水下混凝土→拔出护筒→检查质量。

1.2、全套管施工法:

施工过程:平整场地→铺设工作平台→安装钻机→压套管→钻进成孔→安放钢筋笼→放导管→浇注混凝土→拉拔套管→检查成桩质量。

2、灌注桩质量问题:

2.1、坍孔和缩孔:其成因主要为冲洗液使用不恰当、水头压力小,或护筒埋设不当等,出现坍孔和缩孔前,施工过程中往往容易出现护筒内水位骤然下降、护筒处泥浆外冒、钻孔时钻孔回转阻力增大、泥浆比重增大等现象。该质量问题在钻孔灌注桩中为最常见的质量事故之一。

2.2、卡钻和埋钻:因受地质条件及施工操作限制,通常在孔壁裸露面较大,钻孔过程中附带冲洗液及钻具的产生的振动作用,导致孔壁坍塌,从而造成卡钻事故发生。埋钻发生于坍孔、卡钻事故之后,其产生的原因一方面是因为泥浆性能极差,另一方面在发生卡钻的情况下,未及时解决卡钻事故,长时间受力的情况下导致坍孔,进而发生埋钻事故。在钻孔灌注桩施工工程事故中,埋钻属于重大安全事故。

2.3、孔斜:在钻进成孔过程中,钻头在较为松散的地质条件下,遇到圆滑石、探头石等障碍物时,钻头受力不均,导致钻头与轴线发生偏离,在钻头偏斜的情况下,造成孔斜。

2.4、漏浆:当地下水位过低或者泥浆性能较差的情况下,孔壁出现裂隙,就会导致漏浆的情况发生,钻孔过程中,漏浆会直接影响桩基成孔的质量。

2.5、掉钻头:灌注桩成孔,主要靠的是钻头的冲击力作用。所以在施工时,若钻头与钢丝绳连接不牢固,导致在钻头巨大重力和桩基摩擦力的情况下,容易发生连接断开。

2.6、缩颈:当钻头遇到黏土层时,钻头因受黏土层的造浆能力及遇水膨胀,产生的淤泥质土填充局部砼,或钻孔遇软土时产生的孔隙水压,拔管后受压力作用,导致泥浆一遍受压,产生缩颈,即受挤压处灌注桩直径变小。

2.7、梅花孔:孔呈现梅花状,在地质条件复杂,如泥浆性能复杂,受粘聚力使得钻头转动困难,钻孔时局部遇卵石、探头石等状态下,或钢丝绳连接不牢固,钻孔时钻头转动循环时间过短,均有可能导致成孔为梅花状。

2.8、断桩:断桩部位通常是混凝土夹杂泥浆,或者该部位没有混凝土,全为泥浆。产生断桩的原因,主要是在灌注混凝土时,导管埋深过短导致断桩。

2.9、钢筋笼上浮:灌浆过程中,当导管底部与钢筋笼相距小于1m时,在混凝土冲击力的作用下,造成钢筋笼上浮。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,当导管埋深过长(L>6m),上部混凝土达到初凝状态,拔出导管时会附带向上的拉力拉动钢筋笼,导致钢筋笼上浮。

2.10、导管堵塞:灌浆时,产生原因主要有:混凝土夹杂大石块进行浇筑、导管埋深及浇筑时间过长,坍落度过小等均可能产生导管堵塞现象。

三、灌注桩缺陷控制及处理:

3.1、坍孔和缩孔缺陷控制及处理措施:①防治办法:钻孔过程中,观察护筒内水位是否骤然下降,护筒处是否有泥浆外渗,钻具回转阻力是否变大,泥浆比重是否增大等,这些现象的产生均可判断为坍孔及缩孔的前兆,应立即完善整改。其次,护筒埋置应与孔位同心并要求周边由粘土捣实,应使用与之相适应的泥浆护壁钻孔;另外, 钻头直径应与设计相符,避免出现缩孔。②处理措施:坍孔时,应停止钻孔,增大泥浆粘度、比重及孔内水头高度。坍孔较为严重时,应分段捣实后再从新钻孔。发生缩孔时,应低速钻孔,可采用增大直径的钻头或反复扫孔发解决。

3.2、卡钻和埋钻缺陷控制及处理措施:①卡钻防治及处理办法:应及时检测泥浆性能,当钻孔过程中,钻头钻进受力越来越难时,应停止钻孔,查明原因后再钻进。②埋钻防治及处理办法:根据反循环原理可将埋钻的物体吸出外面;当埋钻不太严重的情况下,使用汽车吊吊出钻头;另外,埋钻十分严重的情况下,采用引孔的方式,松动埋钻物以方便提出钻头。

3.3、孔斜缺陷控制及处理措施:应采用泥浆性能较好的泥浆,以保持孔壁的稳固性。钻孔时,应固定钻机底座均匀慢速钻孔。选择钻孔机械设备时,应配备完善良好的机器。在钻进过程中孔斜时应停钻,整改完善后再钻进。

3.4、漏浆缺陷控制及处理措施:应采用回填法处理,漏浆不严重时,应改善泥浆性能,提高孔壁泥浆韧性。

3.5、掉钻头缺陷控制及处理措施:应反复检查钢丝绳与钻具搭接牢固程度,发生掉钻头时应采用辅助机械工具及时把钻头吊出来。

3.6、缩颈缺陷控制及处理措施:严格控制泥浆粘度,适量向孔内加入砂砾,并采用单底钻头钻孔。钻孔时,应反复扫孔,以扩大孔径。

3.7、梅花孔缺陷控制及处理措施:进场检查转向装置是否灵活。选用适当粘度和比重的泥浆,适时捣渣。用低冲程时,隔一段时间要更换高一些的冲程,使冲锤有足够的转动时间。

3.8、断桩缺陷控制及处理措施:断桩的特性是桩基夹杂泥浆,因此在浇筑混凝土时,应严格控制混凝土的和易性,坍落度应达到设计要求,同时浇筑过程中,导管埋深应严格控制在规范要求的范围内,例如水下灌注混凝土时,规范要求导管埋深为2~6m,超过或低于该取值范围均会影响桩基的质量。另外,二次清孔的桩基泥浆性能应符合设计及规范要求,泥浆性能较差的桩基灌注混凝土时也易导致断桩现象。发生断桩时,可采用原位复桩、接桩或桩芯凿井法,断桩部位应彻底清理干净,接桩法应凿毛处理。

3.9、钢筋笼上浮缺陷控制及处理方法:拔导管时应“慢拔密振”,并且导管的埋深长度不宜过短也不宜过长,严格控制在设计及规范要求的范围内进行。发现钢筋笼有上浮现象时,应及时停止浇筑,确定合适的导管埋深后继续浇筑。

3.10、导管堵塞预防措施及处理办法:检查浇筑混凝土和易性及坍落度是否符合要求,坍落度应控制在180~220mm范围内,浇筑的混凝土不应有巨石块,孔底沉渣及泥浆性能应符合要求。导管埋深尽量控制在2~6m范围内。发生导管堵塞时,应停止浇筑混凝土,使用钢筋通管,同时上下抖动导管,但禁止拔出导管,以免泥浆进入混凝土造成断桩。

四、总结:

总言之,灌注桩作为建筑物基础,其质量控制可谓相当重要,良好的桩基可以保障工程的使用年限,同时也是对于建筑物安全使用性能的基础,钻孔灌注桩的施工,不仅渗透到控制技术的方方面面,同时也严格要求在施工操作的熟练度,施工管理等各个方面。

参考文献:

1、李小林,混凝土灌注桩断桩处理及质量控制,江西建材,2011年03期。

2、高文福,钻孔灌注桩施工质量控制及成桩质量通病预防,科技风, 2012年14期。

3、严文学,浅谈桥梁钻孔灌注桩的施工过程及注意要点,甘肃科技纵横,2013(6)4、何江平,浅析钻孔灌注桩质量缺陷分析及问题防治措施,商品混土,2013(6)。

论文作者:林建凡

论文发表刊物:《基层建设》2017年5期

论文发表时间:2017/6/20

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