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浅谈钻孔灌注桩常见的质量通病与防治

2020-02-24 来源:东饰资讯网
浅谈钻孑L灌注桩常见的质量通病与防治 王 朝 (中铁七局集团第五工程有限公司,河南郑州450016) 摘要:结合石(家庄)武(汉)高速铁路跨连(云港)霍(尔果斯)高速公路特大桥项目工程实践,分析钻孔灌注桩施工时常见的质量 通病形成原因,并提出防治措施,以指导施工人员正确进行钻孔灌注桩施工,保证施工质量。 关键词:石武高速铁路;钻孔灌注桩;质量通病;防治 中图分类号:TU473.14 文献标识码:A 文章编号:1673—5781(2012)01—0102—03 钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工 简单易操作且设备投入一般不是很大,所以目前得到 了广泛的应用。这是因为该种施工方法,可以变水下 作业为水上施工,从而很大程度上简化了施工,缩短 循环和反循环工艺施工,桩深范围内局部含钙质泥岩。 桥址区有一层类型为第四系松散岩类孑L隙水的地下 水,主要存在于透水性好的砂土,属孔隙型潜水,水量 较丰富。随季节、降水量变化而变化,地下水埋深 0.3~O.7 rn,标高76.65~84.28 m。 工期,降低了工程造价,而且所需设备简单,操作方 便。但其施工过程大部分是在水下进行的,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,甚至给国家财产造成重大损失,以致影响工期并 对整个工程质量产生不利影响。所以,对其施工过程 2钻孔施工时的质量通病及防治 2.1坍孔 在成孑L过程中或成孑L后,如在排出的泥浆中不断 出现气泡,或护筒内的水位突然下降,就显示已坍孔。 其分成:孔口坍塌和孔内坍塌。 (1)坍孔原因:土质松散、泥浆比重不够或其他 泥浆性能指标如粘度、胶体率等不符合要求;护筒埋 每一环节都必须要严格要求,尽量避免发生事故及减 少事故造成的损失,以利于工程的顺利进行。本文就 施工中遇到的问题和石家庄至武汉高速铁路客运专 线第三合同段706 km+937.235 m跨连霍高速公路 特大桥工程灌注桩施工经验,对施工中常见的质量通 病进行分析,并提出防治措施。 置过浅;孑L内水头高度不够或孑L内出现了承压水,降 低了静水压力差;钻头撞击孔壁;钻进速度快、钻头长 时间空转、成孔后待灌时问过长和灌注时间过长等。 (2)处理办法:①发生孔口坍塌时,及时回填黏 土或码砌黏土草袋加固护筒后继续钻孑L。当护筒有 偏斜移位时,则拆除护筒,填死钻孔,待沉淀密实后再 1 工程概况 跨连霍高速公路特大桥位于郑州郊区及郑东新 区,线路跨越连霍高速公路、贾鲁支河、东风渠、规划北 四环路、规划北三环路、规划相济路、规划祭城路、动车 重新埋设护筒再钻。若孔口坍塌严重,危及钻机稳定 时,宜下钢护筒至未坍处以下1 m。②发生孑L内坍 塌时,应探明坍孔位置,将砂和黏土混合物填至坍孔 位置以下1~2 m,如坍孑L严重,应全部回填,等回填 物沉积密实再重新钻进[ 引。 2.2斜孔 走行2号线、3号线、4号线及多条道路。本桥址区通 过的地貌单元为黄河冲积平原,地势较为平坦开阔,根 据设计图纸地质勘探资料显示其地层较为复杂,按其 成因和时代分类主要有:第四系全新统冲洪积形成的 粘性土、砂类土;第四系上更新统冲洪积形成的粘性 土、砂类土,岩性层理规律性较强。设计采用钻孑L灌注 桩基础,共有工程桩1 691根,共计79 988.5 m,采用正 收稿日期:201I-12—29;修改日期:2012 01 05 桩孔成孑L后.垂直桩不竖直或桩位偏离设计桩 位等。 (1)斜孔原因:在钻孑L中土质软硬不一或遇有较 作者简介:王朝(1982一),男,湖北随州人,中铁七局集团第五工程有限公司助理工程师 102 《工程与建设》2012年第26卷第i期 大孤石或探头石;护筒倾斜和位移;钻杆不垂直,接头 不正;钻头导向部分太短,导向性差;扩孔较大时,钻 头摆动偏向一方;钻机底座未安置水平或产生不均匀 沉陷等。 (2)处理办法:可在偏斜处上下反复扫孔,使孔 位正直;偏斜严重时应回填砂黏土到偏斜处,待沉积 密实后再继续钻进;钻进时,应回填砂砾石和黄土,待 沉积密实后再钻进,钻头使用双腰带钻头。 2.3缩孔 原因:钻具焊补不及时;泥浆护壁不好。处理办 法:钻头上下反复扫孔,使之扩大,控制好泥浆比重。 2.4卡钻、掉钻和埋钻 卡钻是指钻头被卡住。掉钻是指钻头脱开钻杆 掉人孔内。埋钻是指掉钻后打捞造成坍孔的现象。 (1)事故原因:①卡钻:冲击钻孑L时旋钻不匀, 产生梅花形孔,或孔内有探头石等,均能发生卡钻。 护筒下端被钻头撞击变形及钻头倾倒,也能发生卡 钻。②掉钻:卡钻时强提、强扭,使钻杆钢丝绳断裂; 钻杆接头不良、滑丝;电机接线错误,使不能反钻的钻 杆松脱,钻杆、钢丝绳、连接装置磨损,未及时更换等 均造成掉钻现象。③埋钻:在打捞掉人孔中的钻头 时,碰撞孑L壁产生坍孔而造成。 (2)处理方法:①卡钻:可上下提动钻头并左右 反复摆动大绳,使钻头转动后沿其下落轨迹提出。一 般不宜强提钻头,轻提不动时,可用冲、吸的方法将钻 头周围的钻渣松动后再提出。②掉钻:宜迅速用打 捞叉、钩、绳套、磁铁等工具打捞。③埋钻:较轻的是 糊钻,此时应控制进尺,减慢钻进速度,加快泥浆循 环,严重时应提出钻头清理。 2.5护筒冒水、钻孔漏浆 护筒外壁冒水,护筒刃脚或钻孔壁向孔外漏 泥浆。 原因:护简埋设太浅。周围埋土不密实,或护简 接缝不严,在护筒刃脚或其接缝处产生漏浆;钻孔中 遇透水性强或地下水流动的地层;钻头起落时,碰撞 护筒,造成漏浆;护筒内水位过高。 处理办法:护筒刃脚冒水,可用黏土在四周填实 加固;如护筒接缝漏水,可降低孔内水位进行堵塞;若 护筒严重下沉、位移,则应返工重埋护筒;钻孔孔壁漏 水,可倒人黏土或填人片石、碎卵石土,以增强护壁。 2.6清孔后孔底沉淀超厚 原因:清孑L不干净或未进行二次清孔;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,未对准孔位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。 处理办法:清孔应根据设计要求、钻孔方法、机具 设备条件和土层情况选定适宜方法,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; 加快对接钢筋笼速度,减少空孔时间,从而减少沉渣; 下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求, 则应利用导管进行二次清孔,直至孑L口返浆比重及沉 渣厚度均符合设计要求[ ]。 3灌注水下混凝土的质量通病及防治 3.1导管堵管 导管已提升很高,导管底口埋人混凝土接近 1 m,但导管内的混凝土仍不能涌翻上来。 原因:混凝土离析,粗骨料集中造成导管堵塞;由 于灌注时间持续过长,最初灌注的混凝土初凝,增大 了混凝土下落的阻力,使混凝土堵在管内。 处理方法:灌注不久发生堵管时,可用长杆冲、捣 或用振动器振动导管。若无效,拔出导管,用空气吸 泥机或抓斗将灌入孔底的混凝土清出,换新导管,重 新灌筑。 3.2夹泥、断桩 先后灌注的混凝土层之间,夹有泥浆或钻渣层, 若存在于部分截面,为夹层;若存在于整个截面有夹 泥层或混凝土有一层完全离析,基本无水泥浆粘结, 为断桩。 原因:灌注水下混凝土时,混凝土的坍落度过 小。集料级配不良,粗骨料颗粒太大,灌注前或灌 注中混凝土发生离析;在灌注中发生堵管又未能处 理好。或灌注过程中发生导管卡挂钢筋笼,埋导 管,严重坍孔,处理不良时,都会演变成桩身夹泥、 断桩的质量事故。 处理方法:断桩或夹层发生在桩顶部时,可将其 剔除,然后接长护筒,并将护筒压至灌筑好的混凝土 面以下,抽水、除渣,进行接桩处理;桩身混凝土有局 部松散或夹泥、局部断桩时,应采用压浆补强方法处 理;对于严重夹泥、断桩,要进行重钻补桩处理[ ¨]。 4结束语 以上是钻孑L灌注桩施工过程中常见的几种质量 (下转第134页) 《工程与建设》2012年第26卷第1期 103 采用路面车辙检测系统(JG-1型)测试实验路段 车辙深度,见表5所列。 表5车辙深度 车辙深度数据结果显示,检测路段车辙深度较小, 采用水泥混凝土修复上基层的路面结构同采用大粒径 沥青碎石修复上基层的路面结构车辙深度水平接近。 基层修补应用效果较好。 (3)为加强排水可以采用的措施有:设置排水 管;设碎石垫层;侧面设排水盲沟。侧面设排水盲沟, 路肩处要开挖面层,影响外观。由于水泥混凝土基层 摊铺后需要养生,因此考虑施工进度一般刚性基层适 用于破坏路段较短的局部路段处理。 口 ] ] ] ] ] ] ] ] 3结束语 (1)水泥混凝土基层也是一种有效地基层病害 维修措施,但路基状况影响刚性基层的使用效果。对 于承载力比较均匀的挖方路段,刚性基层修复路段, 经过4年后,路况较好,无裂缝及其他病害;而填方路 段,由于承载力不均匀或承载力低,导致在刚性基层 [参考文献] 田耀刚,韩庆,田世亮,等.刚性基层沥青路面层问病害调查与 研究rJ_.武汉理工大学学报,2010,32(4):169—172. 板的边缘竖向变形大,出现纵向裂缝。靠近路肩部位 的路基受施工工艺及降雨等因素的影响,更容易出现 承载力不足,纵缝首先在此部位出现。 雍国武才,李东庆,张坤,等.青康公路水泥混凝土路面和沥青 混凝土路面病害调查与分析I-J].公路,2009(12):158—163. 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防FM].北京:人 民交通出版社,2001. (2)采用水泥混凝土基层修补破损基层具有特 定的适用条件,当上基层出现疲劳纵缝、横向裂缝密 沈金安.高速公路沥青路面早期损坏的调查研究[M].北京:人 民交通出版社,2003. 集、局部出现网裂时都可以挖除上基层,使用水泥混 凝土基层。但要采用刚性基层时,必须保证下承层不 发生不均匀竖向变形并且承载力良好,当水稳下基层 也出现纵缝或网裂、沉陷时,说明底基层或路基出现 较大不均匀变形或者是底基层承载力较差,这时不适 合采用水泥混凝土基层。对于挖方路段,水泥混凝土 (上接第103页) 杨广庭,孟繁宏.道路纵向裂缝治理的研究[J].公路交通科技 (应用技术版),2007,9(9):5 7. 唐杰军,张玉中.高路堤沥青路面纵向裂缝的类型及成因分析 rJ_.中外公路,2007(8):86—88. 李炜光,田世亮,郭艳明,等.半刚性基层沥青混凝土路面大修工 程病害调查及成因分析EJ].公路,2010(2):16O一163. JTG F80/1--2004,公路工程质量检测与评定标准Es]. 20070 n: |6一 f 8. 通病,另外还有桩位偏位、混凝土保护层不足、钢筋 笼浮笼等通病,施工中应严格按施工方案和技术交 E5]施建军.钻孔灌注桩施工过程中可能出现的问题及处理措施 EJ].工程与建设,2OlO,24(1):11O一111,119. [6]蔡锦源.钻孔灌注桩施工的质量缺陷与措施EJ].西部探矿工程, 2004,16(5):15—16,18. 底进行,层层把关,工程质量一般均能得到有效 控制。 [参考文献] [1] 朱奎.桩基质量事故分析与对策EM].北京:中国建筑工业出 版社,2009. E7]郑兴海.钻孔灌注桩常见质量缺陷处理及预防措施I-J].工程与 建设,2008,22(1):93—94. E8]孙庆丰.钻孔灌注桩旌工中常见问题及处理方法探讨[J].交通 科技,2003(6):24—25. E9]李维平.钻孔灌注桩施工关键工序控制[J].岩土工程技术,2003 (5):299—301. [2] 段新胜,顾 湘.桩基工程[M].北京:中国地质大学出版 社,2003. ElO]李彦杰.影响钻孔灌注桩质量因素的探讨_J].土工基础,1999, 斌.建筑地基基础工程施工技术指南EM]. 13(1):33—36. E3] 滕延京,陈希泉,杨[4] 杨134 北京:中国建筑工业出版社,2005. [11]朱世宏.钻孔灌注桩断桩事故及其处理[J].土工基础,2003,17 (2):47—48. 骏.桩基常见质量事故的处理探讨及应用[J].广东建材, 《工程与建设》2012年第26卷第1期 

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