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鑽孔灌注樁施工中常見事故及其處理

日期:2016/12/14 21:26:21      編輯:中國古代建築

  對鑽孔灌注樁常見質量事故進行綜合分析,根據質量事故的發生原因,提出了防治措施。

  鑽孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土,對周圍環境及鄰近建築物影響小,能穿越各種復雜地層和形成較大的單樁承載力,適應各種地質條件和不同規模建築物等優點,在橋梁、房屋、水工建築物等工程中得到廣泛應用,已成為一種重要的樁型。隨著社會經濟發展的需要,鑽孔灌注樁的樁長和樁徑不斷加大,單樁承載力也越來越高,同時,也使單柱單樁的設計成為可能。對於長樁、大樁,其施工難度大,易發生質量事故。而單柱單樁的設計,對樁的質量要求高,發生質量事故後,加固處理難度大,且費用較高。因此,有必要對鑽孔灌注樁的常見質量事故加以分析,找出質量事故發生的原因,研究相應對策,盡可能防止質量事故發生。

  1地質勘探方面存在的問題

  地質勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗數量不足、土工取樣和土工試驗不、樁周摩阻力和樁端阻力不准等問題。因此,在樁基礎開始施工前,應針對這些問題對地質勘探進行認真審查。另外,對樁基礎持力層厚度變化較大的場地,應適當加密地質勘探孔,必要時進行補充勘探,防止樁端落在較薄的持力層上而發生樁端沖切破壞。

  2孔徑誤差

  孔徑誤差主要是由於工人疏忽用錯其他規格的鑽頭,或因鑽頭陳舊,磨損後直徑偏小所致。對於樁徑800~1200mm的樁,鑽頭直徑比設計樁徑小30~50mm是合理的。每根樁開孔時,雙方的技術人員應驗證鑽頭規格,實行簽證手續。

  3鑽孔深度及孔口高程的誤差

  2.1鑽孔深度的誤差

  有些工程在場地回填平整前就進行工程地質勘探,地面高程較低,當工程地質勘探采用相對高程時,施工應把高程換算一致,避免出現鑽孔深度的誤差。另外,孔深測量應采用丈量鑽桿的方法,取鑽頭的2/3長度處作為孔底終孔界面,不宜采用測繩測定孔深。鑽孔的終孔應以樁端進入持力層深度為准,不宜以固定孔深的方式終孔。因此,鑽孔到達樁端持力層後應及時取樣鑒定,確定鑽孔是否進入樁端持力層。

  2.2孔口高程的誤差

  孔口高程的誤差主要有兩方面,一是由於地質勘探完成後場地再次回填,計算孔口高程時疏忽引起的誤差。二是由於施工場地在施工過程中廢渣的堆積,地面不斷升高,孔口高程發生變化造成的誤差。其對策是認真校核原始水准點和各孔口的絕對高程,每根樁開孔前復測一次樁位孔口高程。

  4鑽孔垂直度不符合規范要求

  控制鑽孔垂直度的主要技術措施為:

  (1)壓實、平整施工場地。

  (2)安裝鑽機時應嚴格檢查鑽進的平整度和主動鑽桿的垂直度,鑽進過程應定時檢查主動鑽桿的垂直度,發現偏差應立即調整。

  (3)在復雜地層鑽進,必要時在鑽桿上加設扶整器。

  (4)定期檢查鑽頭、鑽桿、鑽桿接頭,發現問題及時維修或更換。

  (5)在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鑽進,應低速低鑽壓鑽進。發現鑽孔偏斜,應及時回填粘土,沖平後再低速低鑽壓鑽進。

  5樁端持力層判別錯誤

  持力層判別是鑽孔樁成敗的關鍵,現場施工必須給予足夠的重視。對於非巖石類持力層,判斷比較容易,可根據地質資料的深度,結合現場取樣進行綜合判定。

  對於樁端持力層為強風化巖或中風化巖的樁,判定巖層界面難度較大,可采用以地質資料的深度為基礎,結合鑽機的受力、主動鑽桿的抖動情況和孔口撈樣進行綜合判定,必要時進行原位取芯驗證。

  6孔底沉渣過厚或開灌前孔內泥漿含砂量過大

  孔底沉渣過厚除清孔泥漿質量差,清孔無法達到設計要求外,還有測量方法不當造成誤判。要准確測量孔底沉渣厚度,首先需准確測量樁的終孔深度,樁的終孔深度應采用丈量鑽桿長度的方法測定,取孔內鑽桿長度+鑽頭長度,鑽頭長度取至鑽尖的2/3處。

  在含粗砂、礫砂和卵石的地層鑽孔,有條件時應優先采用泵吸反循環清孔。當采用正循環清孔時,前階段應采用高粘度濃漿清孔,並加大泥漿泵的流量,使砂石粒能順利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合設計要求後,應把孔內泥漿密度降至1.1~1.2g/cm3。清孔整個過程應專人負責孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度,及時對孔內泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進行分析,若出現清孔前期孔口泥漿含砂量過低,撈不到粗砂粒,或後期把孔內泥漿密度降低後,孔底沉渣厚度增大較多。則說明前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小,砂粒懸浮在孔內泥漿裡,沒有真正達到清孔的目的,施工時應特別注意這種情況。

  7水下砼灌注和樁身砼質量問題

  7.1初灌時埋管深度達不到規范值

  規范規定,灌注導管底端至孔底的距離應為300~500mm,初灌時導管埋深應≥800mm.在計算砼的初灌量時,個別施工單位只計算了1.3m樁長所需的砼量,漏算導管內積存的砼量,初灌量不足造成埋管深度達不到規范值。另一方面,施工單位准備的導管長度規格太少,安裝導管時配管困難,有時導管低至孔底的距離偏大,而導管安裝人員沒有及時把實際距離通知砼灌注班,形成初灌量不足導致埋管深度達不到規范值。

  7.2灌注砼時堵管

  灌注砼時發生堵管主要由灌注導管破漏、灌注導管底距孔底深度太小、完成二次清孔後灌注砼的准備時間太長、隔水栓不規范、砼配制質量差、灌注過程灌注導管埋深過大等原因引起。

  灌注導管在安裝前應有專人負責檢查,可采用肉眼觀察和敲打聽聲相結合的方法進行檢查,檢查項目主要有灌注導管是否存在小孔洞和裂縫、灌注導管的接頭是否密封、灌注導管的厚度是否合格。必要時采用試拼裝壓水的方法檢查導管是否破漏。灌注導管底部至孔底的距離應為300~500mm,在灌漿設備的初灌量足夠的條件下,應盡可能取大值。隔水栓應認真細致制作,其直徑和園度應符合使用要求,其長度應≤200mm.

  完成第二次清孔後,應立即開始灌注砼,若因故推遲灌注砼,應重新進行清孔。否則,可能造成孔內泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚,並導致隔水栓無法排出導管外而發生堵管事故。

  7.3灌注砼過程鋼筋籠上浮

  引起灌注砼過程鋼筋籠上浮的原因主要有如下三方面:

  (1)砼初凝和終凝時間太短,使孔內砼過早結塊,當砼面上升至鋼筋籠底時,砼結塊托起鋼筋籠。

  (2)清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多,砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上,形成較密實的砂層,並隨孔內砼逐漸升高,當砂層上升至鋼筋籠底部時便托起鋼筋籠。

  (3)砼灌注至鋼筋籠底部時,灌注速度太快,造成鋼筋籠上浮。

  若發生鋼筋籠上浮,應立即查明原因,采取相應措施,防止事故重復出現。

  7.4樁身砼夾渣或斷樁

  引起樁身砼夾泥或斷樁的原因主要有如下四方面:

  (1)初灌砼量不夠,造成初灌後埋管深度太小或導管根本就沒有入砼內。

  (2)砼灌注過程拔管長度控制不准,導管拔出砼面。

  (3)、砼初凝和終凝時間太短,或灌注時間太長,使砼上部結塊,造成樁身砼夾渣。

  (4)清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多,砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上,形成沉積砂層,阻礙砼的正常上升,當砼沖破沉積砂層時,部分砂粒及浮渣被包入砼內。嚴重時可能造成堵管事故,導致砼灌注中斷。

  導管的埋管深度宜控制在2~6米之間,若灌注順利,孔口泥漿返出正常,則可適當增大埋管深度,以提高灌注速度,縮短單樁的砼灌注時間。砼灌注過程拔管應有專人負責指揮,並分別采用理論灌入量計算孔內砼面和重錘實測孔內砼面,取兩者的低值來控制拔管長度,確保導管的埋管深度≥2米。單樁砼灌注時間宜控制在1.5倍砼初凝時間內。

  結語

  引起鑽孔灌注樁質量事故的原因較多,各個環節都可能會出現重大質量事故。因此,在樁基工程開工前應做好各項准備工作,認真審查地質勘探資料和設計文件,實行會審和技術交底制度,做好現場試樁工作。施工過程抓好泥漿和砼質量,詳細做好各項施工記錄,牢牢把好鑽孔、清孔和砼灌注等關鍵工序的質量關,是防止質量事故發生的行之有效的措施。

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