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超高层建筑冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-09-06 09:06:21

超高层建筑冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施

超高层建筑作为现代社会建筑,具备了集约化、垂直纵向发展化、地标建筑化等优势和特点,尤其在商业繁华的大都市建设成为众多社会人士的宠儿。冲孔灌注桩作为一项传统的灌注桩,以其适用各种地质条件和不同规模的建筑物、对邻近建筑物有害影响小、单桩承载力大、桩端可进入持力层或嵌入岩层等优点,在城市超高层建筑施工中得到广泛的应用。但是由于地质条件复杂多变,成孔工艺复杂,冲孔灌注桩在施工中常遇到各种问题,如孔壁塌孔、桩孔偏位、遭遇溶洞或地下流层漏浆、卡锤、断桩等,成为冲孔灌注桩施工最常见的质量通病,也是最令施工管理人员头疼的问题。

一、冲孔灌注桩施工工艺流程

目前,超高层建筑冲孔灌注桩的施工工艺流程如下:场地平整、夯实→测量放线→埋置护筒→桩机定位→冲击至设计深度→孔深测定、清孔→钢筋笼制作及吊放→混凝土导管安装→二次清孔、测定沉缝→安放隔水塞、灌注水下混凝土→成桩。 

二、孔壁坍塌

1、主要表现 

当冲击成孔过程中出现有大量气泡、护筒内水位突然下降明显、泥浆快速漏失严重,则表示有孔壁坍塌的迹象,基本可以判断出现孔壁坍塌。 

2、原因分析 

造成孔壁坍塌的主要原因有:

(1)由于钻头回转不灵、泥浆容重不足、溶洞通道未堵塞或冲击冲进速度过快,造成冲孔造壁不牢,从而出现孔壁坍塌;

(2)由于孔内水头压力不够、泥浆容重不足,孔壁承压水出现渗透,造成孔壁坍塌;

(3)由于钢筋笼吊装不稳、速度过快,钢筋笼出现变形,碰撞破坏了泥膜及孔壁,造成孔壁坍塌。 

三、预防措施 

预防措施主要有:

1、是详细解读地质报告和超前钻资料,弄清地下水位,岩石走向,溶洞、土洞分布,保证冲孔过程水头压力稳定和钻头回转正常,做好事前预防。

2、是泥浆的比重必须符合规范要求,泥浆制备要选用高塑性粘土或膨润土,且要根据施工实际情况进行配合比设计。

3、是在成孔过程中,冲击冲进速度不宜过快,成孔速度应按照实际施工地质情况根据规范选取确定。四是要严格控制钢筋笼吊装速度,保证吊装质量。五是若中断成孔作业,要加强漏水、跑浆等情况的监控。 

四、桩孔偏位

1、主要表现 

孔位偏离中心线,桩孔出现较大垂直偏差或弯曲,钢筋笼吊装下放困难。 

2、原因分析 

造成桩孔偏位的主要原因有:一是由于桩机安装稳定性差,底座部水平不固定,作业时桩机不稳、钻头偏位。二是冲孔过程中遇不均匀底层、半坡岩或孤石,容易导致钻头偏位。三是护筒四周积水,造成护筒松动、地面下沉、桩机倾斜、护筒中心移位,造成桩孔偏位。 

3、预防措施 

预防措施主要有:

(1)是要保证桩机底座按照水平、平稳、稳固、固定,保证冲孔作业时桩机不发生倾斜、偏移、移位。

(2)是保证护筒四周排水畅通。根据降水图设置集水坑和排水沟;埋设护筒时,将护筒周边回填密实并略高于地面;泥浆池位置设置离护筒距离不少于15米。

(3)是在不均匀地质作业,可选用自重大、钻杆刚度大的桩机。遇孤石时则采用高低冲程交替冲击,通过将孤石击碎或者将其挤入孔壁的办法,来避免桩孔偏位。冲孔过程中如果出现偏斜,可以采用钢筋探笼进行偏斜位置和偏斜情况查明,并可回填优质粘土块或片石等继续用小冲程冲进。 

五、漏浆

1、主要表现 在冲孔作业过程中,孔内泥浆突然快速、大量漏失无法补充,严重的甚至出现突然掉钻、卡钻、倒钻和塌孔。漏浆在冲孔灌注桩作业过程中出现的频率是比较高的。 

2、原因分析 

造成漏浆的主要原因有:

一是遭遇溶洞或地下流层,冲孔作业中极易造成快速、大量漏浆。

二是冲孔经过岩层,泥浆迅速从岩层的节理和裂缝中渗漏流失;又或者经过透水性很强的砂砾层或流砂,泥浆流失严重。

三是护筒埋置过浅、接缝不严。 

3、预防措施 

预防措施主要有:

(1)施工前要详细吃透桩孔超前钻资料和地质报告,弄清地下水位、岩石走向、溶洞及土洞分布,特别是灰岩地区。

(2)做好充分准备,在可能出现漏浆的桩位备足黏土和片石,遇到大量漏浆,及时适当调整、提高泥浆比重,把护壁打牢,同时保证孔内水头,避免地下水渗入孔内。

(3)保证护筒制作质量,增加护筒埋置深度。遇到漏浆发生,应立即停止作业,回填片石、黏土或掺有片石的黏土,再低速冲击。 

六、 卡锤 

1、主要表现 

在冲孔作业过程中,冲击锤卡在桩孔内拔不出来。卡锤一般发生在泥浆护壁造孔过程中。 

2、原因分析 

造成卡锤的主要原因有:

(1)是冲孔作业中护筒发生倾斜、卷边脱节或者错缝,造成桩锤被卡在护筒接口处或底部。

(2)是遭遇梅花孔或孤石,导致桩锤不能自由转动或被探头石及回填片石块卡住。

(3)是冲孔冲击速度过快过猛。四是桩锤直径变化造成卡锤。 

3、预防措施 

预防措施主要有:

(1)是提高现场管理人员监控意识,作业中要经常检查护筒的垂直防止发生倾斜、注意观察桩机负荷和钢丝绳摆动情况,同时注意调整泥浆性能,及时捞渣。

(2)是要严格按规范控制冲击速度,切忌过快过猛。同时,保持桩锤大小的统一。

(3)是卡锤发生后切忌强行提出,首先想到的办法是轻提,通过上下轻提桩锤,同时辅助工具左右旋转钢丝绳,使桩锤沿下落方向顺利拔出,这个是最经济的办法。如果轻提不动,则需探明卡锤位置,然后可采用小冲击钻冲击或用冲、吸的办法,将桩锤位置周围的钻渣松动后再提出。卡锤情况严重的,还应根据施工实际情况及桩孔下面地质情况,恰当选择提锤冲顶法、小孔沉渣法、空心锤冲孔打捞法、小爆破震动法和高压水枪切割法等办法实现打捞。 

七、断桩

1、主要表现 

桩身某一截面混凝土凝固后完全不连续性,局部夹泥或局部被冲洗液等疏松体填充,从而形成断桩。 

2、原因分析 

造成断桩的主要原因有:

(1)是孔底沉渣过多,混凝土桩体与基岩之间有夹渣填充形成断桩。

(2)是导管底端距孔底过高,混凝土坍落度过大,灌注混凝土容易被冲洗液稀释,造成混凝土不凝固。

(3)是在灌注混凝土时,由于导管提升和起拔次数较多,露出混凝土面,造成混凝土桩出现上下断层。 

3、预防措施 

预防措施主要有:

(1)是成孔后,要认真清理孔内沉渣,清完后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超出规范规定。

(2)是严格控制混凝土坍落度,要按设计以及规范要求施工。

(3)是灌注混凝土作业要保证连续性,边灌混凝土边拔导管,同时要经常检查混凝土顶面上升高度,掌握导管埋入深度,避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。 

八、结 语 

冲孔灌注桩施工的好坏,将直接影响到超高层建筑上部结构质量体系。在复杂地质中进行冲孔施工,能保证冲孔桩成桩质的合格率,不但可以减少施工的成本投入,还能节约大量的工期时间。因此,在冲孔灌注桩施工过程中,要贯彻以预防为主的原则,严格遵守各项操作规程,加强、创新施工管理,提高冲孔灌注桩施工质量控制和工程质量通病的防止,才能保证冲孔灌注桩成桩质量。 

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