钻孔灌注桩基础主要质量问题分析及处理办法(共13页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要钻孔灌注桩基础属隐蔽工程,且影响其质量的因素较多,如不抓住重点进行有效防控,就有可能发生质量问题,甚至质量事故,对社会和施工本身都造成重大影响。论文对输电线路钻孔灌注桩基础的主要质量问题进行剖析,介绍了钻孔灌桩常见的工程事故,包括:地质勘探资料和设计文件存在的问题、孔口与钻孔存在的问题、桩端持力层判别错误、孔底沉渣过厚或开灌前孔内泥浆含砂量大等,并提出主要的防范及处理办法,预防措施,以供借鉴。 关键词:钻孔灌注桩质量问题分析防范处理办法 工程事故 预防措施 概 述钻孔灌注桩基础是一种能适应各种地质条件的基础形式,也是输电线路广泛运用的一种基础形式,施工工艺已较为成
2、熟。该基础为直接在所设计的桩位上开孔,井孔内注满压力水,然后在孔内加放钢筋笼后,通过导管灌注混凝土而成。钻孔灌注桩基础属隐蔽工程,且影响其质量的因素较多,如不抓住重点进行有效防控,就有可能发生质量问题,甚至质量事故,对社会和施工企业本身都造成重大影响。本文对钻孔灌注桩基础的主要质量问题进行剖析,并提出主要的防范及处理办法。 第一章 钻孔过程中常见施工质量问题及其防治 第一节钢筋笼上浮图2钢筋笼上浮1.1.1原因分析一、如导管在混凝土中埋入过深或钢筋笼放置初始位置过高,深埋的导管下口流出混凝土,推动导管外上部混凝土整体上升。此时下半节钢筋笼的主筋、箍筋与混凝土已半粘着,并由于坍落度的损失而粘着力
3、较大,由于上升产生的顶托力之和大于钢筋笼的自重,因此推动钢筋笼与混凝土一起上浮; 二、如在混凝土灌至钢筋笼下时提升导管,灌注混凝土自导管流出后的较大冲击力,推动了钢筋笼的上浮;三、如混凝土灌注到钢筋笼底板附近,混凝土的灌注却因断水断电机、械故障等原因中断,30分钟或者更长时间后才能重新灌注,此时桩孔内顶部混凝土产生坍落度的损失或局部初凝,致使混凝土流动性变差,当重新灌注时,混凝土托动钢筋笼整体上移,严重时可能断桩;四、钢筋笼在制作、运输、堆放、起吊等过程中不符合规范要求,存在钢筋骨架内径与导管外壁间距过小,主筋搭接焊接头未焊平,粗骨料粒径太大等问题,在提升导管过程中法兰盘容易挂带了筋笼形成上浮
4、。1.1.2防范及处理办法一、要准确定位钢筋笼的初始位置并与孔口固定。导管下放时应确保导管在孔位的中心之上。混凝土接近笼时,将导管埋深控制在1.52.0m,同时注意导管的出口与钢筋骨架的底端不得平齐灌注混凝土,并随时掌握导管的埋深及混凝土灌注的标高,控制导管底口与钢筋骨架底端高差不小于1m,如混凝土埋过钢筋笼底端23m时及时将导管提高于钢筋笼底端;二、保持和改善混凝土的流动性是灌注混凝土施工的基本原则,同时改进灌注工艺及把握好初凝时间也是施工控制的重要环节。配制混凝土要按配合比严格控制,灌注要保持快速连续进行状态,缩短灌注时间。也可以掺入适量缓凝剂,防止进入钢筋笼时混凝土的流动性变小;三、做好
5、混凝土灌注前的各项施工准备,检查及保证水电供给,检查机具、工器具能正常使用且准备齐全等,并安排轮流值班,做好好各种应急预案。开始灌注后,就必须保证灌注混凝土的连续性,最大限度避免中途停工;四、防范因钢筋笼不符合施工要求,要在灌注桩的上部分增加钢筋件并设固定装置防止钢筋笼上浮,或者制作钢筋笼时有意让底部向外倾斜1015mm,把一根箍筋焊接在钢筋笼最下面的主筋的端头上。在加工钢筋笼骨架时要严格控制质量,在运输时要做好保护尽可能防止变形。导管埋入时要控制好导管外壁与钢筋笼内筋之间的空隙,大于骨料最大粒径的2倍;五、浇灌过程中,如出现钢筋笼随导管拔出而上浮的情况时,立即控制混凝土浇灌速度及浇灌量,单,
6、向旋转或反复上下摇动导管,及时处理好导管与钢筋笼的挂带问题;六、如因导管埋入过深导致钢筋笼上浮的情况时,立即停止灌注。如检查出埋深超过9m,立即拆除多出部份导管把导管的埋深控制在3.08.0m以内,改善混凝土的和易性,在适当提高坍落度后方可重新灌注;七、如无法控制钢筋笼上浮,立即停止浇灌混凝土,在拔出导管后回填粘土入孔内,问题桩作废桩处理,通知监理和设计后确定重新补桩。 第二节断桩问题1.2.1原因分析一、使坍落度不符合要求,当坍落度过大时,会出现离析现象,粗骨料相互挤压则会阻塞导管;当坍落度过小或灌注时间过长时,混凝土下落阻力则会加大而阻塞导管。两者均可导致卡管,终造成断桩;二、浇注混凝土时
7、,没有采用“回顶法”从导管内灌入,而是从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,诱发混凝土离析而造成凝固后不密实坚硬,少数孔段出现蜂窝、疏松、孔洞,甚至断桩;三、如灌注时间过长,混凝土与导管壁的摩擦力势必增大,同时导管提升和起拔过多,若仍采用提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时极易造成连接螺栓拉断或导管破裂,产生断桩;四、如在清孔过程中未对孔内泥浆含砂率控制不严,监管不力,则会在灌注混凝土过程中造成混凝土上沉渣过厚,推动该部份沉渣难以被导管内混凝土压力推动,迫使混凝土浇注中断,易形成断桩。 1.2.2防范及处理办法一、灌注时严格地控制混凝土配合比、坍落度和粗骨料粒径。如更换水泥标号、品种或生产厂家,
8、务必事先做好配合比试验,按科学配合比控制混凝土质量;二、必须从导管内灌注混凝土,灌注过程必须连续、快速、有节奏,灌注混凝土要准备足量,且绑扎水泥隔水塞的铁丝要根据首次混凝土的灌入量而定量,严格控制防止断裂;三、选用导管必须要有足够的抗拉强度,能承受其自重加上盛满混凝土的重量,同时内径最好在30cm以上的并保持一致,误差应小于2mm,内壁无阻光滑。导管在组拼后须用球塞和检查锤做通过试验。导管最下一节长度一般为4米左右,且底端不得带法兰盘,否则在混凝土内会很难拔起。为了便于丈量长度,每节导管长度应统一,并作记录和标记;四、清孔过程中要及时对孔内泥浆的相对密度进行调整,以保证清孔后泥浆的相对密度要达
9、到设计要求。清孔后分别从孔的口部、中部、底部提取泥浆,以检测泥浆的各项指标是否达标;五、成孔后必须使用冲洗液认真清孔,清孔时间应根据孔内沉渣情况而定,只有当孔底沉渣值小于规范要求时,方可进行混凝土灌注。 第三节 孔壁坍陷问题1.3.1原因分析一、施工工艺控制不当,对地质条件关注不够,未根据土质实际情况采用合适的泥浆和成孔工艺,导致泥浆护壁质量差;二、护筒埋设过浅,护筒的接缝和回填土不够密实出现漏水漏浆情况,造成孔内出现承压水或孔内液面高度不够,孔壁静水压力降低;三、对清孔的冲洗液和孔底沉渣控制不严,导致泥浆粘度和密度降低,孔壁静水压力衰减,孔壁牢固度降低;四、在松散砂土中钻进过快,或在某一处空
10、转时间过长,或用给水管直接冲刷孔壁;五、待灌时间过长没有及时灌注混凝土,或灌注时间过长;六、吊装钢筋笼时,碰撞和损伤孔壁。 1.3.2防范及处理办法一、认真分析地层结构,成孔选择合适的方法和机具,如土质为松散砂黏土或流沙,应提高泥浆的比重和粘度,选用密度、胶体率、黏度相对较大的质量高的泥浆;二、选择足够强度和尺寸的护筒,遇松散易坍的土层应适当埋深护筒,并用粘土密实填封护筒四周;三、成孔后必须使用冲洗液认真清孔,清孔时间应根据孔内沉渣情况而定,清孔后分别从孔的口部、中部、底部提取泥浆,以检测泥浆的各项指标是否达标,只有当孔底沉渣值小于规范要求且孔壁牢固时,方可进行混凝土灌注;四、加强钻孔的现场管
11、理,钻进速度和空转时间要控制适宜,采用适当的方法保持水头的稳定;五、成孔后待灌时间一般控制在3小时以内,并派熟练地技术人员控制好混凝土的灌注时间;六、搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,钢筋笼接长时要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间;七、发生孔壁坍陷,应暂停施工判明坍陷部位并认真分析原因。当坍陷的水量较小时,在坍陷部位上12m处回填粘质土混合物和砂后可继续钻孔,并严密监控坍陷数量变化。当坍陷无法控制时,立刻拆除护筒和钻机,待回填钻孔并重新埋设护筒妥善后再钻;八、当钢筋笼吊装或清孔造成塌孔时,立即停止施工并将钢筋笼吊出,添加泥浆护壁将坍陷物清理干净,不再继续坍陷后重新安
12、装钢筋笼和清孔。 第四节护筒冒水问题。1.4.1原因分析一、在埋设护筒时,护筒周围的原状土压实度不够;二、埋设时护筒内外的水位差过大;三、钻头起落时不慎碰撞和刮损护筒。1.4.2防范及处理办法一、在埋设护筒之前,根据地质条件,选用最佳含水量的粘土将坑底与四周土壁分层夯实;二、开孔时选好护筒适当的高度,护筒水头高度应保持在1.01.5m;三、应派经验娴熟的技术人员进行钻头起落监控,尽可能避免碰撞和刮损护筒;四、如发现护筒冒水现象,不可继续施工,须立即停止钻孔,以含水量佳的粘土将坑壁四周加实加固;五、如出现护筒严重移位或下沉情况,则停止安装并重新安装护筒。 第五节 缩颈问题1.5.1原因分析塑性土
13、膨胀,使孔径小于设计尺寸。 1.5.2防范及处理办法一、选用密度、胶体率、黏度相对较大的质量高的泥浆,尽可能降低失水量;二、将合适数量的合金刀片焊接于导正器外侧,起钻或钻进时可发挥扫孔作用;三、成孔时加大泵量,提高成孔的速度,这样孔壁在成孔一段时间内会形成泥皮,孔壁则不会渗水和引起膨胀;四、采用上下反复扫孔的办法扩大孔径消除缩颈。 第六节钻孔桩身偏斜问题1.6.1原因分析一、存在技术性失误,钻孔机械定位不准确,或施工人员放样有偏差;二、钻孔时在土层遇到孤石或障碍物,或在岩石倾斜处和软硬土层交界处,钻头因受阻不均偏移导致桩孔倾斜;三、钻杆连接不当或弯曲,导致钻头钻杆两点中线处于不同轴线;四、钻架
14、就位后未进行调平或场地本身不平整,导致钻机、底座、钻盘不平而产生偏斜; 五、开挖基坑时一次性挖土深度过大,由此产生土侧压力导致桩位错动,桩位偏差超出规范允许范围。 1.6.2防范及处理办法一、加强技术管理,减少人为的技术性失误,放样和机械定位须根据技术参数反复校 核; 二、钻入斜状岩层、土质不均匀地层、孤石或碰到明显阻碍地层时,须调慢钻速,不能一味快进。在地质不均匀地层中钻孔时,宜使用钻杆刚度大、自重大的钻机;三、钻孔前须平整场地,并夯实硬化,枕木应均匀着地尽量找平。钻机安装时钻架上吊滑轮与转盘中心在同一轴线,钻杆位置偏差控制在不大于20cm,此外安装导正装置也是防止偏斜的有效方法。四、在松散
15、易坍地层钻孔时,应尽可能加固地层,钻速不宜过快,注意观察钻杆角度和桩位偏差;五、应对一般的偏斜情况,可用钻头上下反复扫钻数次削去硬土,如效果不佳,回填粘土至高出偏孔处0.5m以上重新钻入;六、如偏差较大,应通知监理及设计人员鉴核,桩箱及桩筏基础必要时在基础底板内增设暗梁,单桩基础通常重新补桩。 第七节桩底沉渣量过多问题 1.7.1原因分析一、未对准孔位,吊放钢筋笼时碰撞孔壁泥土坍落桩底;二、泥浆注入量不足或泥浆比重过小难以把沉渣托浮;三、未进行二次清孔,或清孔不干净,或清孔后待灌时间过长泥浆沉积。 1.7.2防范及处理办法一、吊放钢筋笼,桩中心与钢筋笼中心要保持一致,吊装速度不宜过快,应控制好
16、不碰撞孔壁。建议使用钢筋笼冷压接头工艺,加快钢筋对接速度,减少空孔时间从而减少沉渣。钢筋笼置毕,检查沉渣量是否在规范要求控制之内,否则利用导管二次清孔,直到符合规范要求;二、泥浆的质量要选好并控制好泥浆的粘度和比重,不能用清水替代。混凝土灌注时,导管底部至孔底距离最好控制在3040mm,混凝土储备量充足,导管一次最好埋入混凝土面下超过1.0m,以利用混凝土的巨大冲击力清除孔底沉渣;三、成孔后钻头在孔底1020cm上保持慢速空转,循环清孔要超过30分钟。 第八节 卡管问题 1.8.1原因分析一、混凝土中粗骨料粒径过大;二、初灌时隔水栓堵管;三、混凝土流动性、和易性差造成离析;四、灌注混凝土不连续
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