软土地基钻孔灌注桩施工质量通病与防治Word文件下载.docx
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(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2m,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,会自然回落一点;
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<
4m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,做至科学组织,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。
采用桩基础的优点:
①抗地震性能好。
桩的静力特性主要研究其强度和沉降,桩的抗震性能主要决定于其刚度和稳定性,基础刚度大抗震性能好。
②沉降量小和承载力高,桩的沉降量由三部分组成,桩身弹性压缩;
桩侧摩阻力向下传递,引起桩侧土的剪切变形和桩端土体压缩变形。
③可以解决特殊地基土的承载力。
④施工噪音小,适用于城市改造和人口密集场地。
但是,灌注桩的成孔是在桩位处的地面下或水下完成的,施工工序多,质量控制难度大,稍有不慎易产生断桩等严重缺陷。
据统计国内外钻孔灌注桩的事故率高达5~10%。
因此,灌注桩的质量检测就显得格外重要。
灌注桩成桩质量通常存在两个方面的问题,一是属于桩身完整性,常见的缺陷有夹泥、断裂、缩颈、护颈、混凝土离析及桩顶混凝土密实度较差等。
二是嵌岩桩,影响桩底支承条件的质量问题,主要是灌注混凝土前清孔不彻底,孔底沉淀厚度超过规定极限,影响承载力。
灌注桩的缺点:
①灌注桩施工工艺比打入桩复杂,容易出现断桩、缩颈、混凝土离析和孔底虚土或沉渣过厚等质量问题。
②由于钻孔桩质量不够稳定,要抽检更多数量的桩进行检验,增加检测费用。
灌注桩的质量问题与其成桩工艺密切相关,属于桩身完整性的常见质量缺陷有夹泥、断裂、缩颈、扩颈、空洞、混凝土离析等。
分析这些缺陷产生的原因,大致有:
①灌注混凝土过程中,导管埋入混凝土中的深度不够,致使新灌混凝土上翻,或提升导管速度过快,导致导管中翻水,造成两次灌注,使桩身形成夹泥的断裂界面。
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,造成混凝土桩身夹泥或缩颈。
③混凝土搅拌不均匀,或运输路径太长、或导管漏水,混凝土受水冲泡等,使粗骨料集中在一起,造成桩身混凝土离析。
由于钻孔桩在施工过程中容易产生一些缺陷,故在施工中加强管理,保证工程质量。
同时加强对成桩质量进行检查,使工程在施工过程中不留隐患。
桩的检验目的,一是了解其承载力;
二是检验桩本身混凝土质量是否符合质量要求;
三是查明桩身的完整性,查清缺陷及其位置,以便对影响桩承载力和寿命的桩身缺陷进行必要的补救,以保证工程质量,不留下事故隐患。
一、反射波法的基本原理:
反射波法源于应力波理论,基本原理是在桩顶进行竖向激振,弹性波沿着桩身向下传播。
在桩身明显存在波阻抗界面(如桩底、断桩或严重离析等部位)或桩身截面积变化(如缩颈或扩颈)部位,将产生反身波。
经接收、放大滤波和数据处理,可识别来自桩身不同部位的反射信息。
据此计算桩身波速、判断桩身完整性和混凝土强度等级。
二、现场检测及注意事项:
①安装全部测试设备,并应确认各项仪器装置处于正常工作状态。
②在测试前应正确选定仪器系统的各项工作参数,使仪器在设定的状态下进行试验。
③在瞬态激振试验中,重复测试的次数应大于4次。
④在测试过程中应观察各设备的工作状态,当设备均处于正常状态,则该次测试有效。
三、实测曲线判读解释的基本方法:
由于桩身种类复杂,实测曲线判读人员的技术水平有限,实测资料的解释是一项较为困难的工作。
(1)缺陷存在可能性的判读
判断桩身缺陷存在与否,需分辨实测曲线中有无缺陷的反射信号,及分辨桩底反射信号,这对缺陷的定性及定量解释是有帮助的。
桩底反射明显,一般表明桩身完整性好,或缺陷轻微、规模小。
另外计算桩身平均波速,从而评价桩身是否有缺陷及其严重程度。
此外,还应分析地层等资料,排除由于桩周土层波阻抗变化过大等因素造成的假反射现象。
(2)多次反射及多层反射问题
当实测曲线中出现多个反射波至时,应判别它是同一缺陷面的多次反射,还是桩间多次缺陷的多层反射,前者,即缺陷反射波在桩顶面及缺陷面间来回反射,其主要特征:
反射波至时间成倍增加,反射波能量有规律递减。
后者往往是杂乱的,不具有上述规律性。
多次反射现象的出现,一般表明缺陷在浅部,或反射系数较大(如断桩)。
它是桩顶存在严重离析或断桩的有力证据。
多层反射不只表明缺陷可能有多处,而且由下层缺陷反射波在能量上的相对差异,可推测上部缺陷的性质和相对规模。
一般情况下,应力波反射法所采集的较好波形应具有以下几个特征:
(1)多次锤击的波形重复性好;
(2)波形真实反映桩的实际情况,完好桩桩底反射明显;
(3)波形光滑,不应含毛刺或振荡波形;
(4)波形最终回归基线。
四、影响基桩质量检测波形的因素:
(1)露出于桩头的钢筋对波形的影响
由于灌注桩考虑到以后的承台问题,桩头均有钢筋露出,这对实测波形有一定的影响,严重时可影响反射信号的识别。
(2)桩头破损对波形的影响
灌注桩头表面松散,将使弹性波能量很快衰减,从而削弱桩尖及桩底反射信号,影响波形的识别。
有效途径是:
将松散处铲去。
(3)桩的强度对波形的影响
桩的龄期短,强度低,将降低应力波在混凝土中的传播速度,影响对桩长的判别。
总之,运用应力波反射法检测钻孔灌注桩的施工质量,具有检测速度快、费用低、便于全面普查桩的质量、判别桩的完整性和质量缺陷,是一种值得推广的方法。
但是,目前低应变法推算桩的承载力的变异性较大,有的免不了用地质报告的土参数估计和检测结果相结合的办法。
其中,经验估计占了相当大的因素。
所以要全面了解桩的承载力情况,只能通过静载试验来确定。
PHC桩施工的质量通病及预防措施
预应力高强混凝土管桩(简称PHC桩),是专业工厂里采用先张法预应力和离心成型工艺,经过蒸压养护而制成的一种空心圆筒体的等截面构件,通过锤击或静压的方法沉入地下作为建(构)筑物的基础。
这是一种新型的基桩,由于它的卓越性能,广泛应用在工业与民用建筑、桥梁、港口码头、水利工程等,在国家建设中发挥了愈来愈大的作用。
PHC桩在施工过程中,会碰到各种质量通病,主要有:
1、沉桩困难,达不到设计标高;
2、桩偏移或倾斜过大;
3、桩达到设计标高或深度,但桩的承载能力不足;
4、压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象;
5、桩体破损,影响桩的继续下沉。
下面逐一对这几种质量通病进行分析:
一、沉桩困难,达不到设计标高
主要原因分析:
1.压桩设备桩选型不合理,设备吨位小,能量不足。
2.压桩时中途停歇时间过长。
3.压桩过程中设备突然出现故障,排除时间过长;
或中途突然停电。
4.没有详细分析地质资料,忽略了浅层杂填土层中的障碍物及中间硬夹层、透镜体等的存在等情况。
5.忽略了桩距过密或压顺序不当,人为形成“封闭”桩,使地基土挤密,强度增加。
6.桩身强度不足,沉桩过程中桩顶、桩身或桩尖破损,被迫停压。
7.桩就位插入倾斜过大,引起沉桩困难,甚至与邻桩相撞。
8.桩的接头较多且焊接质量不好或桩端停在硬夹层中进行接桩。
相应预防措施:
1、配备合适压桩设备,保证设备有足够压入能力。
2、一根桩应连续压入,严禁中途停歇。
3、进场前对设备进行大修保养,施工时进行例行检修,确保压桩施工时设备正常运行。
避开停电时间施工。
4、分析地质资料,清除浅层障碍物。
配足压重,确保桩能压穿土层中的硬夹层、透镜体等。
5、制定合理的压桩顺序及流程,严禁形成“封闭”桩。
6、严把制桩各个环节质量关,加强进场桩的质量验收,保证桩的质量满足设计要求。
7、桩就位插入时如倾斜过大应将桩拔出,待清除障碍物后再重新插入,确保压入桩的垂直度。
8、合理选择桩的搭配,避免在砂质粉土、砂土等硬土层中焊接桩,采用3~4台焊机同时对称焊接,尽量缩短焊接时间,使桩被快速连续压入。
二、桩偏移或倾斜过大
1.压桩机大身(平台)没有调平。
2.压桩机立柱和大身(平台)不垂直。
3.就位插入时精度不足
4.相邻送桩孔的影响。
5.地下障碍物或暗浜、场地下陷等影响。
6.送桩杆、压头、桩不在同一轴线上,或桩顶不平整所造成的施工偏压。
7.桩尖偏斜或桩体弯曲。
8.接桩质量不良,接头松动或上下节桩不在同一轴线上。
9.压桩顺序不合理,后压的桩挤先压的桩。
10.基坑围护不当,或挖土方法、顺序、开挖时间、开挖深度不当等。
1.压桩施工时一定要用顶升油缸将桩机大身(平台)调平。
2.压桩施工前应将立柱和大身(平台)调至垂直满足要求。
3.桩插入时对中误差控制在10mm,并用两台经纬仪在互相垂直的两个方向校正其垂直度。
4.送桩孔应及时回填。
5.施工前详细调查掌握工程环境、场址建筑历史和地层土性、暗滨的分布和填土层的特性及其分布状况,预先清除地下障碍物、处理暗浜等。
6.施工时应确保送桩杆、压头、桩在同一轴线上,并在沉桩过程中随时校验和调正。
7.提高桩的制作质量,加强进场桩的质量验收,防止桩顶和接头面的歪斜及桩尖偏心和桩体弯曲等不良现象发生。
不合格的桩坚决不用。
8.提高施工焊接桩质量,保证上下节同轴,严格按规范要求进行隐蔽工程验收。
9.制订合理的压桩顺序,尽量采取“走长线”压桩,给超孔隙水压力消散提供尽量长的时间,避免其累积叠加,减小挤土影响.
10.压桩结束10天左右,待超孔隙水压力充分消散后方可开挖;
且围护结构应有足够的强度与刚度,避免侧向土体位移;
机械开挖至桩顶30cm时采用人工开挖,避免挖斗碰撞桩头。
三、桩达到设计标高或深度,但桩的承载能力不足
1.设计桩端持力层面起伏较大,
2.地质勘察资料不详细,古河道切割区未察清楚,造成设计桩长不足,桩尖未能进入持力层足够的深度。
3.试桩时休止期没达到规范规定的时间而提前测试,或测试时附近正在打桩,桩周土体仍在扰动中。
1.当知道桩端持力层面起伏较大时,应对其分区并且采用不同的桩长。
压桩施工时除标高控制外,尚应控制最终压入力。
2.当压桩时发现某个区域最终压桩力明显比其它区域偏低时,应进行补堪以查清是否存在古河道切割区等不良地质现象。
针对特殊情况及时和设计单位联系,变更设计改变布桩或增加桩数或增加桩长等措施来满足设计承载力。
对开口桩,可考虑在桩尖端设置十字加强劲或其它半闭口桩尖等形式,以谋求增加尖端闭塞效应的方法,来提高桩的承载能力。
3.试桩的休止期一定满足规范规定,试桩时桩周1.5倍桩长范围内严禁打桩等作业。
四、压桩阻力与地质资料或试验桩所反映阻力相比有异常现象
1.桩端持力层层面起伏较大。
2.地面至持力层层间存在硬透镜体或暗浜。
3.地下有障碍物未清除掉。
4.压桩顺序和压桩进度安排不合理。
1.按照持力面的起伏变化减小或增大桩的入土深度,压桩时以标高控制为主外,还应以压入力作参考。
2.配备有足够压入能力的压桩设备,提高压桩精度,防止桩体破损。
3.用钢送桩杆先进行桩位探测,查清并清除遗漏的地下障碍物。
4.确定合理的压桩顺序及合适的日沉桩数量。
对有砂性土夹层分布区,桩尖可适当加长,压桩顺序应尽量采用中心开花的施工方法,严禁形成“封闭”桩。
五、桩体破损,影响桩的继续下沉
1.由于制桩质量不良或运输堆放过程中支点位置不准确.
2.吊桩时,吊点位置不准确、吊索过短,以及吊桩操作不当。
3.压桩时,桩头强度不足或桩头不平整、送桩杆与桩不同心等所引起的施工偏压,造成局部应力集中。
4.送桩阶段压入力过大超过桩头强度,送桩尺寸过大或倾斜所引起的施工偏压。
5.桩尖强度不足,地下障碍物或孤块石冲撞等.
6.压桩时桩体强度不足,桩单节长度较长且桩尖进入硬夹层,桩顶冲击力过大,桩突然下沉,施工偏压,强力进行偏位矫正,桩的细长比过大,接桩质量不良,桩距较小且桩布较密。
1.桩身砼强度达到设计值70%方可起吊脱模,达到100%方可施工。
运桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,上下支点应对齐。
2.吊桩时,桩体强度应满足设计施工要求,支点位置正确,起吊均匀平稳,水平吊运采取两点吊,吊点距桩端0.207L。
单点起吊时吊点距桩端0.293L(L为桩长)。
起吊过程中应防止桩体晃动或其它物体碰撞。
3.使用同桩径的送桩杆,保持压头、送桩杆、桩体在同一轴线上,避免施工偏压。
4.确保桩的养护期,提高砼强度等级以增强桩体强度。
桩头设置钢帽、桩尖设置钢桩靴等。
5.根据地基土性和布桩情况,确定合理的压桩顺序。
6.保证接头质量,用楔型垫铁填实接头间隙。
提高桩的就位和压入精度,避免强力矫正。
压入时应保证一根桩连续压入严禁中途停歇。
浅谈如何防治钻孔灌注桩钻孔施工时质量通病
钻孔灌注桩作为一种基础形式,目前在我国广泛使用在铁路桥梁、公路桥梁、城市各种桥梁中,这是因为这种施工方法,可以变水下作业为水上施工,从而大大简化施工,缩短工期,降低了工程造价,而且所需设备简单,操作方便。
但其施工质量难于控制,发生事故后又较难处理。
因此如何在施工工艺上采取一些措施,尽量避免或杜绝质量事故的发生,以确保施工顺利进行,一直是工程技术人员探讨的课题。
笔者根据自己施工多座灌注桩桥梁的实践经验,谈谈这方面的体会。
一、钻进中坍孔
在钻孔过程中,如果钻孔内水位突然下降,孔口冒细密的水泡,就表示已坍孔。
此时,出渣量显著增加而不见钻头进尺,但钻孔负荷显著增加,泥浆泵压力突然上升,造成憋泵。
一旦坍孔,钻孔便无法正常进行,易造成掉钻、埋钻事故。
防治措施:
1、在松散粉砂土或流砂中钻孔时,应选用较大比重,粘度的泥浆。
一般选用优质黄泥制作黄泥浆,要求黄泥中不得含有沙石等杂质,塑性指数大于22。
并放慢进尺速度(钻孔进尺的平均速度一般控制在6-7米/h为宜),也可投入粘土掺片石或卵石,低锤冲击,将粘土膏、片石卵石挤入孔壁稳定孔壁。
2、根据不同地质,调整泥浆比重。
确保泥浆具有足够的稠度确保孔内外水位差,维护孔壁稳定。
黄泥浆的比重控制在1.25~1.30左右,数量不少于单桩井孔体积的2倍。
实践证明:
高质充足的黄泥浆是确保钻孔灌注桩施工质量的关键之一。
钻制井孔上段6~7米时,可不必向井孔内输入高压水,让钻渣自然形成浓稠的低质泥浆护壁,特别是护住护筒底脚处的井壁(这一位置最易坍塌)。
3、清孔时应指定专人负责补水,保证钻孔内必要的水头高度,中段6~7m可输入高压水承压清孔。
下段6~7m输入黄泥浆,如此作法,既有效地保证了施工质量,又节省了费用较高的黄泥用量。
4、发生孔口坍塌时,可立即拆除护筒并回填钻孔,重新埋设护筒再钻坍孔部位不深时,可用深埋护筒法,将护筒周围土夯实填密实重新钻孔。
5、发生孔内坍塌时,判明坍塌位置,回填砂和粘土(或砂砾和黄土)混合物到坍孔处以上1~2m。
如坍孔严重时应全部回填,待回填物沉积密实后再进行钻进。
二、钻孔偏斜
现场钻成的桩孔,垂直桩不竖直,斜桩斜度不符合要求的标准或桩位偏离设计桩位等称为钻孔偏斜。
钻孔偏斜会会使灌注桩施工时钢筋笼难吊入,或造成桩的承载力小于设计要求造成钻孔偏斜的原因大致有五个方面:
1、钻孔中遇有较大孤石或探头石。
2、在有倾斜度的软硬地层交界处,岩面倾斜处钻进,或在粒径大小悬殊的卵石层中钻进,钻头受力不均
3、扩孔较大处,钻
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