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钻孔灌注桩质量通病的防治

摘要:本文分析了钻孔灌注桩桩身施工质量的六大通病产生的原因,并提出了相应的防治措施。

 
关键词:钻孔灌注桩 质量通病 防治措施
 
Abstract: This paper analyzes the causes of the six common problem of bored pile pile construction quality, and the control measures.
 
Keywords: pile, quality defects prevention measures.
 
引言
随着国家对水利事业的日益重视,水利投入逐年加大,钻孔灌注桩基础在水利工程中已得到了广泛应用,但由于钻孔灌注桩施工环节多、技术要求高、工艺较复杂,往往由于施工管理不善、施工工艺不当影响成桩的质量。本人通过多个工程的实践,在钻孔灌注桩施工方面积累了一些经验,并对钻孔桩的质量通病产生的原因及应采取的防治措施作了总结。

一、 桩孔的偏移、偏斜
桩孔偏斜的原因主要为桩架安装不规格,钻机底座未安置水平;桩架基层土松软,导致桩架不平稳或产生不均匀沉降;钻杆导架不垂直、钻孔磨损、部件松动;土质软硬不均,在钻孔过程中遇有硬杂质;以及钻杆弯曲、接头不直等。
 
预防钻孔偏移偏斜可采取的措施
 
1、陆上钻孔时,要平整压实桩架基土。
 
2、护筒要均匀下沉埋设,护筒口中心点吊挂垂球,准确定出钻头中心点,并同时校正桩架水平度和垂直度,使起重滑轮缘、固定钻杆和卡孔及护筒底的中心三者在同一垂直线上方可开钻。
 
3、由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架增添导向架,使其沿导向架向下钻进。对于钻杆接头应逐个检查,及时调正,对弯曲钻杆应及时调直。
 
4、钻进中,如浅层发现有硬杂质,可扩孔排除。在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊住钻杆控制进尺、低速钻进。
 
对偏斜严重时,应回填粘性土,同时纠正位置,待回填土沉积密实后重新钻进,此时要慢速提升、下降,往复扫孔纠正,清孔后再浇灌混凝土。
 
 
二、 坍孔
孔中有松软土层,遇有松散状粉砂土、流塑状淤泥土层;护筒周围没有用粘土填封紧密而漏水或埋置太浅,下端孔口坍塌;泥浆比重不够,未形成坚实可靠的护壁;孔内水头不高,护筒内泥浆面低于孔外水位;在软弱粉砂土层中钻进时,进尺太快或提住钻头钻进时,回转速度过快,空转时间太长等原因。
 
预防坍孔可采取的措施
 
1、如孔内自然造浆,应时刻检验泥浆的比重、粘度。在厚层松散粉砂土层中钻进时,应拌制优质泥浆,必要时采用膨润土和添加剂。
 
2、护筒顶端高度必须确保孔内泥浆面高出当时的地下水位1.50米以上或孔外河水位1.50~2.0米以上,并有稳定护筒内水头的措施,护筒底端要有足够的埋置深度,遇深水及河床软土、淤泥层较厚时,护筒底埋置深度应经过仔细研究决定,且不得小于3.0m。当表层为松软土层时,用粘土沿护筒周围回填密实防止漏水。
 
3、控制钻头进入松软土层的转速和空转时间。
 
4、安放钢筋笼要吊直,扶稳缓缓下沉,防止碰撞孔壁。
 
5、清孔达到标准后,必须加快砼灌注速度。
 
如有轻微坍孔时,宜用导管清孔、排除沉渣。如遇有严重坍孔时,用砂和粘土拌和物回填到坍塌位置以上1m~2m,再用原钻头和合格泥浆扫孔。
 
三、桩底沉渣过厚或桩底混浆
 
这是钻孔桩施工容易出现的较严重的施工质量问题,它将直接影响单桩承载力。规范要求:端承桩沉淀厚度不得超过50mm,对于摩擦桩一般不得大于300mm。
 
造成沉渣过厚或桩底混浆的主要原因有以下几种:
 
1、清孔阶段的遗留问题:清孔泥浆比重过小,对渣粒粒径过大,比重小的泥浆无法使其呈现悬浮状态并带出桩孔而成为永久性沉渣;清孔后的泥浆比重过大,以致在灌注砼时,砼的冲击力不能完全将桩孔底部的泥浆反起,造成混浆;清孔之后到灌注砼期间的间歇时间过长,使原来已处于悬浮状态的土渣沉回桩孔底底部。这些沉淀的渣粒过厚不能被反起而成为永久性沉渣,造成施工质量问题;
 
2、吊放钢筋骨架和导管时碰撞孔壁,泥土坍落孔底,增加沉淀厚度;
 
3、灌注桩芯砼阶段的影响因素:导管下端距离桩孔底部过高,影响砼的冲
 
击力对桩孔底部泥浆的反起效果,并可能造成初始灌注的砼无法裹住导管的下端,造成混浆或夹层;初始灌注砼的坍落度过小或已近初凝,流动性差,影响了砼的冲击作用而造成底部混浆;导管内壁过于粗糙,“光洁度”不足,减小了初始砼灌注时活塞在导管中的下落速度,影响了砼的冲击作用,造成桩底部混浆。
 
防止和处理桩底沉渣过厚或混浆的技术措施有以下几种
 
1、终孔后,钻头提离孔底 200mm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30min,同时认真检查清孔阶段渣土的岩性和粒径,以及清孔后的泥浆比重,孔底泥浆比重应<1.2更多内容请访问久久建筑网
5、含砂率≤8%,粘度≤28s。灌注砼前,孔底沉渣厚度应低于或等于设计所提出的指标。为提高泥浆清孔效果,可在泥浆中掺加外加剂碳酸钠,一般渗入量为0.1%~0.3%。碳酸钠可提高泥浆的胶体率和稳定性。
 
2、吊放钢筋笼及导管时,应始终保持垂直,并派专人在孔口扶正不让其晃动。
 
3、严格控制好清孔后的停置时间,若时间过长,应利用灌注砼的导管重新清孔,再进行水下砼的灌注工作。
 
4、严格控制好导管下端到桩孔底部的距离,通常为250mm~400mm,确保初始灌注的砼数量能盖过导管下端,且使导管的初始埋置深度不得小于1m。
 
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四、钢筋骨架错位及钢筋笼上浮
 
钢筋骨架错位的原因有如下几种:钢筋笼制作、吊装不当而变形;没有与孔口焊牢固定使钢筋笼在自重作用下下沉;导管挂笼,使钢筋笼上伸或下落;有的钢筋笼的保护垫块数量不足或桩孔超径严重,造成钢筋笼偏离中心靠向孔壁。
 
钢筋笼上浮经常发生在钻孔桩施工的最后环节——水下砼灌注过程中,造成桩钢筋笼上浮有下述原因:在砼灌注至钢筋笼处,导管底端距钢筋笼底部接近,灌注的砼从导管底中流出后冲击力较大,推动了钢筋笼向上浮动;砼灌注时间较长,表层砼已近初凝,形成硬壳,砼与钢筋之间产生了一定的握裹力,若此时导管底端未及时提升至钢筋笼底以上,砼从导管流出后向上移动时,会带动钢筋笼上浮;也有操作不当,将导管提升过猛,砼下沉过快,瞬间的冲力使钢筋笼上浮。
 
防止和处理钢筋骨架错位及钢筋笼上浮可采用以下措施
 
1、垂直稳妥地安装好钢筋笼,笼的保护层垫块要配足,不允许偏放,放导管时,应保持导管垂直度,避免挂带钢筋笼下沉,钢筋笼入孔后,检查其是否在桩孔中心,将其点焊固定于孔口。
 
2、当灌注的砼将要接触钢筋笼时,适当放慢澡注速度,并控制好导管的埋深,以减少砼的向上冲浮力。
 
 
3、控制好砼的整体灌注时间,若整体灌注时间较长的,应采取措施延长砼的初凝时间,如掺加缓凝剂。
 
4、若发现钢筋笼有上浮现象,除采用钢套管在钢筋上顶压以外,在提升导管时,还应放慢速度,并用铁锤敲击导管,以减少导管提升的阻力。
 
总之在灌注砼过程中,要经常检查钢筋笼的位置,防止偏移、上浮与下沉。
 
五、桩身局部缩颈或夹泥
 
由于泥浆质量不标准、失水量大、塑性土层吸水膨胀侵入桩身,地层承压水对桩周围砼挤压,砼灌注过程中坍孔的泥土挤压入桩身,砼严重稀释等原因造成桩身缩颈或夹泥。
 
预防桩身缩颈或夹泥可采用以下措施
 
1、钻孔时,应时刻注意钻进情况,当发现孔内水位突然下降、孔口冒细密水泡、出土量显著增加而不见进尺,说明发生坍孔。对容易造成坍孔和有地下承压水的底层,必须向孔内灌注各项性能指标符合规范要求的泥浆,并保持与稳定孔内水头高度。当成孔后,发现孔底沉渣突然增多,说明有坍孔现象,要查明原因及时排除沉渣后迅速灌注砼。
 
2、在灌注砼时,如发现孔口返水颜色突然改变,并有大量泥砂返出,说明已有坍孔发生,应停止灌注作业,探出孔內砼面位置,提出导管,换用干净泥浆清孔,排出坍落的泥土,护住孔壁再用小一级钻头钻孔,清孔后再放入导管继续灌注砼。
 
3、当成孔后经检验发现桩身缩颈和夹泥层的位置较浅,则可直接开挖,对缩颈和夹泥处清扫干净泥土和酥松砼,用高一级强度的砼补强或压浆,如位置较深,且缩颈和夹层严重,应采取再补桩的办法来补强。
 
六、断桩
 
断桩的主要原因有:砼不能造成连续灌注以及导管提升控制不当,使浮浆泥渣覆盖裹住砼表面而形成断桩。
 
预防断桩可采用以下措施
 
1、充分估算好砼用量,掌握好拌制时间,确保每根桩的砼连续灌注、一次完成。
 
2、反复探测砼面,正确控制导管的提升。
 
3、制作合适的隔水塞或采用向上吊的吊环隔水塞。

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