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孔灌注桩质量事故处理方法概论

   【摘要】随着工程项目的迅猛发展,钻灌桩的广泛应用,施工过程中出现的问题也越来越多,现就有关成桩事故的处理方法试以论述。 

 【关键词】钻孔灌注桩质量事故处理方法 

  钻孔灌注砼桩(简称钻灌桩)基础施工技术在国内经过60多年的实际应用,其规模不断扩大,已被广泛应用于高速公路,高速铁路,航运码头、高层建筑基础。既加快了工程进度,取得了良好的经济效益,又大大提高了工程质量,把我国的建筑施工技术推上了更高的台阶。 

  随着工程的迅猛发展,施工单位也越来越多。某些施工单位资质不够,挂靠大型企业或分包大型建筑工程,其管理不善,技术力量不过硬,质量意识淡薄,一味追求经济利润,偷工减料,致使许多工程质量不过关。特别是在灌注桩工程里,出现了不少的质量事故,常见的有:桩身砼蜂窝麻面,松散离析,夹泥,断桩,桩位偏斜超限等。对成桩事故的处理,就成了重要的工程项目。现就有关的处理方法试以论述。 

  1 废除原桩二次钻灌法 

  经过检测确认原桩存在严重偏位,倾斜,桩身砼严重缺陷,且深度大于30m,难以补强,必须报废,但因客观条件限制不能增补加桩,只能在设计原位成桩的,可采用冲除原桩二次钻灌法处理。 

  1.1 冲钻废桩。采用冲击式钻孔桩机,钻头直径大于原桩直径5-10cm,以防废钢筋笼卡钻头。钻头的重量宜大于5吨,6翘倒锥形锤头,底部齿锥呈梅花形排列。提锤高度以2m为宜,以提高对旧砼的冲击破碎效率和对旧钢筋笼的挤压断碎作用。冲桩前,先割除桩头外露的钢筋,再用振动锤施打钢护筒,护筒内径大于冲钻头直径20cm,高度大于3m为宜,整体套住废桩头以后,钻机就位即可冲桩。 

  1.2 清孔。①采用换浆法和掏渣法,在冲桩过程中,配置低密度(1.2)泥浆,不断循环换浆,以清除细渣。较大块碎渣即用掏渣筒掏出。如孔内泥浆比重太小,可能影响坍孔,可适当抛加粘土块加大粘稠度。砼浇筑前,孔内泥浆标准要满足规范要求。②原钢筋笼钢筋经冲锤碎断后,要用电磁盘及时吸提出孔外,以免影响桩锤冲凿砼。③废桩冲凿除去后,应进行桩孔位,桩径,深度,垂直度检测。如偏位,倾斜度超限,不能满足设计与规范要求,当可用粘土+碎石+片石混合料回填,也可用低强度的细石砼灌筑。经过一定时间的沉降固结,再次进行冲钻孔。(低强度砼不大于C15,坍落度180-220mm,按水下砼浇灌施工,经过3-5天后,方可重钻)。其施工方法和技术措施与一般钻孔桩相同,但必须严格检控垂直度。④ 如果废桩是偏位较大的摩擦桩,正位桩与其回填孔部分重迭,降低了正桩的承载力,可用加深桩长度处理。加深的长度需经计算确定。⑤钢筋笼的制作和安装定位,要严格按照设计和规范施工。 

  1.3 砼灌注。砼用料和配制必须在专用拌合站进行,用砼输送泵灌注入孔。按施工规范严格控制,确保砼灌注质量。 

  2 灌浆补强法 

  经检测确认钻灌桩成桩桩身砼存在局部缺陷,如粗细骨料胶结不紧密而形成蜂窝与离析或夹泥等,可用灌浆补强法处理。 

  2.1 钻孔。采用地质钻按照缺陷部位的宽度和深度钻孔取芯2个孔(取缺陷部位平面的最大宽度且超深50-100cm)作为进浆孔和出浆孔。 

  2.2 配制水泥浆。使用与原桩砼完全相同的材料,分别配制三种水泥浆。其水灰比为:A:0.70-0.80,B:0.50-0.60,C: 0.38-0.43。C种强度宜比原桩砼强度提高一级,稠度宜控制在14-18s。 

  2.3 压灌浆。利用高压砼泵分四次灌入。①先用高压泵向进浆孔内灌入清水,压力逐渐增加到0.7Mpa左右,以便将桩身欠缺处的夹泥和松散砼碎屑从出浆孔冲洗出来,直至排出清水为止。注意掌握进水量和出水量,以便估算桩内容积冲洗效果。②向进浆孔压灌A种浆,把桩内清水全部从出浆孔压挤出来,直到完全冒出A种浆为止。③紧接着压入B种浆代换A种水泥浆,压一阵停一阵,间隔大约15min,使浆液充分扩散并冒出B种浆。④最后压灌C种浆,将压力逐渐调升至0.7-1.0Mpa,关闭出浆阀且稳压20min以上。为提高压灌浆效果,确保施工质量,也可以在相隔30-45min,C种浆初凝前从出浆孔用新拌制的C种浆反压(即出进浆孔互换),方法与前述相同。注意用橡胶圈封堵进浆孔,避免反向冒浆,同时制作C种浆试件,检查试件3组。 

  2.4 检验。当检查试件达到设计强度的70%后,即可用钻孔取芯法检验灌压浆补强法的效果,经实践检验,效果一般都很好。 

  3 桩中挖桩法 

  当经钻孔取芯检测,确认桩身砼存在严重的松散离析,夹泥,裂缝,断桩等质量问题,这些局部缺陷位于桩身(深)30m以内,桩直径又较大1.2-2.0m,为保工期和经济效益,可采用桩中挖桩法处理。即在成桩中心进行人工凿孔,再灌注与原桩相同的砼。 

  3.1 凿桩孔。①一般用人工持风镐从桩顶中心开始凿除桩身砼,然后逐渐向桩周边扩凿,但必须保持原桩壁厚度不小于15cm,并不得损坏原桩的钢筋笼骨架。挖凿孔应分层进行,每层厚30-50cm。一直挖深至缺陷部位再加深0.5-1.0m。 

  缺陷部位的不合格夹层应全部凿除,清除干净。如果该部位桩外地质为软弱层,不能保持桩壁安全,则可由桩孔内,向外钻孔,进行注浆加固。压浆范围,压力,水泥浆配合比,按照帷幕注浆法实施。②严禁用爆破法挖桩孔,以免损害合格的砼和护壁。个别情况,可适当采用膨胀炸药挤裂法,以加快挖孔进度。挖孔应尽快实施,争取在原桩砼未达到设计强度前完成。③扩孔的缺陷部位,宜设置钢筋笼,加强该部位桩的抗弯强度。④挖桩孔的安全措施与挖孔桩相同。 

  3.2 砼浇灌。①首先要清理好桩孔,将碎渣,泥,用水清除孔外,并用高压水冲洗护壁和底面,便于新旧砼结合。②用与原桩相同的材料和配比拌制砼,使之强度相近,砼弹性模量一致,达到相同的力学性能。③砼灌注方法和挖孔桩一样,用漏斗导管注入砼,人工分层振捣。特别要注意缺陷部位砼的振捣密实,无气泡和离析现象。④按照规定现场制作砼试块。整个过程按照施工规范严格控制,确保砼的灌注质量 

  4 凿除桩顶接桩法 

  对于桩顶部砼强度不合格,松散离析,夹泥等缺陷,深度较浅(旱地桩在5m以内,水中桩在钢护筒内),可采用人工凿除缺陷及其以上的桩身砼。清除碎渣,修正钢筋骨架(笼),封闭漏水后,重新灌注砼(与原桩同材料、同强度的砼),并振捣密实。 

  5 加固土质法 

  对于设计要求较低的摩擦桩或摩擦端承桩,桩身缺陷较轻微,但其部位很深(缺陷以上是合格的桩身砼),地面无水(或浅水可筑岛)的情况,可采用加固土质法处理。即在原桩周外围土层中采用钻孔压浆或旋喷桩或挤密桩等施工法(按地质不同经计算而定),提高地质的摩擦系数,增强桩的承载力。加固完成达到养护龄期以后,用桩顶加载法检测桩的承载力是否满足设计要求。 

  6 补加桩法 

  当设计桩顶有承台的单桩或多桩,对其中有缺陷而不合格的桩可以不加固。而在该桩附近补加1根-2根(经承载力计算确定)钻孔灌注桩,施工方法与原桩相同,能加快工期,但影响经济效益。 

  总之,以上各种处理方法是在原桩缺陷(不合格)的情况下,不得以而采用。所以要求在基桩施工全过程中,精心组织,严格监控每道工序,不使缺陷事故发生。一旦发生缺陷事故必须尽快处理,以达到预期效果。 

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