浅谈钻孔灌注桩桩身缺陷成因及处理方法

摘要:文章就钻孔灌注桩施工过程中出现的桩身质量缺陷问题进行了粗浅的探讨,分析了产生桩身缺陷的主要原因,并提出解决桩身质量缺陷的处理方法。

关键词:钻孔灌注桩;桩身缺陷;灌注混凝土

中图分类号:U443文献标识码:A

文章编号:1674-1145(2009)21-0134-02

一、前言

目前,随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中和施工简便等特点,被广泛地应用于公路桥梁及其他工程领域,已成为一种重要的桩型。但灌注桩属于隐蔽工程,由于施工过程的不确定因素较多,大部分是在水下进行的,对各种影响因素都必须有详细的考虑,如地质因素、钻孔工艺、混凝土的配制、灌注等。而水下混凝土灌注是成桩的关键环节,往往由于施工工艺不当或措施不严,就会在灌注中产生断桩、夹泥、缩径和局部离析等缺陷桩的质量事故。在现场施工实践中,我们运用小应变无破损检测的灌注桩之中,大概有2%左右的Ⅲ类桩。这就说明这些Ⅲ类灌注桩应该采取措施进行处理,方能正常使用。因此,将有问题的桩变为合格的桩,在处理桩身缺陷之前,要对钻孔灌注桩桩身缺陷的成因进行技术分析,找出质量事故发生的原因,确定缺陷的类型,研究相应对策,然后制定切实可行的处理方案。

二、钻孔灌注桩桩身缺陷产生原因

钻孔灌注桩成桩质量如何关键的工序就是灌注水下混凝土的施工工艺这一方面。因为灌注水下混凝土的特殊性和工艺复杂性,加上施工地质的不稳定性,钻孔桩进入地层的不同深度地质情况各有不同,形成了地质情况的复杂的特点,致使钻孔桩桩身在灌注混凝土的过程中很容易形成各种不良的现象,造成各种缺陷桩的形成。

1.断桩

(1)每根钻孔灌注桩在灌注之前,应该先计算出第一批混凝土的方量有多少,在施工过程中导管的底口位置应该在第一批混凝土浇筑时盖住导管底口方可。如果导管的底口距离孔底太高,混凝土浇筑不能盖住导管口,使得泥浆水流入导管里就会形成断桩。所以我们一定要在开始灌注混凝土前通过以下公式计算出混凝土的最小方量,安置好导管位置,才能避免断桩出现。

Vmin=h1πdd/4+HcπDD/4 (如图1)

Vmin=储料斗最小容量(m3);

d=导管直径(m);

D=钻孔直径(m)。

(2)在灌注混凝土施工过程中,施工人员操作不规范不熟练往往导致断桩的出现。如工人把导管向上提升的过程中操作太快就会使得导管的底口位置脱离混凝土的顶面导致断桩。

(3)在灌注混凝土过程中,如地质中夹有不稳定土层现象时,往往会产生坍孔情况,坍孔会产生泥土落在混凝土顶面,使孔底沉渣变厚,在灌注混凝土提升导管的过程中会由于法兰盘的作用而间接产生断桩现象。

2. 缩径及离析

(1)在灌注混凝土时,往往会出现因为混凝土配合比掌握不好,混凝土中碎石级配和施工混凝土的和易性不良,现场施工中混凝土拌和不均而出现卡管现象,加上施工操作人员不停的上下抽取导管,导致混凝土离析,产生桩身缺陷;

(2)施工灌注施工过程中,施工人员操作导管埋入混凝土中太长,在灌注混凝土时操作不规范,太快或太慢都会使得浇筑的新老混凝土产生空隙,不能很好地结合,强度降低,致使局部松散现象;

(3)如果地质层中含有软塑土等不良土质,遇水澎涨后孔径缩小,从而造成桩身缩径。

3. 夹泥

(1)在钻孔灌注桩灌注混凝土过程中,会出现因为导管密封不够严密或破损就会进水,导管中的泥水连同混凝土浇筑在灌注桩桩身当中,导致夹泥的出现;

(2)由于地质的原因,地质中存在不稳定土质,加上施工人员在灌注混凝土过程中大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,使得孔壁泥土坍落,掉落的泥土混在混凝土中造成夹泥现象。

三、钻孔灌注桩桩身缺陷处理方法

通过分析我们知道钻孔灌注桩桩身缺陷的原因各异,桩身缺陷的程度也各自不同,处理方法也有区别,在实际工程实践当中就应采取相应且经济适当的措施进行处理。

1.断桩处理方法

(1)若钻孔灌注桩在一开始灌注时就出现导管断落或卡管现象,第一批混凝土还没有埋住导管的底口位置,况且孔内混凝土较少,应立即把导管和钢筋笼全部吊出,清除已灌混凝土,然后重新安装钢筋笼,然后按新桩的灌注程序灌注混凝土;

(2)如果钻孔灌注桩混凝土已经施工到了一定的高度时出现断桩的质量问题时,而操作人员没有及时采取措施处理时,导致已经灌注施工的混凝土达到凝结状,这时应运用冲击钻重新钻孔或者采用明挖接桩的处理方法来处理;

(3)如果钻孔灌注桩桩身混凝土缺陷位置处于该桩顶下一定范围内(<5m),采取凿除桩顶面至缺陷处的混凝土,再提高设计强度一个标号的混凝土来浇注桩身实施接桩,同时采用振动棒振捣密实。

2.夹泥、缩径或离析处理方法

灌注桩成桩后,通过小应变动测检测出来缺陷的质量问题时, 并采取钻孔取芯法进一步检查验证出来该桩却有缺陷时,应采用压浆或补强措施进行处理,使得钻孔灌注桩桩身质量满足设计和规范的要求。

(1)压浆

1)经检测灌注桩桩身混凝土如果存在夹泥、缩径或混凝土离析等缺陷质量问题时,应采用压浆补强的方法进行处理。为保证压浆能顺利完成,应提高水泥浆标号,并计算出用于桩身压浆所需要的水泥浆用量,采用高一标号水泥浆进行压浆。

2)压浆方法:首先采取钻孔取芯的方法,之后将桩身混凝土中的夹泥或离析的混凝土杂质清除干净,然后排出孔中的水,这时方可开始压浆。在压注过程中,注浆时应缓慢加压,先将孔内清水排出,等水泥浆流出时,要封闭好孔口壁,防止水泥浆外溢,允许有少量泥浆或清水流出,缓慢加压灌浆,直到无法压注为止。最后打开封闭的孔口壁,此时如果孔口壁冒出大量水泥浆,且与注入的配制水泥浆基本一致,说明水泥浆液已经充满缺陷部分,补注水泥浆即可停止。

(2)补强

当钻孔灌注桩桩身混凝土发生缩径缺陷时,应该运用补强的方法进行处理,就是钻孔取芯孔加补强钢筋束的工艺进行处理。首先应该计算确定好该桩应设置多少个抽芯孔和需要多少补强钢筋束。其次用高压水冲洗抽芯孔,冲洗到孔内全部都是清水方可停止;然后把钢筋束放入孔内;最后灌注水泥浆直至孔内压浆至饱满为止。

四、结语

钻孔灌注桩混凝土在施工过程中,因桩基处于地层地质情况的复杂性以及施工要求的特殊性,往往会出现桩身缺陷的质量问题。因此,在施工过程中采取相应的预防措施,要控制好灌注工艺,牢牢把好钻孔、清孔和混凝土灌注等关键工序的质量关,从根本解决施工中存在的质量问题。如果一旦钻孔灌注桩经检测发生质量缺陷时,一定要认真加以分析,要对桩底的断层位置、地质、成孔情况等加以认真分析,处理后必须要再进行验证。要制定妥善的处理措施,及时对所产生的缺陷进行补救处理,尽量将事故消灭在萌芽状态。

参考文献

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[5]李华,等.钻孔灌注桩的压浆技术及应用[J].公路,2001,(9).

作者简介:方征利(1979- ),男,广东揭阳人,广东省揭阳市惠来县公路局路桥助理工程师,研究方向:路桥工程技术。