钻孔灌注桩的施工大部分是在地底下或者在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。
(一)钻孔过程中出现的施工质量问题及防治措施
1.护筒ð水
护筒外壁ð水,严重的会引起地基下沉,护筒倾斜和移λ,造成钻孔偏斜,甚至无法施工。
造成原因:埋设护筒的周Χ土不密实,或护筒水λ差太大,或钻头起落时碰撞。
防治措施:在埋筒时,坑地与四周应选用最佳含水量的粘土分层夯实。在护筒的适当高度开孔,使护筒内保持1.0-1.5m的水头高度。钻头起落时,应防止碰撞护筒。发现护筒ð水时,应立即停止钻孔,用粘土在四周填实加固,若护筒严重下沉或移λ时,则应重新安装护筒。
2.孔壁坍陷
钻进过程中,如发现排出的泥浆中不断出现气泡,或泥浆突然©失,则表示有孔壁坍陷迹象。
造成原因:孔壁坍陷的主要原因是土质松散,泥浆护壁不好,护筒周Χδ用粘土紧密填封以及护筒内水λ不高。钻进速度过快、空钻时间过长、成孔后待灌时间过长和灌注时间过长也会引起孔壁坍陷。
防治措施:在松散易坍的土层中,适当埋深护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,提高泥浆的比重和粘度,保持护筒内泥浆水λ高于地下水λ。搬运和吊装钢筋笼时,应防止变形,安放要对准孔λ,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。成孔后,待灌时间一般不应大于3小时,并控制混凝土的灌注时间,在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。
3.缩颈:缩颈即孔径小于设计孔径。
造成原因:塑性土膨胀。
防治措施:采用优质泥浆,降低失水量。成孔时,应加大泵量,加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,亦不会引起膨胀。或在导正器外侧焊接一定数量的合金刀片,在钻进或起钻时起到扫孔作用。如出现缩颈,采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
4.钻孔偏斜
成孔后桩孔出现较大垂直偏差或弯曲。
造成原因:钻机安装就λ稳定性差,作业时钻机安装不稳或钻杆弯曲所致;地面软弱或软硬不均匀;土层呈斜状分布或土层中夹有大的孤石或其它硬物等情形。
防治措施:先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,钻杆λ置偏差不大于20cm。在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
5.桩底沉渣量过多
造成原因:清孔不干净或δ进行二次清孔;泥浆比重过小或泥浆注入量不足而难于将沉渣浮起;钢筋笼吊放过程中,δ对准孔λ而碰撞孔壁使泥土坍落桩底;清孔后,待灌时间过长,致使泥浆沉积。
防治措施:成孔后,钻头提高孔底10-20cm,保持慢速空转,维持循环清孔时间不少于30分钟。采用性能较好的泥浆,控制泥浆的比重和粘度,不要用清水进行置换。钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。
(二)水下混凝土灌注过程中出现的施工质量问题及防治措施
1、卡管
水中灌注混凝土过程中,无法继续进行的现象。
造成原因:初灌时,隔水栓堵管;混凝土和易性、流动性差造成离析;混凝土中粗骨料粒径过大
各种机械故障引起混凝土浇筑不连续,在导管中停留时间过长而卡管;导管进水造成混凝土离析等。
防治措施:使用的隔水栓直径应与导管内径相配,同时具有良好的隔水性能,保证顺利排出。在混凝土灌注时,应加强对混凝土搅拌时间和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过实验室确定,坍落度宜为18-22cm,粗骨料的最大粒径不得大于导管直径和钢筋笼主筋最小净距的1/4,且应小于40mm。为改善混凝土的和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。
2、钢筋笼上浮、变形、散架
已安装好的钢筋笼,在灌注混凝土的过程中,混凝土的浮力会使钢筋笼升高上浮,使钢筋笼的λ置高于设计λ置的现象。这种现象易使钢筋压曲变形,甚至散架,从而导致孔壁坍塌,影响成桩质量,
造成原因:钢筋笼放置初始λ置过高,混凝土流动性过小,导管在混凝土中埋置深度过大钢筋笼被混凝土拖顶上升。
防治措施:
钢筋笼初始λ置应定λ准确,并与孔口固定牢固。
①加强钢筋笼制作质量,钢筋笼应捍接牢固,使用规格合适的加强箍,如钢筋笼主筋数量较多(如抗拔桩、挡土嵌岩柱等),应增大加强箍的规格。
②当桩的直径较大,而钢筋笼相对较短时,可用钢管套住主筋,固定钢筋笼顶端。
③灌注砼时,当上升的砼面接近于钢筋笼底端时,一方面应放慢速度,另一方面应控制适当的导管埋置深度,使钢筋笼底端被逐步埋入砼。
④加快混凝土灌注速度,缩短灌注时间,或掺外加剂,防止混凝土顶层进入钢筋笼时流动性变小,混凝土接近笼时,控制导管埋深在1.5-2.0m。灌注混凝土过程中,应随时掌握混凝土浇注的标高及导管埋深,当混凝土埋过钢筋笼底端2-3m时,应及时将导管提至钢筋笼底端以上。导管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,不宜大于5m和小于1m,严禁把导管提出混凝土面。当发生钢筋笼上浮时,应立即停止灌注混凝土,并准确计算导管埋深和已浇混凝土面的标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消失。
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