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钻孔灌注桩质量通病原因分析和防范钻孔灌注桩是一种常见的基础施工形式,广泛应用于桥梁、高层建筑等工程中。然而,在实际施工过程中,常会出现一些质量通病,影响桩基的承载力和整体结构安全。
常见质量通病主要包括:桩身缩颈、断桩、混凝土离析、桩底沉渣过厚、钢筋笼上浮等。其成因主要可归结为以下几点:一是地质条件复杂,如软弱夹层、地下水位高或流砂层的存在,易造成孔壁坍塌或缩颈;二是施工操作不规范,如钻进速度控制不当、泥浆护壁效果差、清孔不彻底等,导致桩身缺陷或沉渣超标;三是混凝土浇筑工艺不合理,如导管埋深控制不当、混凝土配比不合适,易引发离析或断桩;四是钢筋笼固定不牢,在浇筑过程中出现上浮现象,影响桩体结构完整性。
通过科学管理与规范施工,可以显著减少钻孔灌注桩的质量问题,保障工程整体安全与耐久性。
钻孔灌注桩质量通病原因分析和防范
泥浆护壁钻孔灌注桩作为新的基础 施工工艺适用于陆地或水域施工,可以 在地下水位以下的各种土层中施工成 孔,也可在土质情况复杂、夹层多、风化 不均、软硬变化大的岩层中施工,并且不 受季节气候的影响。在我国桥梁、闸坝, 房屋建筑等基础施工中得到了广泛应用 的钻孔灌注桩施工工艺,已形成了较为 科学完善的体系,基本保证了成孔、成桩 质量,通过科学检测结果表明混凝土铝 孔灌注桩质量基本良好,工程运转正常。 但是由于影响钻孔灌注桩质量的因素很 多,诸如施工管理不善、施工技术素质 低、成孔和成桩工艺不当、违章作业、地 下地质水文情况复杂等因素,常常造成 质量事故和隐患,甚至严重影响灌注桩 的成桩质量。 一、坍孔 在砂性土等松散地基中钻孔时,容 易发生坍孔。其迹象是孔内水位骤然降 落,并冒细密的水泡,长时间内钻进深度 很少,进尺速度较慢,钻机负荷显著增 加。主要原因是: 1、孔内水位高度不够,无足够的水 头压力; 2、孔中有较软土层,遇有流砂、软游 泥层: 3、泥浆稠度不够,护壁不好; 4、护筒埋深不够或周围没有用粘土 回填夯实; 5、向孔内补水时,水流对孔壁冲刷; 6、钻头在夹层中转速太快,或空转 时间太长; 7、放置钢筋骨架和导管时碰撞孔 壁。 针对上述原因,施工中应尽量避免
泥浆护壁钻孔灌注桩作为新的基础 施工工艺适用于陆地或水域施工,可以 在地下水位以下的各种土层中施工成 孔,也可在土质情况复杂、夹层多、风化 不均、软硬变化大的岩层中施工,并且不 受季节气候的影响。在我国桥梁、闸坝 房屋建筑等基础施工中得到了广泛应用 的钻孔灌注桩施工工艺,已形成了较为 科学完善的体系,基本保证了成孔、成极 质量,通过科学检测结果表明混凝土错 孔灌注桩质量基本良好,工程运转正常。 但是由于影响钻孔灌注桩质量的因素很 多,诸如施工管理不善、施工技术素质 低、成孔和成桩工艺不当、违章作业、地 下地质水文情况复杂等因素,常常造成 质量事故和隐患,甚至严重影响灌注析 的成桩质量。 一、坍孔 在砂性土等松散地基中钻孔时,容 易发生坍孔。其迹象是孔内水位骤然降 落,并冒细密的水泡,长时间内钻进深度 很少,进尺速度较慢,钻机负荷显著增 加。主要原因是: 1、孔内水位高度不够,无足够的水 头压力; 2、孔中有较软土层,遇有流砂、软游 泥层: 3、泥浆稠度不够,护壁不好; 4、护筒埋深不够或周围没有用粘土 回填夯实; 5、向孔内补水时,水流对孔壁冲刷; 6、钻头在夹层中转速太快,或空转 时间太长; 7、放置钢筋骨架和导管时碰撞孔 壁。 针对上述原因,施工中应尽量避免
间过长或等待混凝土灌注的时间过长等 因素而造成灌注桩混凝土无法到达桩后 没计高程形成吊空,从而直接影响桩的 端承力。 清孔的质量对桩的承载力有一定影 响,要求桩底沉淀层t≤0.2D(D为桩白 直径)。终孔后,钻头提离孔底20cm,任 持慢速空转,维持循环清孔,时间不少于 30分钟,孔底泥浆比重应≤1.25,含砂率 ≤8%,粘度≤28s。吊放钢筋笼和拆指 导管要垂直平稳,不要接触孔壁。提前 做好清孔后混凝土浇筑准备工作,提商 混凝土初灌时对孔底的冲击,利用混券 土对孔底沉渣冲刷来提高桩的端承力 导管底部至孔底的距离宜为40cm左右 储料斗内要保证有足够的混凝土,使策 一次浇筑导管埋深不少于1.5m,可用公 式(1)求得初灌混凝土数量。 V=πD²(h +h)/4+πd²h/4)(1 式中:D桩孔直径(m); h导管埋深(m); hi—导管底口至孔底高度(m); d导管内径(m); h2 一 孔内混凝土达到埋管高房 时,导管内混凝土柱与导省 外承压力平衡所需的高月 (m); h =Hw/rc 其中:H孔内水面到混凝土的水机 高(m); Iw孔内水容重(kg/m²); I孔内混凝土拌合物容重 (kg/m²)。 四、钢筋骨架偏位 钢筋骨架制作、吊装不当而变形,孔
间过长或等待混凝土灌注的时间过长等 因素而造成灌注桩混凝土无法到达桩底 没计高程形成吊空,从而直接影响桩的 端承力。 清孔的质量对桩的承载力有一定影 响,要求桩底沉淀层t≤0.2D(D为桩的 直径)。终孔后,钻头提离孔底20cm,保 特慢速空转,维持循环清孔,时间不少于 30分钟,孔底泥浆比重应≤1.25,含砂率 ≤8%,粘度≤28s。吊放钢筋笼和拆换 导管要垂直平稳,不要接触孔壁。提前 做好清孔后混凝土浇筑准备工作,提高 混凝土初灌时对孔底的冲击,利用混凝 土对孔底沉渣冲刷来提高桩的端承力。 导管底部至孔底的距离宜为40cm左右, 诸料斗内要保证有足够的混凝土,使第 一次浇筑导管埋深不少于1.5m,可用公 式(1)求得初灌混凝土数量。 V=πD²(h +h)/4+πd²h/4)(1) 式中:D一桩孔直径(m); h导管埋深(m); hi—导管底口至孔底高度(m); d一导管内径(m); h2 一 孔内混凝土达到埋管高度 时,导管内混凝土柱与导管 外承压力平衡所需的高度 (m); h =Hwrw/e 其中:H一孔内水面到混凝土的水柱 高(m); Iw孔内水容重(kg/m²); I孔内混凝土拌合物容重 (kg/m²)。 四、钢筋骨架偏位 钢筋骨架制作、吊装不当而变形,孔
出现这些情况。当表层为松软土层时, 需埋深护筒,用粘土回填并夯实以防漏 水。根据地基情况选配各项性能符合规 范要求的泥浆,保持孔内泥浆高度高出 孔外水位不少于1.5m。安放钢筋笼要 求吊直、扶稳缓缓下沉,避免碰撞孔壁。 控制钻头进人夹层松土层的转速和空转 时间。如有轻微坍孔,用导管清孔,排除 沉渣,当孔内坍塌情况严重时,可回填至 坍孔位置以上1~2m后,加大泥浆浓度 继续钻孔。 二、弯孔、斜孔、缩孔 在造孔过程中,要经常用检孔器吊 人孔内检查。检孔器可用较粗钢筋焊成 圆笼状,外径等于或略小于桩的孔径,长 约为直径的4~6倍。当检孔器不能探 到已钻的深度,或发现钻杆倾斜、吊绳偏 移护筒中心等情况,应考虑可能发生弯 孔、斜孔、缩孔等现象。 造成上述的原因:桩架安装不合格, 桩架基层土松软,导致桩架在工作时不 平稳,钻杆导架不垂直,护筒埋设倾斜, 土层中有探头石或有呈倾斜状的坚硬地 基层等。 因此,在安装钻机时,要夯实桩架基 层土,钻孔过程中要经常检查钻杆和钻 孔的垂直度。对在浅层发现的探头石, 可扩孔排除,如在深层发现有孤石,宜用 钻机钻透块石。当发生严重弯孔、斜孔、 缩孔时,则应回填石子、粘土后纠正位置 重新钻进,慢速提升、下降,往复扫孔纠 正。 三、吊脚桩 孔内沉渣未清除干净,清孔泥浆比 重过小,积淤过厚,吊放钢筋笼和拆换导 管时碰撞孔壁,有泥土坍落孔底,清孔时
间过长或等待混凝土灌注的时间过长等 因素而造成灌注桩混凝土无法到达桩底 设计高程形成吊空,从而直接影响桩的 端承力。 清孔的质量对桩的承载力有一定影 响,要求桩底沉淀层t≤0.2D(D为桩的 直径)。终孔后,钻头提离孔底20cm,保 持慢速空转,维持循环清孔,时间不少于 30分钟,孔底泥浆比重应≤1.25,含砂率 ≤8%,粘度≤28s。吊放钢筋笼和拆换 导管要垂直平稳,不要接触孔壁。提前 做好清孔后混凝土浇筑准备工作,提高 混凝土初灌时对孔底的冲击,利用混凝 土对孔底沉渣冲刷来提高桩的端承力。 导管底部至孔底的距离宜为40cm左右, 储料斗内要保证有足够的混凝土,使第 一次浇筑导管埋深不少于1.5m,可用公 式(1)或得初薄混凝土数量
口位置没有焊牢,钢筋笼在自重作用下 下沉。导管挂笼,随着导管的移动,使钢 筋笼的位置发生变化。钢筋笼的保护层 垫块数量不足。在钢筋笼不插人孔底的 灌注桩混凝土浇筑中,当混凝土面达到 钢筋笼底部时,由于管内混凝土下落过 快,导管外混凝土急剧上升,通过粗骨料 对钢筋笼底部的作用而使整个钢筋笼上 浮等等。 垂直稳妥地安装好钢筋骨架,钢 笼的保护层垫块要配足数量,不允许漏 放。钢筋笼入孔后,调整位置,确保处在 桩孔中心,将其用钢筋和钢管点焊固定 于孔口,不准上下和左右发生位移。提 放导管应保持其垂直度避免挂带钢筋 笼。灌注混凝土过程中,经常检查钢筋 笼位置,对钢筋笼未插人孔底的灌注桩, 当混凝土接近钢筋笼底部时,应加大导 管埋深,缓缓注人混凝土,待导管内储人 一定量的混凝土后dbj50/t-313-2019标准下载,慢慢提降导管,利用 导管的螨动作用,使管内混凝土流出,管 外混凝土缓慢上升,从而避免对钢筋笼 的顶托。 五、混凝土卡管
混凝土拌和站距离浇筑现场较远, 机械运输振动过大而发生离析。混凝土 中粗骨料径过大,棱角多。导管内壁附 着混凝土或砂浆使管径变窄,管道粗糙。 选择导管管径过小等。 所有这些均能导致混凝土卡管现 象,必须在灌注混凝土之前做好准备工 作,以预防为主,保证配制的混凝土有足 够的和易性,坍落度采用18~22cm之 间,含砂率为45%左右,水泥用量大于 380kg/m²,水灰比小于0.5,选用的粗骨 料直径不得超过4cm,尽量减少混凝土 运距和运输过程中的颠簸。导管内壁要 求光滑,如有残留混凝土和砂浆应处理 后方可使用。选择导管直径应在25~ 40cm之间,不宜过细。 六、断桩 混凝土不能连续灌注是造成断桩的 主要原因。由于导管被卡死在混凝土内 无法提升,而已灌注的混凝土开始初凝, 内阻力逐渐增加,造成断桩。因出现卡 管现象,排除事故时间较长,孔内的混凝 土面已凝固而无法进行灌注。导管提升 过高而露出混凝土面,或下管时疏于计