影响钻孔灌注桩成桩质量的多种因素与控制方

钻孔灌注桩,以其施工噪声低、振动小、桩长和直径可灵活调整以及桩尖能深入持力层等优势,在基础施工中占据一席之地。然而,从钻孔启动到成桩完成的整个过程中,众多因素可能对桩的质量构成威胁,导致质量问题的出现,甚至可能演变为事故。因此,如何有效控制质量,成为此类施工中的一大挑战。

在钻孔灌注桩的施工过程中,常见的一些质量通病包括钢筋笼上浮、沉笼、导管拔空、埋管以及桩头冒水等。这些问题的出现,往往与一系列因素紧密相关。例如,钻孔后未能彻底清除孔底淤泥,导致浇灌第一斗混凝土时淤泥混入,影响桩上段强度;浇灌混凝土时导管插入过深或浇注速度过快,也可能在孔体深部沉积过多骨料,进而影响桩体上部强度;此外,埋设护筒的周围土不密实、护筒水位差控制不当或钻头起落时碰撞等因素,也可能引发质量问题。

同时,孔壁坍陷也是一个不可忽视的问题。它主要归因于土质松散、泥浆护壁效果不佳、护筒周围未紧密填封粘土以及护筒内水位不足等。而钻机安装就位稳定性差、作业时安装不稳或钻杆弯曲等操作问题,也可能导致成孔后桩孔出现垂直偏差或弯曲。另外,清孔不彻底、泥浆比重不足或注入量不够等,都会使得沉渣难以浮起,进而影响桩底质量。在钢筋笼吊放过程中,若未对准孔位而碰撞孔壁,也可能导致泥土坍落桩底。清孔后待灌时间过长,则可能致使泥浆沉积,最终造成桩底沉渣量过多。这些因素都可能对桩身其他部位的质量构成威胁。()在混凝土浇筑阶段,若导管插入混凝土的深度不足(小于.5米),会导致成桩过程中混凝土的上升方式变为摊铺式而非顶升式。这样一来,泥浆和泥块可能混入混凝土中,从而影响桩身的质量。此外,若设计的桩身直径过小,混凝土上翻时会受到孔壁的限制,进而产生空洞和蜂窝缺陷。

(2)钻孔灌注桩的承载力主要取决于桩周摩阻力,而桩周摩阻力与孔壁形状和护壁质量紧密相关。孔壁的形状由钻头旋转速度、钻杆下降速度及土质等多重因素共同决定。同时,泥浆性能的优劣也直接影响护壁效果和桩周摩阻力的大小。但需要注意的是,泥浆性能的改善会提高施工难度和费用。

(3)钻孔成孔后,经过拆除钻杆泥浆、停止循环等步骤,直至吊放钢筋笼和浇灌水下混凝土,这一系列施工环节繁多且耗时较长。这可能导致孔底淤积较厚的淤泥,从而影响成桩质量。特别是静置时间越长,淤积的淤泥越多。

(4)在混凝土水下浇灌过程中,其流动性、初凝时间及黏聚性能会逐渐变差。若稍有不慎,就可能产生空洞、蜂窝、离析、夹泥甚至断桩等质量缺陷。

成桩质量的控制措施:

桩上段强度的保证措施包括:根据桩径和桩底浓度合理确定第一斗混凝土的体积;控制成桩高度略高于设计桩顶标高;确保导管插入混凝土的适宜长度。

桩身质量的保证措施则涵盖:施工前进行试验钻孔以检测设备、工艺是否达标;控制孔壁稳定时间及检测数量;根据重要程度增加测径数量等。(2)在钻孔灌注桩的施工过程中,护壁用的泥浆必须满足护壁要求,其液面需高于地下水位0.5米以上,条件允许时,液面应控制在地下水位2米以上。若泥浆的胶体率低、砂率大,不仅会导致护壁性能下降,还会因容重较大而造成沉淀速度过快。具体来说,在黏土或亚黏土中成孔时,可注入清水以原土造浆护壁,并控制排碴泥浆的相对密度在.至.2之间;在砂性土质或较厚的夹砂层中成孔时,应将泥浆的相对密度控制在.至.3之间;而在砂夹卵石或容易坍孔的土层中成孔时,则应将泥浆的相对密度调整为.3至.5之间。在施工过程中,应定期测定泥浆的各项指标,确保浇筑前孔底毫米以内的泥浆相对密度小于.25,含砂率大于8%,粘度小于28帕·秒。对于直径小于米的小直径桩,即使在泥浆停止循环期间,也要保持孔内合理的泥浆液面。

(3)在混凝土灌注前的一段时间里,必须确保孔壁的稳定性,防止缩颈或孔壁塌落现象的发生。为满足规范的技术要求,钻孔完成后需对孔底沉渣厚度进行检测(端承桩不大于50毫米、摩擦端承桩及端承摩擦桩不大于00毫米、摩擦桩小于毫米),以确保桩的承载力不受影响。钻孔至设计持力层后,应通过循环稀释泥浆来降低其相对密度,从而清除悬浮的砂子和石渣。此外,还应使用真空泵通过管道伸向桩底吸走端部沉渣,若要求严格,在安放钢筋笼后、下放导管之前仍需进行吸渣处理。

(4)吊放入孔的钢筋笼不得与壁孔碰撞,不得出现变形或损坏。吊放后,需先在垂直位置上将其固定好,然后进行第二次清孔,检测孔底的淤泥厚度。当厚度符合规定后,应在半小时之内开始混凝土的灌注施工。(5)隔水检的直径必须与导管内径相匹配,并具备优异的隔水性能,以确保顺利排出。在混凝土灌注过程中,应严密监控混凝土搅拌时间和坍落度。水下混凝土需具备优良的和易性,其配合比应由实验室确定,坍落度宜控制在cm范围内,同时粗骨料的最大粒径不得超过导管直径与钢筋笼主筋最小净距的/4,且应小于40mm。为提升混凝土的和易性和缓凝效果,建议掺入适量外加剂。导管连接部位需确保密封性良好,使用前应进行拼装和试压,试水压力维持在0.6.0MPa,以防止导管进水。在混凝土浇筑时,应缓慢将混凝土倒入漏斗导管中,避免在导管内形成高压气塞。此外,还需持续监控机械设备状态,确保其正常运转,从而避免机械事故的发生。

(6)完成钻孔后,必须彻底清孔,通常采用冲洗液进行清孔,清孔时间需依据孔内沉渣情况灵活确定。清孔后应立即进行混凝土灌注,以防止孔底沉渣超出规范要求。在灌注前,应仔细测量孔径并精确计算总孔洞及首次混凝土灌注量。浇筑过程中,需实时监控混凝土面的标高和导管的埋深,提升导管需准确无误并严格遵循操作规范。同时,应合理确定混凝土的配合比,确保混凝土具备优良的和易性和流动性,且坍落度损失满足灌注需求。在地下水活动频繁的区域,需预先采取套管或水泥处理措施,确认止水成功后方可进行混凝土灌注。灌注过程应连续且迅速,准备充足的混凝土量,并注意避免停电、停水等影响灌注连续性的因素。此外,绑扎水泥隔水塞的铁丝应根据首次混凝土灌入量进行适当调整,以防断裂。在灌注过程中,还需确保导管的密封性,并根据导管内外混凝土上升高度合理拆卸导管长度,避免过度起拔。




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