桩基础工程属于地下隐蔽工程,直接关系到主体工程的安全。为确保桩基础工程的施工质量,对施工过程中可能出现的质量通病,分析其产生原因,并采取一定的预防措施和治理方法,以尽可能避免质量通病出现,防止对工程质量产生影响。
水泥搅拌桩是以水泥作为固结剂,通过特制的深层搅拌机械,在地基深部就地将土体和固化剂强制拌和,使土体和水泥结成具有整体性和稳定性的柱状、壁状和块状等不同形式的加固体,并可提高地基承载力。
5 钻孔灌注桩—坍孔
5.1 表现形式
在成孔过程中或成孔后,孔壁坍落,造成钢筋笼放不到底,桩底部有很厚的泥夹层。
5.2 产生原因
(1)泥浆密度不够,起不到可靠的护壁作用。
(2)孔内水头高度不够或孔内出现承压水、降低了静水压力。
(3)护筒埋置太浅,下端孔坍塌。
(4)在松散砂层中钻进时,进尺速度太快或停在一处空转时间太长,转速太快。
(5)护筒周围未用粘土填封紧密而漏水。
5.3 防治措施
(1)在松散砂土或流砂中钻进时,应控制进尺,选用较大密度、粘度、胶体率的优质泥浆。
(2)如地下水位变化过大,应采取升高护筒,增大水头,或用虹吸管连接等措施。
(3)护筒周围用粘土填封紧密,钻进中及时添加新鲜泥浆,使其高于空外水位。
(4)复杂地质应加密探孔,详细描述地质与水文地质情况,以便预先制定出技术措施,施工中发现塌孔时,应停钻采取相应措施后再行钻进(如加大泥浆密度稳定孔壁,也可投入粘土、泥膏,使钻机空转不进尺进行固壁)。
(5)如发生孔口坍塌,应先探明坍塌位置,轻度坍孔,采用加大泥浆密度和提高水位的方法;如坍孔严重,则采用粘土泥浆投入,待孔壁稳定后采用低速钻进进行钻孔。
6 钻孔灌注桩—钻孔漏浆
6.1 表现形式
在成孔过程中或成孔后,泥浆向孔外漏失。
6.2 产生原因
(1)遇到透水性强或有地下水流动的土层。
(2)护筒埋设太浅,回填土不密实或护筒接缝不严密,会在护筒刃脚或接缝处漏浆。
(3)水头过高使孔壁渗浆。
6.3 防治措施
(1)加稠泥浆或倒入粘土,慢速转动,增强护壁。
(2)在有护筒防护范围内,用粘土堵塞,封闭接缝,稳住水头。
(3)在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。
(4)在施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上。
7 钻孔灌注桩—钻孔偏位(倾斜)
7.1 表现形式
成孔后孔不垂直,出现较大垂直偏差。
7.2 产生原因
(1)钻孔中遇较大的孤石或探头石。
(2)在有倾斜度的软硬地层交界处、岩石倾斜处,或在粒径大小悬殊的卵石层中钻进,钻头所受的阻力不均。
(3)扩孔较大,钻头偏离方向。
(4)钻机底座安置不平或产生不均匀沉陷。
(5)钻杆弯曲,接头不直。
7.3 防治措施
(1)安装钻机时要使转盘、底座水平,起重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在同一轴线上,并经常检查校正。
(2)由于主动钻杆较长,转动时上部摆动过大,必须在钻架上增添导向架,控制钻杆上的提引水龙头,使其沿导向架向下钻进。
(3)钻杆、接头应逐个检查,及时调整。发现主动钻杆弯曲,要用千斤顶及时调直或更换钻杆。
(4)在有倾斜的软、硬地层钻进时,应吊住钻杆控制进尺,低速钻进。
(5)钻孔机具及工艺的选择,应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理条件综合确定。
(6)为了保证桩孔垂直度,钻机应设置相应的导向装置。
(7)钻进过程中,如发生斜孔、塌孔等现象时,应停钻,采取相应措施再行施工。
(8)在偏斜处吊住钻头,上下反复扫孔,使孔校直。
(9)偏斜较大时,在偏斜处回填粘土,待沉积密实后再钻,并控制钻速,慢速上下提升、下降,往复扫孔纠正。
8 钻孔灌注桩—缩孔
8.1 表现形式
孔径小于设计孔径。
8.2 产生原因
(1)塑性土膨胀,造成缩孔。
(2)选用机具、工艺不合理。
8.3 防治措施
(1)采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
(2)根据不同的土层,应选用相应的机具、工艺。
(3)成孔后立即验孔,安放钢筋笼,浇筑桩身混凝土。
9 钻孔灌注桩—钢筋笼偏位、变形、上浮
9.1 表现形式
钢筋笼变形,保护层不够,深度、位置不符合要求。
9.2 产生原因
(1)堆放、起吊、运输没有严格执行规程,支垫数量不够或位置不当,造成变形。
(2)钢筋笼吊放入孔时不是垂直缓缓放下,而是斜插人孔内。
(3)钢筋笼过长,未设加强箍,刚度不够,造成变形。
(4)钢筋笼上未设置垫块或吊耳控制保护层厚度,或桩孔本身偏斜或偏位。
(5)清孔时孔底沉渣或泥浆没有清理干净,造成实际孔深与设计要求不符,钢筋笼放不到设计深度。
(6)当混凝土面至钢筋笼底时,混凝土导管埋深不够,混凝土冲击力使钢筋笼被顶托上浮。
9.3 防治措施
(1)如钢筋笼过长,应分2-3节制作,分段吊放、吊放钢筋笼入孔时再分段焊接。
(2)钢筋笼在运输和吊放过程中,每隔一段设置加强箍一道。
(3)在钢筋笼周围主筋上每隔一定间距设置混凝土垫块,混凝土垫块根据保护层的厚度及孔径设计。
(4)用导向钢管控制保护层厚度,钢筋笼由导管中放入,导向钢管长度宜与钢筋笼长度一致,在浇筑混凝土过程中再分段拔出导管或浇筑完混凝土后一次拔出。
(5)桩孔本身偏斜、偏位应在下钢筋笼前往复扫孔纠正。
(6)清孔时应把沉渣清理干净,保证实际有效孔深满足设计要求。
(7)钢筋笼应垂直缓慢放入孔内,防止碰撞孔壁。钢筋笼放入孔内后,要采取措施,固定好位置。
(8) 钢筋笼吊放完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇筑水下混凝土。
(9) 浇筑混凝土时,应将钢筋笼固定在孔壁上或压住,混凝土导管埋入钢筋笼底面以下1.5m以上。
10 钻孔灌注桩—吊脚桩
10.1 表现形式
桩底有沉渣等,未到设计桩底标高。
10.2 产生原因
(1)清孔后泥浆密度过小,孔壁坍塌或孔底涌进泥浆或未及时灌混凝土。
(2)沉渣未清除干净,残留石渣过厚。
(3)吊放钢筋骨架导管等物碰撞孔壁,使泥土坍塌孔底。
10.3 防治措施
(1)做好清空工作,达到要求立即灌注混凝土。
(2)注意泥浆密度和使孔内水位经常保持高于孔外水位0.5m以上。
(3)施工注意保护孔壁,不让重物碰撞,造成孔壁坍塌。
11 钻孔灌注桩—断桩
11.1 表现形式
成桩后,桩身中部没有混凝土,夹有泥土。
11.2 产生原因
(1)导管埋置深度不够或首批混凝土灌注量不够;因首批混凝土上多次浇灌混凝土不成功,再灌上层出现一层泥浆夹层而造成断桩
(2)混凝土较干,骨料太大或未及时提升导管以及导管位置倾斜等,使导管堵塞,形成桩身混凝土中断。
(3)混凝土搅拌机发生故障,使混凝土不能连续浇筑,中断时间过长。
(4)导管挂住钢筋笼,提升导管时没有扶正,以及钢丝绳受力不均匀等。
(5)孔壁塌方将导管卡住,强力拔管时,使泥浆混入混凝土内或导管接头不良。
(6)施工时突然下雨,泥浆冲入桩孔。
11.3 防治措施
(1)混凝土坍落度应严格按设计或规范要求控制。
(2)浇筑混凝土前应检查混凝土搅拌机,保证混凝土搅拌时能正常运转,必要时应有备用搅拌机一台,以防万一。
(3)边灌混凝土边拔套管,做到连续作业,一气呵成。根据导管埋深计算首批灌混凝土的最小灌注量,浇筑时勤测混凝土顶面上升高度,随时掌握导管埋入深度,避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。
(4)钢筋笼主筋接头要焊平,导管法兰连接处罩以圆锥形白铁罩,底部与法兰大小一致,并在套管头上卡住,避免提导管时,法兰挂住钢筋笼。
(5)水下混凝土的配合比应具备良好的和易性,配合比应通过试验确定,坍落度宜为180~220mm,胶凝材料用量不少于360kg/m3,为了改善和易性延长混凝土凝结时间,水下混凝土宜掺加外加剂。
(6)开始浇筑混凝土时,为使隔水栓顺利排出,导管底部至孔底距离宜为300~500mm,孔径较小时可适当加大距离,以免影响桩身混凝土质量。
(7)当导管堵塞而混凝土尚未初凝时,可采用下列两种方法:
1)用钻机起吊设备,吊起一节钢轨或其他重物在导管内冲击,把堵塞的混凝土冲击开;
2)迅速提出导管,用高压水冲通导管,重新下隔水球灌注。浇筑时,当隔水球冲出导管后,应将导管继续下降,直到导管不能再插入时,然后再少许提升导管,继续浇筑混凝土,这样新浇筑的混凝土能与原浇筑的混凝土结合良好。
(8)下放钢筋笼骨架过程中,不使碰撞孔壁,当导管接头法兰挂住钢筋笼时,如果钢筋笼埋入混凝土不深,则可提起钢筋笼,转动导管,使导管与钢筋笼脱离;否则只好放弃导管。
(9)施工时突然下雨,要争取一次性灌注完毕。
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