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。 : J6 D& @- X, j0 Q9 S
  
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    一、工程概况
8 x9 H) {5 M# }. P- u  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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$ ?1 ]" t5 r. B" A0 f$ z0 N$ s    二、断桩的形成和原因
) U3 ?2 Q$ s( R* {7 h  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:
8 Q+ T4 e# I6 e$ J! N* w. N  i& j4 _1 w5 u  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。
4 H2 l4 T4 Q5 E& s& Y* x! x. H  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。
) m# }+ E" _' F' x. D  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。 ) I* d; A- h+ q  t' q6 W
  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。
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    三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作 2 v5 Q" E& W+ I5 ^7 f" [7 a! N4 h4 b% O
  1、钢筋混凝土灌注桩的监控
: y8 u: K" R6 m+ g# _4 e+ b) c  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。   N* q( u* G1 {4 N. N
  (1)对操作人员的监控 ! _4 j1 \* w9 f! o
  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。 ) [+ H  O3 Y' f! W# i# Q
  (2)关于垂直度的控制 7 C; }! p* ~; l4 _7 d
  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。
& k* m* _. J( s: }4 g& X' G+ O1 B  (3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制
0 V3 J* X+ ^/ l' D( V7 g! U7 `  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。
/ C- L9 V4 }* B: l  (4)终孔 1 a# ?8 q# ~. X6 h9 h  m+ [
  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。 4 H  U, l) [+ y! J% C+ z+ b
  (5)清孔
8 i4 x6 B. Y5 M% Q  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。
& S5 x) h' A. U8 o$ b  2、水下混凝土施工监控 . c' s! G8 q! c5 J$ ?8 A" \
  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。 ; Q$ Q9 o' H+ l) k' S! A, C% f
  (1)原材料、配合比、坍落度的控制 9 a1 ~; m0 Q7 X: f( [
  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。
! Y' ]% S& ?; O" t$ {0 x  (2)控制第一批混凝土量 5 v1 d% J1 Y4 W- @0 }) A/ Q: k
  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。 * r1 a+ Q4 l0 l9 z8 a
  (3)提升及拆管的监控   T, W# B- A# ^: w/ W# |
  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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, @4 N* c- n5 z- ~* G1 q/ [    四、断桩的预防
* y: c' ?& @+ _8 g& c4 U  q  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。 ( |2 R7 s+ p6 E1 y
  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。 . C' Z9 Q" `5 a
  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。
+ m- l+ N8 W& G, ^5 I  f1 R  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。 , ^/ s3 `+ o: t6 O# }
  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。
% E& N* X9 z) f" b3 d+ q9 g8 t  2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。
- n9 N2 \' F) A3 v7 d  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。
) Q3 x( I" t: e1 ~' o& {  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。
" {* O0 H$ v: C  采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。 8 `1 l3 k, K4 c7 A
  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。 8 Y8 r8 y: d5 y, G4 N* n
  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。   t* Z$ w* o2 V9 @! ?  _+ c
  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。
6 y: b5 u6 B1 u& E& X7 U1 E  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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