【钻孔灌注桩断桩成因分析与预防处治】钻孔灌注桩断桩的原因

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-09-11
  摘 要:钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式被广泛地应用于房建、桥梁、码头及其它工程领域。由于各种因素的影响,在施工过程中断桩现象时有发生,本文就钻孔灌注桩断桩的成因及预防处治方法进行探讨。
  关键词:钻孔灌注桩 断桩 预防 处治
   1.前言
  钻孔灌注桩作为一种重要的基础形式被广泛地应用于房建、桥梁、码头及其它工程领域,它具有适用广泛、成本适中、施工简便等特点,目前已是一种比较成熟的施工技术。钻孔灌注桩属于隐蔽工程,在施工过程中易受环境、地质、施工工艺、技术水平及人员素质等各种因素影响,若措施控制不严,就有可能在施工中产生各种质量问题,以致影响工期并对整个工程质量产生不利影响。所以必须高度重视并严格控制钻孔灌注桩的施工质量,作好预防及处置措施,以利于工程的顺利实施。
   2.断桩产生的原因分析
  断桩是由于桩基混凝土的某一部分和全部端面段受泥浆或泥砂浸入,破坏了桩的整体受力形态,形成废桩。造成断桩的因素是各种各样的,具体分析起来,断桩产生的原因有以下几个方面:
  (1)初灌混凝土量不足。在开始灌注时,由于导管底端离孔底太大或第一罐混凝土量测算不准,造成初灌后导管埋管深度不够或导管根本就没埋入混凝土内,从而造成初灌混凝土与后续灌注的混凝土分离而发生夹层断桩。
  (2)导管拔管长度控制不准,导管被拔出混凝土面。由于测量已灌混凝土表面标高出现错误,导致导管拔管长度控制不准,可能会出现导管埋深过小或拔脱提漏现象,形成夹层断桩。特别是灌注后期,易将泥浆中混合的沉渣或坍土层误认为是混凝土表面。
  (3)混凝土初凝和终凝时间太短。若混凝土初凝和终凝时间太短或灌注时间过长,使混凝土上部结块,造成桩身混凝土夹渣。若采用法兰盘连接的导管埋深过大,加上混凝土灌注时间过长,混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,导管提升阻力加大的,容易造成连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。
  (4)孔内悬浮的砂粒太多。若清孔后孔内悬浮的砂粒太多,混凝土灌注过程中,砂粒回沉在混凝土面上,形成沉积砂层,阻碍混凝土的正常上升,当混凝土冲破沉积砂层时,部分砂粒及浮渣被包入混凝土内造成桩身夹渣断桩。
  (5)导管堵管。灌注混凝土时发生堵管的原因很多,主要有以下几方面:①使用的原材料不合格;②混凝土配制质量差;③灌注导管破漏;④灌注导管底距孔底深度太小;⑤完成二次清孔后灌注混凝土的准备时间太长;⑥隔水栓不规范;⑦导管埋深过大。出现堵管后,若处理不当,容易导致混凝土灌注中断,从而可能造成断桩事故的发生。
  (6)井壁坍塌。若工程地质情况较差或受水位涨落等因素的影响,在灌注过程中,井壁坍塌严重或出现流砂、软塑状质等, 而施工单位技术水低、经验少或处理不当,容易造成泥砂性断桩。
  (7)机械故障或停电造成施工不连续。机械故障或停电造成混凝土灌注中断,在混凝土终凝前无法连续施工,从而造成断桩。另外,机械故障或停电机可能使得无法向井内补水,可能会出现井中水位突然下降,引起井壁坍塌,从而造成断桩。因此,做好施工组织,认真对待灌注前的准备工作, 这对保证桩基的质量是也十分重要的。
   3.断桩的预防措施
  针对上述分析,可通过下列措施加以预防,从而可以避免或减少断桩事故的发生。
  (1)选用合格的原材料。要选用初凝时间不早于2.5h的水泥,对于桩较长,桩径大,灌注时间较长者,可在首批混凝土中掺入缓凝剂;严格控制粗骨料最大粒径,最大粒径不大于导管内径的1/6~1/8和钢筋最小净距的1/4,细骨料的级配选择良好的中砂,同时注意剔除细骨料中的大卵石。
  (2)严格控制混凝土的拌制质量。最大限度地降低实际生产与试验配合比设计之间的偏差,施工过程中要及时做好材料含水量的检测,做好拌料的计量工作,采取重量比控制,保证用水量和含砂率不至产生较大偏差,保证混凝土的和易性和流动性,其坍落度控制在18~20cm 之间。
  (3)要严格按规范要求进行清孔。对于含有粗砂、砾砂和卵石的地层钻孔,有条件时优先采用泵吸反循环清孔。当采用正循环清孔时,前阶段应采用高黏度泥浆清孔,并加大泥浆泵的流量,使砂石粒能顺利地浮出孔口。灌注前,必须对孔底沉淀层厚度再进行一次测定,如厚度超过规定,需进行二次清孔,可用灌注导管做吸泥管用空气吸泥机清孔,或对孔底高压射水或射风3~5min,使沉渣悬浮,然后立即灌注混凝土。
  (4)做好导管的安装检查及提升。导管在安装前应有专人负责检查,查看导管是否存在孔洞、接头是否密封、导管的厚度是否合格等,并在使用前进行水密承压和接头抗拉试验。导管安装时,导管底端至孔底的距离应为0.3~0.5m,初灌时导管首次埋深应不小于1.0m。混凝土灌注过程中,应确保导管的埋置深度控制在2~6m之间,拔管有专人指挥,并分别采用理论灌入量计算孔内混凝土面和重锤实测孔内混凝土面,取两者的低值来控制拔管长度,确保导管的埋管深度≥2m。
  (5)做好灌注前的施工组织。混凝土灌注前应确保人员、设备到位,做到人员有组织、设备有备用。完成二次清孔后应立即灌注混凝土,单桩混凝土灌注时间宜控制在1.5倍混凝土初凝时间内。
   4.断桩的处治措施
   4.1灌注初期的断桩
  若刚开灌不久,仅仅灌注了数米就因故中止,而且确实不能在短时间内恢复灌注,则应立即拔出导管,用气举法吸渣,将孔内尚未凝结的混凝土清除干净,然后重新灌注。4.2灌注中止引起的断桩
  在灌注因故中止,孔内混凝土已凝结,灌注混凝土的量较少时,可割除混凝土面上钢筋笼,趁混凝土强度低时重新钻孔,钢筋碎断后可用电磁铁吸除,在重新安装钢筋笼和清孔后再灌注混凝土;当灌注混凝土的量较大时,断桩位置较深时,可采用水下接桩方式处理,先用同级钻头重新钻孔,钻除原灌混凝土的浮浆,再用φ500钻头在桩中心钻进300~500mm深进行接口处理,完成清孔后,便可按新桩的灌注程序灌注混凝土。当断桩位置较浅且地下水不多时,可采用沉井接桩处理,根据设计提供的地质资料采用井点降水开挖,C20钢筋混凝土进行护壁,挖至桩身缺陷处,利用人工凿毛并清洗,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。4.3混凝土灌注成桩后发现的断桩
  当灌注成桩后经超声波检测发现桩身有空洞、断桩现象,可采用以下常用的方法进行处理:
  (1)原桩复位。对超声波检测出的断桩,在原桩位钻孔,重新灌注一根新桩,以做到最为彻底的处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。
  (2)桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法灌注膨胀混凝土。此方法日进度缓慢,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。
  (3)高压旋喷注浆补强。高压旋喷注浆是通过在桩顶钻孔,然后利用高压水气对桩基空洞、夹泥断桩等缺陷薄弱部分进行切割清洗,使软弱、细小物质脱离桩体,由水气带出孔外。注浆后,在高压浆液射流作用下,缺陷部位无法切割清走的较大颗粒混凝土与浆液充分混合,并凝固成强度很高的灌浆固结体,从而提高桩基承载力,以满足使用要求。
   5.结束语
  总之,从上面的分析看,虽然断桩的产生有着很多原因,只要我们认真分析清楚断桩产生的原因,找出相应的预防措施,断桩是可以避免的。如果产生了断桩,我们还应采取相应的处理措施。
  参考文献:
  [1]王永新.钻孔灌注桩断桩原因分析和处理措施[J].公路交通技术,2006(4)
  [2]王仁.桥梁钻孔灌注桩常见质量缺陷原因分析及防治[J].山西建筑,2004(4)
  [3]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册:桥涵(上).人民交通出版社,2000-3-1

  • 【钻孔灌注桩断桩成因分析与预防处治】钻孔灌注桩断桩的原因
    答:在灌注因故中止,孔内混凝土已凝结,灌注混凝土的量较少时,可割除混凝土面上钢筋笼,趁混凝土强度低时重新钻孔,钢筋碎断后可用电磁铁吸除,在重新安装钢筋笼和清孔后再灌注混凝土;当灌注混凝土的量较大时,断桩位置较深时,可采用水下接桩方式处理,先用同级钻头重新钻孔,钻除原灌混凝土的浮浆,再用φ500钻头在桩中心钻进...
  • 钻孔灌注桩断桩的原因有( )。
    答:本题考查的是钻孔灌注桩断桩的防治。钻孔灌注桩断桩的原因分析1.混凝土坍落度小,离析或石料粒径过大,导管直径较小(导管内径一般为20~35cm),在混凝土浇筑过程中堵塞导管,且在混凝土初凝前未能疏通好,当提导管时,形成断桩。2.由于测量及计算错误,致使导管底口距孔底距离较大,使首批灌注的混凝...
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  • 导致钻孔灌注桩施工中断桩的原因有
    答:1、原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。2、接桩。为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,...
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