A. 钻孔灌注桩常见的质量通病有哪些
1、成孔质量问题
①塌孔 :
预防措施:根据不同地层,控制使用好泥浆指标。在回填土、松软层及流砂层钻进时,严格控制速度。地下水位过高,应升高护筒,加大水头。地下障碍物处理时,一定要将残留的砼块处理清除。孔壁坍塌严重时,应探明坍塌位置,用砂和粘土混合回填至坍塌孔段以上1—2m处,捣实后重新钻进。
②缩径 :
预防措施:选用带保径装置钻头,钻头直每径应满足成孔直径要求,并应经常检查,及时修复。易缩径孔段钻进时,可适当提高泥浆的粘度。对易缩径部位也可采用上下反复扫孔的方法来扩大孔径。
③桩孔偏斜 :
预防措施:保证施工场地平整,钻机安装平稳,机架垂直,并注意在成孔过程中定时检查和校正。钻头、钻杆接头逐个检查调正,不能用弯曲的钻具。在坚硬土层中不强行加压,应吊住钻杆,控制钻进速度,用低速度进尺。对地下障碍行预先处理干净。对已偏斜的钻孔,控制钻速,慢速提升,下降往复扫孔纠偏。
2、钢筋笼安装质量问题
① 钢筋笼安装与设计标高不符 :
预防措施:钢筋笼制作完成后,注意防止其扭曲变形,钢筋笼入孔安装时要保持垂直,砼保护层垫块设置间距不宜过大,吊筋长度精确计算,并在安装时反复核对检查。
② 钢筋笼的上浮:
钢筋笼上浮的预防措施:严格控制砼质量,坍落度控制在18±3cm,砼和易性要好。砼进入钢筋笼后,砼上升不宜过快,导管在砼内埋深不宜过大, 严格控制在10m以下,提升导管时,不宜过快,防止导管钩钢筋笼,将其带上等。
3、水下砼灌注问题
① 堵管 :
预防措施:商品砼必须由具有资质,质量保证有信誉的厂家供应,砼的级配与搅拌必须保证砼的和易性、水灰比、坍落度及初凝时间满足设计或规范要求,现场抽查每车砼的坍落度必须控制在钻孔灌注桩施工规范允许的范围以内。灌注用导管应平直,内壁光滑不漏水。
② 桩顶部位疏松 :
预防措施:首先保证一定高度的桩顶留长度。因受沉渣和稠泥浆的影响,极易产生误测。因此可以用一个带钢管取样盒的探测,只有取样盒中捞起的取样物是砼而不是沉淀物时,才能确认终灌标高已经达到。
③ 桩身砼夹泥或断桩:
预防措施:成孔时严格控制泥浆密度及孔底沉淤,第一次清孔必须彻底清除泥块,砼灌注过程中导管提升要缓慢,特别到桩顶时,严禁大幅度提升导管。严格控制导管埋深,单桩砼灌注时,严禁中途断料。拔导管时,必须进行精确计算控制拔导管后砼的埋深,严禁凭经验拔管。
B. 现场钻孔灌注桩吊放钢筋笼入孔时的质量通病及防治
1.钢筋笼碰塌孔
(1)现象
吊放钢筋笼入孔时,已钻好的孔壁发生坍塌。
(2)危害
施工无法正常进行,严重时埋住钢筋笼。
(3)预防措施
1)钻孔时,严格掌握孔径、孔垂直度或设计斜桩的斜度,尽量使孔壁较规则。
2)在灌注水下混凝土前,要始终维持孔内有足够水头高。
3)吊放钢筋笼时,应对准孔中心,并竖直插入。
(4)治理方法
治理方法同钻进中塌孔。
2.钢筋笼放置的与设计要求不符
(1)现象
钢筋笼吊运中变形,钢筋笼保护层不够,钢筋笼底面标高与设计不符。
(2)危害
使桩基不能正确承载,造成撞击抗弯、抗剪强度降低,桩的耐久性大大削弱等。
(3)预防措施
1)钢筋笼根据运输吊装能力分段制作运输,吊入钻孔内再焊接相连接成一根。
2)钢筋笼在运输与吊装时,除预制焊接时每隔2.0m设置加强箍筋外,还应在钢筋笼内每隔3.0~4.0m装一个可拆卸的十字形临时加强架,待钢筋笼吊入钻孔后拆除。
3)钢筋笼周围主筋上,每隔一定间距设混凝土垫块或塑料小轮状垫块,使混凝土垫块厚度和小轮半径符合设计保护层厚度。
4)最好用导向钢管固定钢筋笼位置,钢筋笼顺导向钢管吊入孔中。这样,不仅可以保证钢筋的保护层厚度符合设计要求,还可保证钢筋笼在灌注混凝土时不会发生偏离。
5)做好清孔,严格控制孔底沉淀层厚度,清孔后,及早进行混凝土灌注。
C. 静压桩质量通病防治
1.桩身断裂
桩身断裂是指桩在沉入过程中,桩身突然倾斜错位。
(1)原因分析
桩身在施工中出现较大弯曲,在反复的集中荷载作用下,当桩身抗弯承载力不能满足时,即产生断裂;在长时间打夯中,桩身受到拉、压应力,当拉应力过大,桩身立即断裂;制作桩的水泥强度等级不合要求,砂、石中含泥量大或石中有大量碎屑,使桩身局部强度不够而在此处断裂;桩在堆放、起吊及运输过程中,也可能发生断裂。
(2)防治措施
施工前,清除地下障碍物,构件经检查不合格不得使用;开始沉桩时,发现桩不垂直应及时校正;采用“植桩法”施工,钻孔的垂直偏差要严格控制,植桩时,出现偏移不宜用移动桩架来校正,以免造成桩身弯曲;桩在堆放、起吊运输过程中,应严格按规定或操作规程执行。出现断桩,一般采取补桩的方法。
2.沉桩达不到设计要求
沉桩达不到设计要求是指桩设计时是以最终贯入度和最终标高作为施工的最终控制,而有时沉桩达不到设计最终控制要求。
(1)原因分析
设计考虑持力层或选择桩尖标高有误;勘探时对局部硬夹层或软夹层的透镜体未能全部了解清楚;群桩施工时,由于挤土现象,导致桩沉不下去;桩锤太大或太小;打桩间歇时间过长,摩擦力增大;施工时定错桩位;桩顶打碎或桩打断,致使桩不能继续打入。
(2)防治措施
根据地质资料正确确定桩长及桩位;合理选择机械,防止桩身断裂,桩顶打碎;认真放线定桩位;遇有硬夹层,可采用植桩法等施工;当桩打不进去时,施工中可适当调节桩锤大小和增加缓冲垫层的厚度。
3.桩顶位移
桩顶位移是指在沉桩过程中,相邻桩产生横向位移或桩身上升。
(1)原因分析
桩数较多,土壤饱和密实,桩间距较小,在沉桩时土被挤到极限密实度而向上隆起。
(2)防治措施
采用井点降水等排水措施,减小其含水量;沉桩期间不得同时开挖基坑,待沉桩完毕后相隔适当时间方可开挖;采用“植桩法”可减少土的挤密及孔隙水压力的上升。
4.桩身倾斜
桩身倾斜是指垂直偏差超过允许值。
(1)原因分析
场地不平或桩架上导向杆调节不灵;稳桩时不垂直;桩尖倾斜过大;土层有陡的倾斜
(2)防治措施
场地要平整;其他措施参见“桩身断裂”和“桩顶碎裂”。
5.接桩处松脱开裂
接桩处松脱开裂是指接桩处经过锤击后,出现松脱开裂现象。
原因分析:连接处表面没有清理干净;采用焊接或法兰盘连接时,铁件面或法兰平面不平,有较大间隙,造成焊接不牢或螺栓拧不紧;焊接质量不好,焊缝不饱满;采用硫黄胶泥接桩时,硫黄胶泥达不到设计强度;两节桩不在同一直线上,锤击时接桩处因局部产生集中应力而破坏连接。
当发生上述现象时,按产生原因分别纠正。
D. 质量通病有哪些,断桩是严重的质量事故,常见原因
混凝土裂缝已成为混凝土工程质量通病,如何防治混凝土裂缝是工程技术人员迫切希望解决的技术难题。然而防治混凝土裂缝是一个系统工程,包括设计、材料、施工中每一个技术环节。本技术主要是叙述防治裂缝的一些关键技术,提高混凝土抗裂性能,从而达到防治混凝土裂缝的目的。本技术的主要内容包括:设计的构造措施、混凝土原材料(水泥、掺合料、细骨料、粗骨料)的选择、混凝土配合比对抗裂性能影响因数、抗裂混凝土配合比设计以及抗裂混凝土配合比优化设计方法以及施工中的一些技术措施等。
E. 钻孔灌注桩质量通病防治方案
(1)堵管。堵管是长螺旋钻孔、管内泵压混凝土灌注成桩工艺常遇到的主要问题之一。它直接影响CFG桩的施工效率,增加工人劳动强度,还会造成材料浪费。特别是故障排除不畅时,使已搅拌的CFG桩混合料失水或结硬,增加了再次堵管的几率,给施工带来很多困难。
产生堵管的原因有以下几点:
①混凝土配合比不合理。当混凝土中的细骨料和中砂用量较少时,混凝土和易性不好,常发生堵管。因此,要注意混凝土的配合比,坍落度应控制在180mm~200mm之间。
②混凝土搅拌质量有缺陷。在CFG桩施工中,混凝土由混凝土泵通过刚性管、高强柔性管、弯头最后到达钻杆芯管内。混凝土在管线内借助水和水泥砂浆润滑层与管壁分离后通过管线。坍落度太大的混合料,易产生泌水、离析。泵压作用下,骨料与砂浆分离,摩擦力加剧,导致堵管。坍落度太小,混凝土在输送管路内流动性差,也容易造成堵管。
③施工操作不当。钻孔进入土层预定标高后,开始泵送混凝土,管内空气从排气阀排出,待钻杆内管及输送软、硬管内混凝土连续时提钻。若提钻时间较晚,在泵送压力下钻头处的水泥浆液被挤出,容易造成管路堵塞。
④设备缺陷。弯头曲率半径不合理也能造成堵管。弯头与钻杆不能垂直连接,否则也会造成堵管。混凝土输送管要定期清洗,否则管路内有混凝土的结硬块,还会造成管路的堵塞。
(2)窜孔。在饱和粉土、粉细砂层中成桩经常会遇到这种情况,打完X号桩后,在施工相邻的Y桩时,发现未结硬的X号桩的桩顶突然下落,当Y号桩泵入混凝土时,X号桩的桩顶开始回升,此种现象称为窜孔。
发现窜孔的条件有如下三条:
①被加固土层中有松散饱和粉土、粉细砂;
②钻杆钻进过程中叶片剪切作用对土体产生扰动;
③土体受剪切扰动能量的积累,足以使土体发生液化。由于窜孔对成桩质量的影响,施工中采取的预控措施:
a.采取隔桩、隔排跳打方法;
b.设计人员根据工程实际情况,采用桩距较大的设计方案,避免打桩的剪切扰动;
c.减少在窜孔区域的打桩推进排数,减少对已打桩扰动能量的积累;
d.合理提高钻头钻进速度。
(3)桩头空芯。主要是施工过程中,排气阀不能正常工作所致。钻机钻孔时,管内充满空气,泵送混凝土时,排气阀将空气排出,若排气阀堵塞不能正常将管内空气排出,就会导致桩体存气,形成空芯。为避免桩头空芯,施工中应经常检查排气阀的工作状态,发现堵塞及时清洗。
(4)桩端不饱满。这主要是因为施工中为了方便阀门的打开,先提钻后泵料所致。这种情况可能造成钻头上的土掉入桩孔或地下水浸入桩孔,影响CFG桩的桩端承载力。为杜绝这种情况,施工中前、后台工人应密切配合,保证提钻和泵料的一致性。
(5)加强施工过程中的监测。在施工过程中,应加强监测,及时发现问题,以便针对性地采取有效措施,有效控制成桩质量,重点应做好以下几方面的监测:
①施工场地标高观测。施工前要测量场地的标高,并注意测点应有足够的数量和代表性。打桩过程中则要随时测量地面是否发生降起。因为断桩常和地表隆起相联系。
②已打桩桩顶标高的观测。施工过程中注意已打桩桩顶标高的变化,尤其要注意观测桩距最小部位的桩。因为在打新桩时,量测已打桩桩顶的上升量,可估算桩径缩小的数值,以判断是否产生缩径和窜孔。
③对有怀疑桩的处理。对桩顶上升量较大或怀疑发生质量问题的桩应开挖查看,并做出必要的处理。
F. 钻孔灌注桩常见的质量问题
钻孔灌注桩施工中常见质量问题及处理办法一、钻孔过程中出现的相关问题的处理
1.偏斜孔
钻机安装时,支撑不好、桩孔地质构造不均匀等因素引起钻机整体或钻头在钻孔过程中发生偏斜,导致出现偏斜孔。
1.1 钻机倾斜造成
先移开钻机,检查钻孔壁情况,如果钻孔壁比较稳定,则应加固施工范围内的地基或加大钻机的支撑面积,然后,重新安装钻机恢复施工;钻孔壁随时有坍塌可能的,应将钻孔回填至原地面,待地层静置稳定后重新开始钻孔。
1.2地质构造不均匀引起
先分析清楚岩层的走向,尔后采用适当的回填材料(回填材料一般为片石加黏土、纯碱、锯末等组成的混合物)将钻孔回填至计算确定的高程处,静置一段时间后恢复施工。孔中心偏差小于20cm的,静置1~2h后可以继续钻孔。孔中心偏差大于20cm的,应根据情况静置2h甚至更长的时间待地层沉积稳定后恢复钻孔施工。穿过倾斜岩层过程中,应采用自重较大的复合式牙轮钻、冲击钻,以慢速钻孔。
1.3护筒脱落
由于护筒背后回填质量不好受地面流水的浸泡等因素引起的护筒失去稳定、脱落。出现护筒脱落应立即停止钻孔,尽快撤离钻机,采用透水性较好、强度较高的填料回填孔位,至少稳定一周之后方可重新埋置护筒、开钻。
由于地面流水引起的可先排除流水,在原地面上填一层黏土使地面干燥、不渗漏,而后,重新安装护筒(作好护筒背后填筑)恢复钻孔施工。
1.4卡钻
钻孔经过岩层分界面时相邻岩层强度差别较大、操作中未及时根据地质情况调整钻头的行程等原因引起“卡钻”现象。
1.4.1“探头石”引起的卡钻
可以适当往下放钻头,而后,强力快速往上提,使“探头石”受瞬间冲击缩回,从而顺利提起钻头。
1.4.2钻头穿过岩层突变处导致的卡钻
优先采用水下爆破的方法进行处理。在整体岩层中此方法容易奏效,砂土地层中不宜采取此方法处理。
1.4.3机械故障导致的卡钻
钻头在浓泥浆中滞留时间过长造成的钻头无法提升现象,应采取插入高压水管置换泥浆的方法进行处理。
1.5缩孔
缩孔是在饱和性粘土、淤泥质黏土,特别是I L>1.0处于流塑性状态的土层中出现的特有现象,其原因是此类地层含水高、塑性大,钻头经过后钻孔壁回缩,从而导致钻孔的直径小于设计的桩直径。
针对发生缩孔的原因,采取块、卵石土回填,而后用重量较大的冲击钻冲击,挤紧钻孔孔壁的办法处理;或者采用在导向器外侧焊接一定数量的合金叶片进行旋转清理的办法。
1.6掉钻
由于机械故障、钢丝绳断裂、孔壁坍塌等因素造成钻头落入孔底的现象通常称“掉钻”。发生“掉钻”后,应及时采取恰当的方法实施打捞。
1.6.1钻孔壁稳定的情况
直接用钻机起吊“打捞器”入孔进行打捞。打捞前,先用“探针”探明钻头在孔中的位置为制定打捞方案提供依据。打捞设备和打捞操作方法必须保证在抓住钻头后尽量一次成功,避免起吊至空中再度落入孔中的现象发生。
1.6.2钻孔壁出现局部坍塌将钻头埋没且大部分钻孔壁处于稳定时
应先加大孔内泥浆的浓度,将旋转钻头放入安全的深度范围搅动泥浆以加强钻孔壁,而后,采取“气举法”清除钻头上方的沉积土和淤泥,确认钻头已露出后再实施钻头的打捞工作。钻孔壁随时有继续坍塌可能时,先在孔内安装长钢护筒、搅拌桩围护或帷幕注浆等方法加固钻孔壁,而后打捞钻头。
二、水下混凝土灌注过程中出现问题的对策
2.1封底失败
由于首批混凝土数量过小、孔底的沉碴厚度大等原因导致首批混凝土灌注入孔后,未实现水下混凝土封底的现象称为封底失败。封底失败后,应立即暂停灌注,及时对孔内已灌注的混凝土进行清理。
2.1.1地层稳定性较好
应采取导管内安装高压水管进行二次清孔的方法将已灌注的混凝土清理干净,重新请示监理检查,符合规范要求后可以重新开始水下混凝土灌注。
2.1.2地层稳定性差或高压清孔的方法不能奏效
应及时拆除导管、拔除钢筋笼,将钻机安装到位,将未灌注混凝土部分钻孔回填,待地层沉积稳定后用冲击钻清除已灌注的混凝土,达到孔底设计标高后,请示监理单位检查合格后重新进行水下混凝土灌注。
G. 沉管灌注桩质量通病防治
1.瓶颈桩
瓶颈桩指灌注混凝土后的桩身局部直径小于设计尺寸。
产生瓶颈桩的主要原因:在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时,土受压挤,产生孔隙压力,当拔出套管时,把部分桩体挤成缩颈。桩身间距过小,拔管速度过快,混凝土过于干硬或和易性差,也会造成瓶颈现象。
处理方法:施工时每次向桩管内尽量多装混凝土,借自重抵消桩身所受的孔隙水压力;桩间距过小,宜采用跳打法施工;拔管速度不得大于0.8~1.0m/min;拔管时可采用复打法或反插法;桩身混凝土采用和易性好的低流动性混凝土。
2.断桩
断桩指桩身局部残缺夹有泥土,或桩身的某一部位混凝土坍塌,上部被土填充。
产生断桩的原因:桩下部遇到软弱土层,桩身混凝土强度未达初凝,即受到振动,振动对两层土的波速不同,产生剪力将桩剪断;拔管速度过快;桩中心距过近,打邻桩时受挤压断裂等都是引起断桩的原因。
处理方法:桩的中心距宜大于3.5倍桩径;桩中心过近,采用跳打或控制时间法以减少对邻桩的影响;已出现断桩时,将断桩拔去,将桩孔清理后,略增大桩截面面积或加上铁箍连接,再重新灌注混凝土。
3.吊脚桩
吊脚桩指桩下部混凝土不密实或脱落,形成空腔。
产生吊脚桩的原因:桩尖活瓣受土压实,抽管至一定高度才张开;混凝土干硬,和易性差,形成空隙;预制桩尖被打坏而挤入桩管内。
处理方法:采用“密振慢抽”方法,开始拔管50cm,将桩管反插几下,然后再正常拔管;混凝土保持良好的和易性;严格检查预制桩尖的强度和规格。
4.桩尖进水、进泥砂
这种现象是指套管活瓣处涌水或泥砂进入桩管内。主要发生在地下水位高或含水量大的淤泥和粉砂土层中。
产生桩尖进水、进泥砂的原因:地下涌水量大,水压大;沉桩时间过长;桩尖活瓣缝隙大或桩尖被打坏。
处理方法:地下涌水量大时,桩管沉到地下水位时,应用0.5m高水泥砂浆封底,并再灌1m高混凝土,然后沉入;沉桩时间不要过长;将桩管拔出,修复改正桩尖缝隙后,用砂回填桩孔重打。