钻孔灌注桩桩身施工中产生的问题与防治
[摘要]笔者通过多年工作经验,并了大量资料,探讨了钻孔灌注桩桩身施工中某些施工产生的问题,并分析了原因,提出了防治对策。[关键词]钻孔 灌注桩 问题 防治
一、钻孔灌注桩桩身施工前的准备工作
1.材料质量要求。(1)粗骨料:应采用质地坚硬的卵石、碎石其粒径宜用15～25mm。卵石不宜大于50mm,碎石不宜大于40mm。含泥量不大于2%,无垃圾及杂物。(2)细骨料:应选用质地坚硬的中砂,含泥量不大于5%,无垃圾、草根、泥块等杂物。(3)水泥:宜用32.5级或42.5级的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥,使用前必须查明其品种、强度等级、出厂日期,应有出厂质量证明,到现场后分批见证取样,复试合格后才准使用。
2.成孔前准备工作。用作桩基的工程桩施工前应做试成孔,试成孔数每个场地不应少于二个。用试成孔核对地质资料,检验所选的设备、机具、施工工艺及技术要求是否合适。如满足设计要求时,试成孔的泥浆密度,通过不同地层选用的钻速、钻压,钻头直径、形式等施工工艺参数即为施工时选择工艺参数的依据。成孔要求:(1)机具就位平整垂直,护筒埋设牢固并且垂直,保证桩孔成孔的垂直。(2)要控制孔内的水位高于地下水位1.0m左右,防止地下水位高后上起坍孔。(3)发现轻微坍孔的现象应及时调正泥浆的比重和孔内水头。泥浆的比重按土质情况的不同而不同,一般控制在1.1～1.5的范围内。成孔的快慢与土质有关,应灵活掌握钻进的速度。(4)成孔时发现难于钻进或遇到硬土、石块等,应及时检查,以防桩孔出现严重的偏斜、位移等。
二、断桩
1.产生的原因。(1)混凝土拌和物发行离析使桩身中断。(2)灌注中,发生堵塞导管又未能处理好;或灌注中发重型导管卡挂钢筋笼,埋导管,严重坍孔,而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥,混凝土桩身中断的严重事故。(3)灌注时间过长,首批混凝土已初凝,而后灌注的混凝土冲破顶层与泥浆相混;或导管进水,未及时作良好处理,均会在两层混凝土中产生部分夹泥浆渣土的截面。
2.防治措施。(1)导管要有足够的搞拉强度,能承受其自重和盛满混凝土的重量;内径应一致,其误差应小于±2mm,内壁须光滑无阻,组拼后须用球塞、检查锤作通过试验;导管最下端一节导管长度要长一些,一般为4m,其底端不得带法兰盘。(2)导管在浇灌前要进行试拼,并做好水密性试验。(3)严格控制导管进而深与拔管速度,导管不宜进埋入混凝土过深,也不可过浅。及时测量混凝土浇灌深度,严防导管拔空。(4)经常检测混凝土拌合物,确保其符合要求。
三、缩径
1.产生的原因。(1)清孔不彻底,泥浆中含泥块较多,再加上终灌拔管过快,引起桩顶周边夹泥,导致保护层厚度不足。(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。孔壁坍落部分留下的窟窿,成桩后形成护颈。
2.防治措施。(1)使用直径合适的钻头成孔,根据地层变化配以不同的泥浆。(2)成孔施工时应重视清孔,在清孔时要做到清渣而不表泥,预防清孔后的在浇筑的'过程中局部坍塌,导致缩径的产生。
四、桩顶局部冒水、桩身孔洞
1.产生的原因。(1)水下混凝土灌注过程中,导管埋深过大,导管内处混凝土新鲜程度不同,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混凝土离析,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、最为新鲜的混凝土往上冒,形成通道(即桩身孔洞)。(2)水下混凝土灌注过程中,混凝土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,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)水下混凝土灌注时间过长,最早灌入孔内的混凝土坍落度损失过大,流动性变差,终灌导管起拔后会留下难以愈合的孔洞。
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)混凝土倾入导管的速度应根据混凝土在管内的深度控制,管内深度越深,混凝土倾入速度越应放慢。在可能的情况下,应始终保持导管内混凝土,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,确保混凝土在初凝前完成水下灌注。