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。
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5 a" R  t3 O- p2 ], m7 k* s. A    一、工程概况
% k" P) e. C9 n# `9 {$ \  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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) ]( M* Q) ?. T0 I! i" \* W    二、断桩的形成和原因 " o" n+ H* ^" C$ k* u4 e) @* v+ x# e
  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: ; g! o; a/ F2 C( ~
  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。 & H9 J% c  s+ F- {
  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。
  q; p7 |& X6 D, L: N+ Y4 T" A  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。 , M( T- P4 @3 I! Q% G
  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。 4 M' e0 z& o0 {  r0 V% E
  
: t2 W- w# D& W' ^5 @& z    三、钢筋混凝土钻孔柱的控制工作
; A: S6 R. D; T* f  J/ M9 `' r  1、钢筋混凝土灌注桩的监控 . E0 b( b( Q1 \5 v" g! f# m8 ?& Q
  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。 7 O  }4 R3 w( a. p
  (1)对操作人员的监控
9 c6 o3 Q6 ?" [/ @  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。 , g6 |$ o2 ^% F7 K# q/ }; z
  (2)关于垂直度的控制
3 _+ s- I3 e  ~. B4 g8 @& |  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。
3 @& \: i7 N! H1 ^! |  (3)孔内水位及泥浆比重应及时的控制 . B5 j1 H$ p+ c; E0 k
  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。 0 Q+ Q- Z/ S# w. w
  (4)终孔 % c$ g) O% I" x4 }- }' o
  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。 6 Z- t! V! d+ O' j- k: r
  (5)清孔 2 k- j3 W7 E1 Y, Q, h& X9 e
  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。
, V) r% h4 j2 G" c  2、水下混凝土施工监控
, s7 f6 R/ u3 ]0 x' ?1 t9 c  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。
' R6 E* N: C' U  n  P3 ^  (1)原材料、配合比、坍落度的控制   L/ }" P8 Z! o$ b7 I6 i* F4 T% {
  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。
' O. M1 ]2 Q( o0 K" D  (2)控制第一批混凝土量
4 P: C: A7 r( V8 e; N; H( v$ e  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。
* E; h4 j1 d3 e! s4 h. l. R1 ?  (3)提升及拆管的监控 # v" D+ ]! k- ~, `+ M7 H
  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。 ; z1 z" j' l1 c, G. m; d
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    四、断桩的预防
; p3 E# ]7 H" o  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。 ; H( f' o* T) L9 }
  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。 5 R. y8 I: H$ U7 ?# I
  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。 % T; c: o0 Z) f6 e
  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。
0 |- P. y( b# D6 @  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/ @9 `: y& \. I6 C: u& W  b  2、混凝土配合比应合理,应严格控制其塌落度。 ' b0 e7 t5 g5 R/ C+ D$ u
  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。 ! v  M( f/ f9 B6 O7 t- g
  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。
5 ^5 ~7 k6 x* F& f. _2 e  采用从导管内灌入的“回顶”法进行灌注。
) V4 G! C2 y2 d# z  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。
3 x9 S/ d' J( u( M$ [, a  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。 ' r. x/ A+ E$ {* C, n, @
  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。
. l; e2 [$ x+ m" ~  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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