钻孔灌注桩施工中常见质量问题及防治措施

2020-11-06 05:25:13 中国房地产业·上旬 2020年10期

滕加强

【摘要】近年来,我国的工程建设越来越多,工程的钻孔灌注桩施工技术也越来越先进。钻孔灌注桩是工程建设中常用的基础形式,其成桩质量对工程安全具有至关重要的作用。从施工工艺及质量问题的角度出发,较为详尽地阐述了钻孔灌注桩的施工技术及质量控制要点。文章对钻孔灌注桩施工中常见的质量问题进行成因分析,并提出了相应的防治措施,以避免发生质量事故,确保成桩质量。

【关键词】钻孔灌注桩;孔壁塌陷;质量管理;缺陷处理

钻孔灌注桩作为高层建筑及桥梁基础普遍采用的一种地基基础形式,在现阶段的施工中得到了广泛应用。但在施工过程中也存在工艺落后、地下隐蔽施工、质量情况不容易直观判断等问题。

1、钻孔灌注桩质量问题原因

1.1护筒冒水

钻孔灌注桩施工过程中,护筒冒水是较为常见的质量问题,分析这一问题出现的原因,主要有以下几种可能,第一,进行护筒埋设时,周边土体不具备良好的密实性;第二,钻头接触到了护筒;第三,护筒存在较大的水位偏差。若存在严重的冒水情况,会使其周边土体下沉,还会使护筒发生移位或者倾斜,在此情况下孔位会发生严重倾斜,对正常施工产生影响。

1.2钻孔偏斜

钻孔偏斜是指钻孔施工过程中的实际空间位置偏离设计空间位置,即偏离设计轴线。主要原因包括:(1)地质因素,软硬土层不均,致使钻头受力不均而造成钻头偏离,例如遇到倾斜的岩面、孤石、卵砾石层等。(2)钻杆弯曲、钻杆接头松动,致使钻头晃动范围较大而造成钻孔偏斜。(3)钻机安装不符合规范要求,安装后未使钻机处于水平位置或者施工场地整平压实不彻底,施工中钻机发生不均匀沉降导致钻孔偏斜。

1.3桩底沉渣

桩底沉渣对于承载桩来说,如果沉渣厚度过多,桩承载荷载时必然产生大量沉降,进而导致桩承载力降低,不能满足设计要求。造成桩底沉渣的主要原因有:(1)施工未按照标准施工,清空不干净或者二次清空未进行引起的。(2)泥浆比重较小,处于桩底位置处的浮渣不能及时浮起,不断堆积下,使持力层及桩底结合受到影响。(3)钢筋笼吊装放置环节,若钢筋笼与孔壁发生碰撞,会在桩底位置处造成较多泥土堆积。(4)对桩孔进行清理之后,没有及时浇筑混凝土,导致桩底出现泥浆沉积的现象。

1.4断桩

断桩是指钻孔灌注桩成桩后,经检测桩身存在夹泥层,导致混凝土发生变质或截面积受损,使得桩的承载力达不到设计要求。发生断桩的后果非常严重,产生断桩的主要原因是:(1)混凝土坍落度不满足要求或混凝土发生离析,造成混凝土堵塞导管后不能在混凝土初凝前疏通,提起导管后形成断桩。(2)计算错误造成初灌量不足,致使初灌后混凝土没有将导管埋住,导管在初灌混凝土上方,造成断桩。(3)由于计算错误,造成导管提拔距离过大,致使导管底口超出混凝土灌注面,泥浆进入导管底口和混凝土面之中,造成断桩。(4)混凝土整体灌注时间超过混凝土初凝时间或灌注时因故导致灌注中断,中断时间超过初凝时间,造成桩身混凝土夹渣。

2、防治措施

2.1护筒冒水防治

护筒实际埋设环节,针对于以上几种可能造成护筒冒水的原因,应做出事先的处理预防,首先,对于周围土体,应进行分层夯实;其次,钻孔环节,注意不能与护筒发生碰撞;最后,若出现存在冒水情况,需要暂停钻井,对土体实施加固处理,防止严重情况出现。

2.2成孔倾斜质量事故的控制

在钻孔灌注桩施工过程中,要求成孔尽可能垂直。因此,应采取一些有效措施,预防成孔倾斜事故的发生。第一,钻机安装过程中,应保证钻机底座平稳,控制好钻机头钻杆的垂直度、机架平台的水平度,尽量保持钻机顶部、钻盘中心、护筒处于一条铅垂线上,偏差不得超过2cm。如果钻机设备较重(比如GPS-10钻孔桩机),就应考虑不要破除桩位及扩大面积以外的混凝土路面,以免钻机倾斜钻出倾斜的孔;第二,确保钻孔深度准确。如使用旋挖钻,一定要在钻进前仔细测量钻头的长度,在钻杆上标识编号,记录各节钻杆的长度,并在钻进中下放时复核;第三,钻机就位后应及时复测钻机平台、护筒的顶标高,以便此后测量孔深与沉渣厚度;第四,正式钻进之前,钻机应先试钻,检验合格后再正式钻进;第五,在软硬土层交界面钻进时,应调低钻速、钻压,必要时还要加设钻杆扶正器。

2.3沉渣与沉淤

凡是孔底的沉积物统称沉渣,沉渣是钻孔过程中钻机切削和孔壁塌落的岩士,主要是砂、砾石和碎岩硝等。沉淤则是比重大、稠度大的劣质泥浆由于空孔时间过长沉淀而成的流塑状混合物,沉淤的厚度往往大于沉渣,沉渣与沉淤均在桩底形成软弱隔层,导致桩端承载力降低或丧失殆尽。沉淤的控制主要是提高泥浆质量和减少成孔后灌注砼的间隔时间。沉渣的清除主要依靠砼灌注前的清孔。灌注前冲孔2h左右,控制好泥浆比重,沉渣短時间内不会沉淀。此时灌注砼,砼坠落的巨大冲击力还能溅除桩孔底部残余的部分沉渣与沉淤,可基本上将孔底沉渣清除干净。

2.4断桩的防治措施

必须高度重视断桩的防治措施,施工中应避免断桩的发生,坚持预防为主。可以采取以下防治措施:(1)灌注混凝土使用的导管要先做检漏和抗拉力试验,保证导管不发生渗漏。选用的导管直径应根据不同的桩径和最大石料粒径确定。(2)施工前对施工技术人员进行专项培训,增强质量意识责任担当。测量技术人员认真核对测量数据,准确计算导管埋深,合理控制导管提拔距离,导管埋深控制在2~6m,严格按施工技术规范施工。(3)严格控制混凝土配合比,保证混凝土坍落度在合理范围,确保施工时混凝土连续灌注,若灌注时间过长或混凝土灌注时因意外发生中断,可在混凝土中加入缓凝减水剂,以防先期灌注的混凝土达到初凝状态而堵塞导管。(4)钢筋笼在焊接时要保证焊口平顺,以防钢筋笼卡住导管。当钢筋笼卡住导管后,可设法转动导管,使之脱离钢筋笼。

3、质量控制方案

根据相关规范要求,排桩的垂直作业误差不能过大,一般规定禁止大于3‰,技术人员在施工放线时,需结合多种因素进行外放,包括施工工艺、施工水平、施工误差等。同时为确保钢筋混凝土桩主筋净保护层厚度及钢筋笼垂直度符合要求,并在钢筋笼上与土体接触的两侧主筋上焊接钢制垫块固定。(1)泥浆中浇筑的混凝土,需要通过有效的方案,使其强度在设计强度要求范围内。钻孔桩施工时应严格控制泥浆的各项指标,特别是清孔后的泥浆质量,避免桩底沉渣使围护桩产生不均匀沉降。(2)在桩身混凝土的选择上,应首选商品混凝土;从底部位置处,连续浇筑混凝土,在此过程中,不能中断,实际浇筑环节,混凝土埋入的导管应长于1.5m,浇筑效果应密实性要高,不能有蜂窝(下转108页)(上接106页)麻面情况产生。(3)工程中所用到的纵向受力钢筋,主要选择闪光对接焊或机械连接的形式,在受力较小位置处进行接头处理,还要相互错开。(4)运输及吊放钢筋笼时,不可出现严重变形的情况。(5)环向非均匀配筋钢筋笼在绑扎、吊装、埋设预埋件时,安放方向均应与设计方向一致。(6)钢筋笼要超过桩顶设计标高,具体在50cm以上即可,与设计标高相比,浇筑标高要高出大概50cm;进行冠梁浇筑工作前,需要将桩顶位置处多出的混凝土去除,使其表面保持清洁。(7)应用隔桩施工的形式,同时,邻桩成孔施工要在24h后。选择泥浆护壁法进行施工时,要先进行护筒预埋。

结语:

综上所述,为了不断提高建设工程中钻孔灌注桩的质量,尽管钻孔灌注桩施工中常出现一些施工质量、安全事故,但现在的操作技术规程、工人对该工艺的熟悉掌握程度都已经比较成熟,施工单位对于该工艺出现的各种施工质量事故都有一套比较完善的预防、处理措施,可以做到遇事不慌、有章可循、有针对性地进行处理,因此,钻孔灌注桩施工是成熟、可靠、安全的。在成孔、灌注混凝土过程中做好塌孔、沉渣、灌注导管的管控等关键工序的控制,有效地保证工程进度、质量、安全、成本的要求。施工人员还需认真掌握专业基础知识,自觉实践,一丝不苟,恪尽职守,认真总结,正确应用有关规范;熟悉地质资料、设计图纸、相关文件及各项技术要求;不断提高自身的业务素质和技术水平,抓好施工准备、成孔、清孔、水下混凝土灌注等各个环节的质量控制,采取各种有效措施,保障灌注桩的成桩质量。

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