摘要:钻孔灌注桩是民用和工业建筑广泛应用的一种基础形式,具有适应性强、施工操作简单、施工噪音低、无挤压无振动、设备投入不大等多种优点。但是由于钻孔灌注是在地面以下进行,其施工过程无法直接观察,成桩后也不能进行直接开挖验收,所以它又是最容易出现质量问题的一种基础形式。本文主要浅析了钻孔桩钻孔过程及混凝土灌注过程中遇到的一些常见问题,分析了产生问题的原因,总结出了一些处理方法。
关键词:建筑工程;钻孔灌注桩;问题及处理方法
1 特点
在钻孔灌注桩工程实践中,其具备以下工程特点,相比于锤击法,钻孔灌注桩的施工噪声比较小,其震动频率相对较小,其具备较高的施工效益。相比于预制桩,在钻孔灌注桩工程实践中,其灌注桩的直径更大,具备很强的适用性,这种方法适合多种类型的地基,其工程利用率较高。通过对该种技术的应用,可以有效提升工程的施工质量,从而切实增强钻孔灌注桩的承载力,为了达到这个目的,需要提升灌注桩的施工水平,提升技术精确度。受到各种工程环境的影响,混凝土质量控制存在不确定的特点,受到人员施工水平、施工技术精度、施工精度等多种因素的影响,通过对混凝土施工精度的控制,可以切实提升钻孔灌注桩的施工水平。
随着各类交通管道的建设规模逐渐扩大,管道数量的不断增加,容易导致原有地质结构的破坏,不利于增强工程地质的稳定性。为了提升建筑工程水平,必须提高建筑施工的安全性。钻孔灌注桩的应用,可以提升地基的平整度及强度,有利于增强工程施工质量,为工程的有效性发展创造良好的条件。
2 钻孔灌注桩施工技术常见问题
2.1 断桩问题
1)灌注中提升导管失误、混凝土供应中断(下雨、停电、机械故障等)或导管漏水等原因导致导管外已灌注的混凝土与导管内的混凝土隔断,无法继续灌注。
2)灌注时间过长,而上部混凝土已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了积聚在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土灌注极为困难,造成堵管与导管拔不上来,引发断桩事故。
3)封底时,由于导管底端距孔底过远,混凝土被泥浆稀释,使水灰比增大,造成混凝土不凝固,形成混凝土桩体与基岩之间被不凝固的混凝土填充,造成断桩。
2.2 孔壁塌陷的原因
孔壁塌陷的质量缺陷表现在灌注桩孔壁不能支撑周边土压力,在含泥晶灰岩地层分布区钻进过程中,此现象特别突出,轻则影响钻探施工效率,重则造成钻探孔内事故。造成其原因非常多,主要有以下几方面:复杂的地质环境、没有按照规定要求埋设钢护筒,护筒内水位不达标、泥浆黏度太低导致发挥不了护壁效果、孔口周围排水不顺畅而出现积水、钢筋笼在下放过程中没有保持和桩中心一致而碰撞到孔壁、钻机钻进速度过快且空钻时间太长以及灌注混凝土时间太长等。
2.3 桩底沉渣过多
桩底沉渣过多的原因,一是清孔不彻底,没有按照工序进行二次清孔;二是泥浆的比重小、灌注量少,无法促使沉渣浮起;三是钢筋笼在下放过程中,因碰撞孔壁导致泥土掉进桩底;四是清孔后的等待时间长,造成泥浆沉积。
2.4 钢筋笼上浮变形问题
灌注过程中常见的问题之一就是钢筋笼上浮现象,在灌装过程中,形成原因有两种:第一,在进行导管下放和钢筋笼下放时未垂直插入,使进行导管提升时和钢筋笼相挂,导致上浮;第二,在第一次灌注混凝土时,速度太快,钢筋笼被混凝土顶托的力量高于钢筋笼自身重力,而导致上浮。钢筋笼上浮,使桩的抗弯刚度和桩的水平抗剪能力降低。
2.5 桩位偏差
钻孔灌注桩桩位偏差允许误差不能超过5cm,但在施工过程中个别桩位偏差远超过允许误差值,对于单桩单柱来说,桩位偏差的控制显得尤为的重要。在施工过程中,钻头的偏离是造成桩位偏差的主要因素。
测量工程师对桩中心点放样完后,要求施工人员在距离桩中心点3m的位置东南西北四个角点上做上四个护桩,对角桩与钢丝绳三点成一线,十字交叉点即为桩中心,在钻孔过程中要不时的拉对角线对桩位进行复核,及时调整,确保钻孔灌注桩位置的准确性。
2.6 钻孔过程中发生缩孔
1)地质构造中含有软弱层,在钻孔通过该层中,软弱层在土压力的作用下,向孔内挤压形成缩孔。2)地质构造中塑性土层,遇水膨胀,形成缩孔。3)钻头磨损过快,未及时补焊,从而形成缩孔。
3 建筑工程钻孔灌注桩施工常见问题的控制对策
3.1 坍孔问题的控制对策
想要从根本上预防坍孔发生的可能性,我们就要严格的按照规范的要求来进行施工,钻孔泥浆相对密度、砂率等指标要符合要求,相对密度一般控制在1.03-1.10之间,密度太小不能在孔壁形成泥膜容易坍孔,密度太大会在孔壁形成较厚的泥膜引起缩孔;护筒一般长度是1-2米,要根据具体土层选择护筒长度,保证护筒至少要埋入粘性土20厘米以上;孔内出渣时要及时向孔内补充泥浆;当在较松散的砂砾层钻孔时,应该适当加大泥浆的相对密度、胶体率以及粘度;清孔时水管不要直接对着孔壁冲刷;成孔后及时吊放钢筋笼和灌注混凝土,避免放置时间过长产生坍孔;吊放钢筋笼要垂直吊放,避免钢筋笼刮碰孔壁。
3.2 桩底沉渣过多的处理措施
钻孔作业完成后,将钻头提高15cm左右,进行慢速空转,将循环清孔时间控制在30min以上。泥浆制备时,应该采用性能良好的粘土,控制好稠度、比重等参数。下放钢筋笼时,钢筋笼的中心和孔位中心保持一致,避免接触孔壁,并且及时灌注混凝土。初次灌注时,应该保证足量的混凝土,保证导管埋入混凝土1m以上,达到清除沉渣的效果。
3.3 钢筋笼上浮变形问题的处理措施
在钢笼加工时,对主筋上的两个吊架进行焊接,吊臂长度应根据生产标高进行设计,使钢笼能在合适位置就位。在钢筋笼吊架的顶部焊接两个环,在标高位置进行钢筋笼插入时,在两个吊环处分别插入小钢梁,来使钢筋笼位置固定,即使在导管提升时挂住钢筋笼也不能上浮太高。如果导管在升笼过程中,挂住钢筋笼,需要对导管进行上下摇晃,让其和钢筋笼脱离开来,并且把导管移到中间位置。在进行灌注时,如果混凝土表面靠近钢筋笼底部时,应降低灌注速度,管道不要埋太过浅,且要和钢筋笼下段保持一定距离。
3.4 缩颈的预防措施
施工中应采用性能较好的泥浆进行护壁;加大钻头,保证孔径满足要求;采用上下反复扫孔的方法来增加孔径;采取隔孔施工方法,避免相邻桩基施工时产生扰动;加大泵量,加快钻进速度,使得泥浆形成良好的护壁作用;尽快进行混凝土灌注,避免桩孔等待时间过长。
3.5 钻孔灌注桩发生偏斜的防治措施
1)先将场地夯实平整,轨道枕木宜均匀着地;安装钻机时要求转盘中心与钻架上起吊滑轮在同一轴线,在不均匀地层中钻孔时,采用自重大、钻杆刚度大的钻机。
2)进入不均匀地层、斜状岩层或碰到孤石时,钻速要打慢档。另外安装导正装置也是防止孔斜的简单有效的方法。
3)钻孔偏斜时,可提起钻头,上下反复扫钻几次,以便削去硬土,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5m以上,重新钻进。
4 结语
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性,施工工艺成熟,简单易操作且设备投入不是很大,因此在各种基础建设中得到广泛的应用。钻孔桩的施工在施工过程中受到的因素比较多,施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大的经济损失和不良的社会影响。因此,必须加强施工全过程中各环节的质量监控,采取各种有效的预防措施,保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。
参考文献:
[1]杨坤.钻孔灌注桩常见施工质量问题及防治措施[J].施工技术,2015,12.
[2]张雷.钻孔灌注桩施工常见质量问题及其防治[J].建筑节能,2016(15).