钻孔灌注桩成孔质量问题研究

论文导读：在几年的工程实践中，作者对灌注桩施工积累了一些经验，发现了一些问题，下面就钻孔桩护壁与成孔质量问题进行分析与探讨。关键词：钻孔桩护壁，孔壁稳定，成孔质量近些年我国建筑业得到了飞速发展，在铁路、公路、城市楼房等工程设施建设中，钻孔灌注桩得到了广泛应用。但在施工中，钻孔桩孔壁及工程质量仍存在不少问题。在几年的工程实践中，作者对灌注桩施工积累了一些经验，发现了一些问题，下面就钻孔桩护壁与成孔质量问题进行分析与探讨。1.孔壁稳定问题1.1孔壁稳定是指在成孔和灌注混凝土过程中孔壁不掉泥、不塌陷、不缩孔的稳定状态。按地层自身的稳定性可分以下几类：1.1.1不稳定地层：指地层不能保持稳定性。如淤泥质流沙，施工时护壁方式不当会给混凝土灌注带来较大困难，甚至不能成孔。因此施工时，必须用粘土造浆，其比重控制在１.2～1.4。1.1.2临界稳定地层：指地层自身保持稳定，但在外界因素干扰下极易丧失稳定性。1.1.3稳定地层：指地层自身稳定性好，但在外界因素作用下抗干扰能力差，钻进施工时须进行必要的护壁。如宝（鸡）天（水）复线东口渭河1号大桥1号墩位于渭河右岸310国道边，桩顶下8米为坡积土，公路上车流不断，施工中采用泥浆护壁，成功解决了漏浆及孔壁坍塌的难题。1.1.4极稳定地层：指地层本身稳定性极好，而且在外界因素（机械振动、钻头碰撞、地下水）作用下仍保持较好稳定性。这种地层不需专门进行护壁，钻进成功率较高。1.2桩孔护壁一旦丧失稳定，将给施工造成严重影响。下面几种情况需要注意。1.2.1孔壁处于临界稳定状态：灌注混凝土下落冲击造成的振动使局部孔壁失稳坍塌。此时造成桩身混凝土局部“夹心”，严重者会造成“断桩”。1.2.2施工钻至下层时上层孔壁坍塌：塌落数量很大时，钻头埋住不能提出。因此，应及时采取护壁及快速钻进方法，准备好灌注材料、人力及施工设备，缩短施工时间。1.2.3边钻边塌：钻孔孔壁当塌至内外平衡时，坍塌结束，此时易扩径。根据不同地层，钻孔桩施工应选用不同钻进方法和护壁方式。特别对临界稳定地层和不稳定地层护壁稳定问题应引起高度重视，避免事故发生。2.成孔质量问题2.1桩孔超径系数正常桩孔系数控制在1.1～1.2范围内。当灌注混凝土时上返流态受到影响，使混凝土桩带有不同程度夹泥现象，降低混凝土连贯性同时也降低了桩基的承载能力，增加了混凝土圬工量，并延长了施工周期。若采取泥浆护壁，适当加入处理剂，如锯末，则能达到较好效果。2.2桩孔孔底沉渣钻孔桩成孔后应立即进行清孔，灌注水下砼前允许沉碴厚度应满足设计要求，设计未规定时：柱桩孔底沉碴厚度不大于10cm，摩擦桩孔底沉渣不大于30cm。孔底沉渣厚度取决于何种泥浆及其各种指标的选择。若选用泥浆护壁钻进，应使返出的泥浆比重与新拌的泥浆比重一致。若有泥浆粒径或固体粒径沉淀，应采取多次清孔，达到规定指标为目的。2.3首次灌注混凝土数量的确定为保证桩孔质量，首次灌注混凝土应尽快填满孔底，导管埋入砼中的深度不小于1m，并不宜大于3m；当桩身较长时，导管埋入砼中的深度可适当加大。论文格式。混凝土初存量的最小容量可按下式计算：V=（D2×(H+h+0.5t)+d2×（0.5L－H－h－0.5t））×π÷4式中：V：第一次灌注砼数量（m3）d：导管直径（m）D：成孔桩径（m）L：桩孔深度（m）H：导管埋入砼中的深度（m）h：浇筑前测得导管下口距孔底高度（m）t：浇筑砼前孔底沉碴厚度（m）应当注意:下导管至灌注混凝土的时间越短越好,最长不超过3.5小时。灌注前应重新量测孔底沉渣并进行二次清孔，直至达到规范规定标准为止。论文格式。3.事故分析钻孔灌注桩桩身有不同的夹泥、夹砂、孔洞、断桩等情况出现的原因及采取对策大致有以下几个方面：3.1混凝土配合比不当3.1.1由于用水量过大，造成混凝土灌入孔中和易性差而出现泌水及分层离析现象。比重小的砂浆上返，同时冲走砂浆中的水泥，形成筒桩夹砂或局部孔洞。而大部分水则在混凝土凝结硬化过程中分散于内，因而降低混凝土强度，降低了桩基的承载力。3.1.2含沙率过大导致用水量加大，混凝土强度降低，造成石子分层。处理方法：适当调整水灰比及掺入合适的减水剂；控制好粗骨料级配，粗骨料最好是40mm以下天然河卵石。3.2混凝土灌注时间控制不当灌注混凝土时，导管在孔内停留时间过长，使混凝土流动性降低。随着导管起拔过长，引起回填混凝土的量和压力不足形成孔洞。或导管密封不严而漏水充填。因此，在灌注时，桩内形成被砂浆、水填充的筒柱是形成孔洞的主要因素。处理方法：灌注混凝土前应做好各种准备，确保顺利灌注，灌注时导管应在孔内经常上下串动以起振动自实作用。3.3混凝土灌注工序不当在提拔导管时，管内混凝土回填后压力小于管外压力，管外混凝土顶面发生抽吸现象。此时，首先被埋入的是靠管壁的粘土或泥浆，而后才是混凝土。随着导管的快速拔起，粘土可能下沉，容易造成夹泥。处理方法：低速扫孔保护孔壁，泥浆比重易控制在1.2~1.4之间，粘度宜18～20s，胶体率不小于95％，含沙率≤4％。提拔导管时放慢速度拔起长度不大于6米，埋深不小于2m。论文格式。4.几点建议4.1混凝土灌注前，电、水、原材料、人力及机具应有足够甚至双倍的准备，并加强现场值班制度管理。4.2混凝土灌注时，认真观察孔中泥浆上返情况。发现混凝土灌注后孔中泥浆不返出，应立即活动导管，使其正常返出孔口，以防发生堵管事故。4.3灌注过程中，要不定时地测量混凝土面的上升高度，推算导管埋置深度，以指导提升高度和拆除导管，严防导管底口拔出混凝土面的断桩事故发生。4.4灌注完毕，认真清洗灌注设备，并加强对设备的维护和保养工作，提前做好下一孔的灌注准备工作。【参考文献】（1）刘金烁主编，桩基工程设计与施工技术，中国建设工业出版社，1994（2）李俭编.，桥梁墩台.，石家庄铁道学院（3）彭振斌主编，灌注桩工程设计计算与施工，中国地质大学出版社，1997版权所有禁止转载谢谢！论文查重