干作业成孔灌注桩质量控制

干作业成孔灌注桩质量控制 干作业成孔灌注桩即不用泥浆或套管护壁措施而直接排出 土成孔的灌注桩 这是在没有地下水阶情况下进行施工的方法 目前干作业成孔的灌注桩常用的有螺旋钻孔灌注桩 螺旋钻孔扩 孔灌注桩 机动洛阳铲挖孔灌注桩及人工挖孔灌注桩四种 螺旋 钻孔灌注桩的施工机械形式有长螺旋钻孔机和短螺旋钻孔机两种 但施工工艺除长螺旋钻孔机为一次成孔 短螺旋钻孔机为分段多 次成孔外 其他都相同 目前螺旋钻孔灌注桩的工作特性是以摩擦力为主的摩擦端承桩 螺旋钻孔扩孔灌注桩的扩孔机具也有两种 一种是双管双螺旋扩 孔机 可以自钻自扩一次成孔 属于无桩根扩孔桩 见图 977 另一种是利用螺旋钻孔机成直孔 配扩孔器进行扩孔 属于有桩 根扩孔桩 见图 9 8 桩的工作特性为以端承力为主的端承摩擦 桩 直桩部分在施工中的质量通病与螺旋钻孔灌注桩相同 人工挖孔灌注桩一般采用现浇混凝土或钢筋混凝土护壁施工 也 分直身桩和扩底桩两种 一 孔底虚土多 1 现象 成孔后孔底虚土过多 超过规范所要求的不大于 10cm 的规定 2 原因分析 1 松散填土或含有大量炉灰 砖头 垃圾等杂物的土层 以及流 塑淤泥 松散砂 砂 卵石 卵石夹层等土中 成孔后或成孔过程中土体容易塌落 2 钻杆加工不直或在使用过程中变形 钻杆连接法兰不平 使 钻杆拼接后弯曲 因此钻杆在钻进过程中产生晃动 造成孔径增 大或局部扩大 提钻时 土从叶片和孔壁之间的空隙掉落到孔底 钻头及叶片的螺距或倾角太大 如在砂类土中钻孔 提钻时部分 土易滑落孔底 3 孔口的土没有及时清理干净 甚至在孔口周围堆积有大量钻出 的土 钻杆提出孔口后 孔口积土回落 4 成孔后 孔口盖板没有益好 或在盖板上有人和车辆行走 孔 口土被扰动而掉入孔中 5 放混凝土漏斗或钢筋笼时 孔口土或孔壁土被碰撞掉入孔内 6 成孔后没有及时浇筑混凝土 孔壁长时间暴露 被雨水冲刷及 浸泡 7 施工工艺选择不当 钻杆 钻头磨损太大 孔底虚土没有清理 干净 8 成孔后 不及时浇筑混凝土 孔壁长时间暴露 水分蒸发 孔 壁土塌落 9 出现上层滞水造成塌孔 10 地质资料和必要的水文地质资料不够详细 对季节施工考虑 不周 3 预防措施 1 仔细探明工程地质条件 尽可能避开可能引起大量塌孔的地 点施工 如不能避开 则应选择其他施工方法 2 施工前或施工过程中 对钻杆 钻头应经常进行检查 不符 合要求的钻杆 钻头应及时更换 根据不同的工程地质条件 选 用不同型式的钻头 3 钻孔钻出的土应及时清理 提钻杆前 先把孔口的积土清理干 净 防止孔口土回落到孔底 4 成孔后 尽可能防止人或车辆在孔口盖板上行走 以免扰动孔 口土 混凝土漏斗及钢筋笼应竖直地故人孔中 要小心轻放 防 止把孔壁上碰塌掉到孔底 当天成孔后必须当天 灌完混凝土 5 对不同的工程地质条件 应选用不同的施工工艺 一般来说提 钻杆的施工工艺有以下三种 1 一次钻至设计标高后 在原位旋转片刻再停止旋转 静拔钻杆 2 一次钻到设计标高以上 1m 左右 提钻甩土 然后再钻至设计 标高后停止旋转 静拔钻杆 3 钻至设计标高后 边旋转边提钻杆 6 成孔后应及时浇筑混凝土 7 干作业成孔 地质和水文地质应详细描述 如遇有上层滞水或 在雨季施工时 应预先找出解决塌孔的措施 以保证虚土厚度满 足设计要求 8 钢筋笼的制作应在允许偏差范围内 以免变形过大 吊放时碰 刮孔壁造成虚土超标 同时应在放笼后浇筑混凝土前 再测虚土 厚度 如超标应及时处理 4 治理方法 1 在同一孔内用本条预防措施 5 中第一种方法做二次或多次投 钻 2 用勺钻清理孔底虚土 3 孔底虚土是砂或砂卵石时 可先采用孔底灌浆拌合 然后再灌 混凝土 4 采用孔底压力灌浆法 压力灌混凝土法及孔底夯实法解决 二 桩身混凝土质量差 1 现象 桩身表面有蜂窝 空洞 桩身夹土 分段级配不均匀 浇筑混凝 土后的桩顶浮浆过多 2 原因分析 1 混凝土浇筑时没有按操作工艺边灌边振捣 或只在桩顶部振 捣 下部没有振捣 使混凝土不密实 出现蜂窝 空洞等现象 2 浇筑混凝土时 孔壁受到振动 使孔壁土塌落同混凝土一起灌 入孔中 造成桩身夹土 3 混凝土浇筑一半后 放钢筋笼时碰撞孔壁使士掉入孔内 再继 续浇筑混凝土 造成桩身夹土 4 每盘混凝土的搅拌时间或加水量不一致 造成坍落度不均匀 和易性不好 故混凝土浇筑时有离析现象 使桩身出现分段不均 匀阶情况 5 拌制混凝土的水泥过期 骨料含泥量大或不符合要求 混凝土 配合比不当 造成桩身强度低 6 浇筑混凝土时 孔口未放铁板或漏斗 会使孔口浮土混入 3 预防措施 1 严格按照混凝土操作规程施工 为了保证混凝土和易性 可 掺入外加剂等 严禁把土及杂物和在混凝土中一起灌入孔内 2 浇筑混凝土前必须先放好钢筋笼 避免在浇筑混凝土过程中吊 放钢筋笼 3 浇筑混凝土前 先在孔口放好铁板或漏斗 以防止回落土掉入 孔内 4 雨季施工孔口要做围堰 防止雨水灌孔影响质量 5 桩孔较深时 可吊放振捣捧振捣 以保证桩底部密实度 4 治理方法 1 如情况不严重且单桩承载力不大 则可与设计研究采取加大承 台梁的办法解决 2 如有严重质量问题 则按 桩身断裂 的治理方法处理 3 按照浇筑混凝土的质量要求 除要做标准养护混凝土试块 还 要在现场做试块 按照有关规范执行 以验证所浇筑的混凝土质 量 并为今后补救措施提供依据 4 浇筑混凝土时 应随浇灌随振捣 每次浇灌高度不得超过 1 5m 大直径桩振捣应至少插入 2 个位置 振捣时间不少于 30s 三 塌孔 1 现象 成孔后 孔壁局部塌落 2 原因分析 1 在有砂卵石 卵石或流塑淤泥质土夹层中成孔 这些土层不能 直立而塌落 2 局部有上层滞水渗漏作用 使该层土坍塌 3 成孔后没有及时浇筑混凝土 4 出现饱和砂或干砂的情况下也易塌孔 3 预防措施 1 在砂卵石 卵石或流塑淤泥质土夹层等地基土处进行桩基施 工时 应尽可能不采用干作业钻孔灌注桩方案 而应采用人工挖 孔并加强护壁的施工方法或湿作业施工法 2 在遇有上层滞水可能造成的塌孔时 可采用以下两种办法处理 1 在有上层滞水的区域内采用电渗井降水 1 在有上层滞水的区域内采用电渗井降水 2 正式钻孔前一星期左右 在有上层滞水区域内 先钻若干个孔 深度透过隔水层到砂层 在孔内填进级配卵石 让上层滞水渗漏 到下面的砂卵石层 然后再进行钻孔灌注桩施工 3 为核对地质资料 检验设备 施工工艺以及设计要求是否适宜 钻孔桩在正式施工前 宜进行 试成孔 以便提前做出相应的 保证正常施工措施 4 治理方法 1 先钻至塌孔以下 1 2m 用豆石混凝土或低强度等级混凝土 C10 填至塌孔以上 1m 待混凝土初凝后 使填的混凝土起到护 圈作用 防止继续坍塌 再钻至设计标高 也可采用 3 7 灰土 夯实代替混凝土 2 钻孔底部如有砂卵石 卵石造成的塌孔 可采用钻深的办法 保证有效桩长满足设计要求 3 成孔后要立即浇筑混凝土 4 成孔后要立即浇筑混凝土 5 采用中心压灌水泥浆护壁工法 可解决滞水所造成的塌孔问题 四 钻进困难 1 现象 钻进时很困难 甚至钻不进 2 原因分析 1 遇有坚硬土层 如硬塑粉质粘土 灰土 或有地下障碍物 如 石块 混凝土块等 2 钻机功率不够 钻头的倾角 转速选择不合适 3 钻进速度太快或钻杆倾斜太大 造成鳖钻 因而钻不进去 3 预防措施 1 同 塌孔 的预防措施 1 2 根据工程地质条件 选择合适的钻机 钻头及转速 3 施工时钻杆要直 并控制钻进速度 4 治理方法 1 如石头 混凝土等障碍物埋得不深 可提出钻杆 清理完障 碍物后重新钻进 遇有理得较深的大块障碍物 如不易挖出 可 拔出钻杆 在孔内填进砂土或素土 同设计人员协商 改变桩位 躲过障碍物再钻 如实在无法改变桩位 可用带合金钢钻头的牙 轮钻或筒钻 把石块或混凝土块磨透取出 也可用少量炸药爆破 取出碎块后重新钻进 2 对于饱和粘性土层 可采用慢速高扭矩钻机进行钻孔 对于硬 塑粉质粘土或灰土之类的硬土层 除采用上述钻机外 还需采用 钻硬土的伞型钻 在硬土层中钻孔时 可适当在孔中加水 一方 面防止钻头过热 同时润滑和软化土层 加快钻进速度 3 遇到干硬粘土层 当钻至该土层时 钻出一定量的孔 然后灌 入定量的自来水 使其渗入 1 2d 再继续钻入 依次循环穿过 次层为止 五 孔倾斜 1 现象 桩孔垂直偏差大于规范要求的 1 100 2 原因分析 1 地下遇有坚硬大块障碍物 把钻杆挤向一边 2 地面不平 桩架导向杆不垂直 稳钻杆时没有稳直 3 钻杆不直 尤其是两节钻杆不在同一轴线上 钻头的定位尖与 钻杆中心线不在同一轴线上 3 预防措施 1 同 钻进困难 的治理方法 1 2 不符合要求的钻杆及钻头不应使用 或及时更换 3 同 桩身断裂 预防措施 2 及 桩身倾斜 的预防措施 1 4 治理方法 1 对严重倾斜的桩孔 应用素土填死夯实 然后重新钻子 2 同 钻进困难 的治理方法 1 六 扩孔底虚土多 1 现象 扩孔底虚土超过规范规定过多 2 原因分析 扩孔底虚土多的原因主要来自两方面 1 清孔没有清理干净 清孔时要求扩孔刀片比原扩孔时位置约 低 5cm 扫膛 一次 而施工时没有做到这一点 有时反而比 原扩孔位置高 这就使原扩孔时留在孔底的虚土不能清理干净 2 同 孔底虚土多 的原因分析 1 3 5 6 3 预防措施 1 施工中严格执行施工操作规程 采用合理的施工工艺 把好质 量关 2 同 孔底虚土多 的预防措施 1 3 4 3 根据电流值或油压值 随时调节扩子 L 刀片削土量 防止出 现超荷现象 4 在扩底过程中 如遇地下水或塌孔等情况 应会同有关单位研 究处理 4 治理方法 虚土过多时 应重新进行清孔 直到满足规范要求为止 七 孔形不完整 1 现象 孔形不符合设计要求 出现豁口 梅花 孔等情况 2 原因分析 1 钻直孔时 孔的垂直偏差过大或孔径小于扩孔器直径 造成在 放扩孔器时破坏了孔形 2 扩孔时 由于切削土量过多 储土筒内储存不下而存于扩孔刀 片中 致使刀片收不拢 在强制提出扩孔器时破坏了孔形 3 扩孔器发生故障或扩孔刀片连杆机构中夹有石子 使扩孔刀片 合不拢 提出扩孔器时破坏了孔形 4 由于地质原因出现塌孔或缩孔等现象 3 预防措施 1 钻直孔时严格要求孔必须垂直 并且孔径应略大于扩孔器的 直径 如钻杆直径小于扩孔器直径时 应及时更换 1 扩孔刀片应缓慢张开 每次扩孔切削的土量以储土筒填满为 止 不可多切削土 致使扩孔刀片合不拢 一次扩孔达不到设计 要求时 可进行二次或多次扩孔 2 每次提出扩孔器清理储土筒内土的同时 应仔细清理扩孔器 连杆机构部位的土 并检查扩孔刀片的动力源是否安全可靠 3 在编写施工组织设计 或施工方案 时 要充分研究地质报告 若有可能出现塌孔或缩颈时 应与有关单位研究出补救措施 必 要时应作试钻孔 观测成孔情况 4 治理方法 扩孔刀片收不拢时 可多做几次张开收拢的动作 尽可能把扩孔 刀片中的土挤实 然后再提出扩孔器 每次扩孔的土应视储土筒 容量而定 不宜过多 八 桩顶位移偏差大 1 现象 桩顶平面位移过大 2 原因分析 参见 桩顶位移 的原因分析 4 3 防治措施 参见 校顶位移 的防治措施