钻孔桩混凝土灌注时的质量通病及防治

钻孔灌注桩是采用不同的钻孔方法, 在土中形成一定直径的井孔, 达到设计标高后, 将钢筋骨架吊入井孔中,灌注混凝土, 成为桩基础的一种工艺。成孔后的混凝土灌注施工是保证桩质量的关键环节, 必须把可能出现的问题考虑周全, 预防可能发生的质量通病。

1.1.1 导管进水

1、现象

灌注桩首次灌注混凝土时, 孔内泥浆及水从导管下口灌入导管; 灌注中, 导管接头处进水; 灌注中, 提升导管过量; 孔内水和泥浆从导管下口涌入导管等现象。

2、原因分析

(1) 首次灌注混凝土时, 由于灌满导管和导管下口至桩孔底部间隙所需的混凝土总量计算不当, 使首灌的混凝土不能埋住导管下口,而是全部冲出导管以外, 造成导管底口进水事故。

(2) 灌注混凝土中, 由于未连续灌注, 在导管内产生气囊, 当又一次聚集大量的混凝土拌和物猛灌时, 导管内气囊产生高压; 将两节导管间加入的封水橡皮垫挤出, 致使导管接口漏空而进水。

(3) 由于接头不严密, 水从接口处漏入导管。

(4) 测深时, 误判造成导管提升过量, 致使导管底口脱离孔内混凝土液面, 使水进入。

3、治理方法

首灌底口进水和灌注中导管提升过量的进水, 一旦发生, 停止灌注。利用导管作吸泥管, 以空气吸泥法, 将已灌注的混凝土拌和物全部吸出。针对发生原因, 予以纠正后, 重新灌注混凝土。

1.1.2 导管堵管

1、现象

导管已提升很高, 导管底口埋入混凝土接近1 m。但是灌注在导管中的混凝土仍不能涌翻上来。

2、原因分析

(1) 由于各种原因使混凝土离析, 粗骨料集中而造成导管堵塞。

(2) 由于灌注时间持续过长, 最初灌注的混凝土已初凝, 增大了管内混凝土下落的阻力, 使混凝土堵管。

3、治理方法

灌注开始不久发生堵管时, 可用长杆冲、捣或用振动器振动导管。若无效果, 拔出导管, 用空气吸泥机或抓斗将已灌入孔底的混凝土清除, 换新导管, 准备足够量的混凝土, 重新灌注。

1、现象

钢筋笼入孔, 虽已加以固定, 但在孔内灌注混凝土时,钢筋笼向上浮移。

2、原因分析

混凝土由漏斗顺导管向下灌注时, 混凝土的位能产生一种顶托力。该种顶托力随灌注时混凝土位能的大小, 灌注速度的快慢, 首批混凝土的流动度, 首批混凝土的表面标高大小而变化。

3、预防措施

(1) 钢筋骨架上端在孔口处与护筒相接固定。

(2) 灌注中, 当混凝土表面接近钢筋笼底时, 应放慢混凝土灌注速度, 并应使导管保持较大埋深, 使导管底口与钢筋笼底端间保持较大距离, 以便减小对钢筋笼的冲击。

(3) 混凝土液面进入钢筋笼一定深度后, 应适当提导管, 使钢筋笼在导管下口有一定埋深。但注意导管埋入混凝土表面应不小于2 m。

1、现象

灌注水下混凝土过程中, 发现护筒内泥浆水位忽然上升溢出护筒, 随即骤降并冒出气泡, 为坍孔征兆。如用测深锤探测混凝土面与原深度相差很多时, 可确定为坍孔。

2、原因分析

(1) 灌注混凝土过程中, 孔内外水头未能保持一定高差。在潮汐地区, 没有采取措施来稳定孔内水位。

(2) 护筒刃脚周围漏水; 孔外堆放重物或有机械振动,使孔壁在灌注混凝土时坍孔。

(3) 导管卡挂钢筋笼及堵管时, 均易发生坍孔。

3、治理方法

(1) 灌注混凝土过程中, 要采取各种措施来稳定孔内水位, 还要防止护筒及孔壁漏水。

(2) 用吸泥机吸出坍入孔内的泥土, 同时保持或加大水头高度, 如不再坍孔, 可继续灌注。

(3) 如用上法处治, 坍孔应不停时, 或坍孔部位较深,宜将导管、钢筋笼拔出, 回填粘土, 重新钻孔。

1、现象

导管从已灌入孔内的混凝土中提升费劲, 甚至拔不出,造成埋管事故。

2、原因分析

(1) 灌注过程中, 由于导管埋入混凝土过深, 一般往往大于6 m。

(2) 由于各种原因, 导管超过015 m 未提升, 部分混凝土初凝, 抱住导管。

3、治理方法

(1) 埋导管时, 用链式滑车、千斤顶、卷扬机、挖掘机、铲车等设备进行试拔。

(2) 若拔不出时, 按断桩处理。

1、现象

已浇注的桩身混凝土, 没有达到设计桩顶标高再加上015～110 m 的高度。

2、原因分析

(1) 混凝土灌注后期, 灌注混凝土产生的超压力减小,此时导管埋深较小。由于探测时, 仪器不精确, 或将过稠的浆渣、坍落土层误判为混凝土表面。

(2) 测锤及吊索不标准, 手感不明显, 未沉至混凝土表面, 误判已到要求标高, 造成过早拔出导管, 终止灌注。

(3) 灌混凝土中, 有一层混凝土从开始灌注到灌注完成, 一直与水或泥浆接触, 不仅受侵蚀, 还难免有泥浆、钻渣等杂物混入, 质量较差, 必须在灌注后凿去。因此,对灌注桩的桩顶标高计算时, 未在桩顶设计标高值上, 增加015～110 m 的预留高度。从而在凿除后, 桩顶低于设计标高。

3、治理方法

(1) 尽量采用准确的水下混凝土表面测探仪, 提高判断的精确度。当使用标准的测探锤检测时, 可在灌注接近结束时, 用取样盒等容器直接取样, 鉴定良好混凝土面的位置。

(2) 对于水下灌注的柱身混凝土, 为防止剔桩头造成桩头短浇事故, 必须在设计桩顶标高之上, 增加015～110m 的高度, 低限值用于泥浆比重小的、灌注过程正常的桩;高限值用于发生过堵管、坍孔等灌注不顺的桩。

(3) 无地下水时, 可开挖后做接桩处理。

(4) 有地下水时, 接长护筒, 沉至已灌注的混凝土面以下, 然后抽水、清渣、按接桩处理。

1、现象

先后两次灌注的混凝土层之间, 夹有泥浆或钻渣层,如存在于部分截面, 为夹泥; 如属于整个截面有夹泥层或混凝土有一层完全离析, 基本无水泥浆粘接时, 为断桩。

2、原因分析

(1) 灌注水下混凝土时, 混凝土的坍落度过小, 集料级配不良, 粗骨料颗粒太大, 灌注前或灌注中混凝土发生离析; 或导管进水等使桩身混凝土产生中断。

(2) 灌注中, 发生堵塞导管又未能处理好; 或灌注中发生导管卡挂钢筋笼, 埋导管, 严重坍孔, 而处理不良时,都会演变为桩身严重夹泥, 混凝土桩身中断的严重事故。

(3) 清孔不彻底或灌注时间过长, 首批混凝土已初凝,而继续灌注的混凝土冲破顶层与泥浆相混; 或导管进水,一般性灌注混凝土中坍孔, 均会在两层混凝土中产生部分夹有泥浆渣土的截面。

3、治理方法

(1) 断桩或夹泥发生在桩顶部时, 可将其剔除。然后接长护筒, 并将护筒压至灌注好的混凝土面以下, 抽水、除渣, 进行接桩处理。

(2) 对桩身在用地质钻机钻芯取样, 表明有蜂窝、松散、裹浆等情况(取芯率小于40 %时) ; 桩身混凝土有局部混凝土松散或夹泥、局部断桩时, 应采用压浆补强的方法

处理。

(3) 对于严重夹泥、断桩, 要进行重钻补桩处理。