钻孔灌注柱断柱的形成与控制分析

raccoon200... 发表于 2009-4-17 10:48:05 | 显示全部楼层 | 阅读模式
论文摘要:钢筋混凝土钻孔灌注柱在施工过程中:易产生断柱。其影响因素有,导管距孔底过远、导管提升过快,密封不良,灌注混凝土料时,有待料现象等原因。针对钻孔灌注桩断桩现象,改进了施工案,加强各个环节的监控管理消除了断桩产生。 , i0 i" p6 Z/ T1 l+ @
  
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# a2 Y9 q7 b, ]# A" }* _    一、工程概况
+ M$ u) n, K: g$ y7 i  交通枢纽站工程位于牡丹江市光华街南,火车站东。基础设计为钻孔灌注桩,桩的总数为1800根,混凝土采用C25,桩直径Ф400,柱尖入持力层为园砾层下1.00m,地下水位为-4.30m,园栎层为-10.30m。
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    二、断桩的形成和原因 & [# s# h5 k" J0 o
  在钻孔灌注桩施工中,由于操作失误,设备不良及水文地质条件等的影响,极容易发生断桩现象,造成重大工程事故。因此,找出失误原因。一般而言,常见的断桩形式有以下四种: / i9 D, q$ f5 F  P7 L
  1、混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土软件充填。原因是,由于导管下距孔底过远,混凝土被冲洗液稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固。 3 g) X9 V  {: t/ J1 t# m
  2、桩身中段出现混凝土不凝体。原因是受地下水活动的影响或导管密封不良,冲洗液浸入使混凝土水灰比增大。
* K7 y0 S5 J( R+ Y3 w7 L$ S1 I  3、桩身中岩渣沉积成层,将混凝土桩上下分开。原因是由于在浇注混凝土时,导管提升和起拔过多,露出混凝土面,或因停电、待料等原因造成夹渣。
  u2 D. u4 p" K# w: L  x+ o  4、桩身出现空洞体。原因是未采用“回顶”法灌注,而是采用从孔口直接倒入的办法灌注混凝土,产生离析造成凝固后不密实坚硬,个别孔段产生疏松、空洞现象。 , L5 K) b2 h6 v* S
  
2 Z1 G$ D, l1 Q    三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作
# D! V3 ~8 S4 o! z- Z2 G" {9 E6 g  1、钢筋混凝土灌注桩的监控 # T' m) t' c9 {$ y& S- Q- ]% p
  钻孔灌注桩成孔的工序是:定桩位—护筒埋设—钻机就位—终孔—第一次清孔—下放钢筋笼—接人导管—第二次清孔,每个环节环环相扣,相互影响,都不能忽视。 % c  x1 G5 J. o0 s* a6 j# ?
  (1)对操作人员的监控 5 ]' o2 t' I) A  n9 K0 A" n
  钻孔灌注桩施工受人为因素影响很大,要随时检查现场人员特别是质检人员的在岗情况及有无作钻孔记录,要及时做好工序的检测验收工作。 ( {0 C% v7 n* q: E1 |3 r" I
  (2)关于垂直度的控制
4 H  o+ H) L5 d, t# O9 G  垂直控制主要依靠钻机就位的平整垂直,在钻进过程中应作必要的检测,特别是钻进过程中碰到孤石、坚土时更应及时复查。 ( F3 Y/ H/ ]3 x; z1 @$ H
  (3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制
2 _  I9 V3 d3 @( k5 J  为了防止坍孔,孔内水位必须高出地下水位1m以上,钻进过程中适时控制泥浆比重,一般控制在1.1—1.3m范围内。 * P# d2 w- G7 _% N6 P
  (4)终孔
0 \& K# c: s: y: i( q1 @  终孔的确定主要参照三个因素,即设计这深度、钻速及浮渣取样,原则上应由地勘单位派出有经验的技术人员进行鉴定。后经抽芯取样证实,入岩深度均控制得较好。
8 K1 D0 ^# n7 E7 Z7 `! P  (5)清孔 6 l2 l! V) O4 V6 X3 [
  清孔分两进行。当确定可以终孔时,先进行第一次清孔,浇注混凝土前应再进行第二次清孔,并及时做好检测及记录。目前通常使用垂法测定孔底沉渣,此工作全靠手感,应由有经验的人员测定。# D! v8 K3 t, w; M# @" ~
  2、水下混凝土施工监控 + B, }& c1 n& j1 `; |4 y) o
  水下砼施工隐蔽性强,很容易产生质量问题,是钻孔灌注桩施工质量监控的关键环节。在并行灌混凝土前必须做好各项准备,关键环节如第一次浇灌的混凝土量、中间过程提管拆管的高度要现场即时核定,混凝土灌注应连续施工,中途的停工将对桩质量产生极大的隐患。
+ k8 t, }3 ~$ L3 K, r  (1)原材料、配合比、坍落度的控制
" q9 D% k; ?3 `$ Z+ A  `  碎石应注意控制不宜大于导管的L6,以20mm—40mm为宜,水泥宜采用标号不低于425#的转窑普通硅酸盐水泥,骨料应合理级配,令混凝土有良好的各易性,坍落度宜控制在18cm—22cm之间。 , a; d& [# J4 l7 L; I  z% S* c
  (2)控制第一批混凝土量 # X1 I* ]# Z3 [) [# G
  混凝土导管的第一节底管应不小于4m,第一批混凝土量应能令导管埋入混凝土1m以上,监控应根据桩径予以核定。
( l4 {8 S# J" t- a- s9 d4 }  (3)提升及拆管的监控
: W7 T8 O: V/ }: f+ j  混凝土应连续灌注,随着桩内混凝土面的不断升高,需适时提升、拆卸导管,拆管前须用测绳测定混凝土面的高度,以确定提管高度即拆管节数,埋管深度宜保持在2m—3m,过多则影响灌注速度或造成塞管,过少则易造成浮浆或泥巴夹层。
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0 e# M5 j0 m) I. ~    四、断桩的预防
4 n- `* M, H8 d) C  对断桩的预防,是完全应该做得到的,而且,也是能够做得好的。桩孔成孔后,必须认真清孔。一般是采用冲洗液冲孔,冲孔时间应根据孔内沉渣情况而定。冲孔后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣。
3 Z& c( `5 Y: G$ p* _  灌注混凝土前认真进行孔径测量,准确算出全孔及首次灌注孔段的混凝土需要量。特别要注意到基岩中的孔径扩展情况,避免首次灌注量不足。
* N1 _9 i1 U1 @' a! M% W  1、首次混凝土灌注量要满足把导管下端埋设0.8米以上的要求。 : {8 r% Y1 x  c1 m$ ^; V  _6 @: c
  首次灌注时,起始部分或第1—2斗投料需采用水泥砂浆,并尽量做到一次性灌入孔内。
$ o8 X6 ^6 X6 C3 d" V  灌注导管口径下限应控制在200毫米以上。导管下端应尽量光滑。其连接处要加放“O”形密封圈,防止冲洗液浸入。导管使用前要进行清洗,除掉污垢与残渣。导管下端距孔底宜为0.5米。导管内水泥隔水塞应加放橡皮板,以增强隔水效果。
2 q! u; r- Q) u7 @0 r' j  2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。 # e9 a5 i" ]9 v! K! T' d8 z
  在改变水泥标号、品种及生产厂家时,必须先做好配合比试验,按配合比控制质量。 & b1 G) ~5 O" L  {" L- G8 Y
  3、在地下水活动较大的地段,事先要用套管或水泥进行止水处理,止水成功后方可灌注混凝土。 . d% c& _% v4 m3 J9 \
  采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。 4 Q0 j2 @- g$ ]% w* o7 M3 v  Y
  4、准备灌注的混凝土要足量,在灌注过程中应避免停水、停电。 * W3 K6 x1 E+ T$ I8 ^( G# ]
  5、根据导管内外混凝土的上升高度,合理掌握导管的拆卸长度,在正常情况下应保持导管下端被埋2—3米,切勿起拔过多。 # F. V2 p: L: _% G; U( i
  6、在灌注混凝土过程中,要定时测量导管内外混凝土的深度,并绘制曲线,以监视断桩是否出现。在正常情况下,导管内外混凝土界面的距离是开始大,然后逐渐缩小,最后重合。若发现管内外混凝土灌注曲线距离拉大,并且导管外混凝土曲线变平,而管内混凝土曲线变陡,则是断桩预兆,应查明原因,尽快处理。
2 C8 j4 t% _/ @- H  总之,钻孔灌注桩的质量监控工作主要依靠和事中控制,至于事后控制—桩基检测,由于目前在检测手段的代表性及可靠性方面尚存在许多问题,要结合现场千变万化的情况来理解及执行规范,就要依靠现场施工人员灵活掌握。
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