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摘要:泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺以其低噪音、低振动、单桩承载力大、挤土影响小等优点而得到广泛应用。但其施工工艺较为复杂,技术水平要求较高,操作不慎将对成桩质量造成较大影响。故文章针对其常见的问题与防治措施进行了总结分析,仅供参考。
1、引言
泥浆护壁成孔灌注桩是混凝土灌注桩施工工艺的一种,直接在施工现场桩位上成孔,然后在孔内安装钢筋笼,浇筑混凝土成桩。与预制桩相比,具有低噪音、低振动、桩长和直接可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进入持力层或嵌入岩层、单桩承载力大、挤土影响小及含钢量低等特点。但成桩工艺比较复杂、成桩速度较预制打入桩慢、成桩质量不稳定且与施工方案、工艺技术水平有密切关系,因此,需要在现场施工中及时发现问题并采取有效的预防处理方法。
2、常见问题与防治措施
2.1 坍孔
坍孔产生的原因通常是由于护筒周围未用粘土填封紧密而漏水,或护筒埋置太浅而造成的。同时,未及时向孔内加泥浆,孔内泥浆面低于孔外水位,或孔内出现承压水,降低了静水压力及泥浆密度不够也会导致坍孔的出现。
防治措施:护筒周围用粘土填封紧密;钻进中,及时添加新鲜泥浆,使其高于孔外水位;遇流砂、松散土时,适当加大泥浆密度,不要使进尺过快,空转时间过长。而对于轻度坍孔,可以采用加大泥浆密度和提高水位的方法进行处理;严重坍孔时,需要用粘土泥浆投入,待孔壁稳定后低速钻进。
2.2 钻孔偏移
通常,由于桩架不稳、钻杆导架不垂直、钻机磨损、部件松动或钻杆弯曲、土层软硬不匀等,都会导致钻孔偏移,尤其是在钻机成孔时,遇到较大孤石、探头石,或基岩倾斜未处理,以及在粒径悬殊的砂、卵石层中钻进,钻头所受阻力不匀等,都是致使钻孔偏移的重要原因。
防治措施:安装钻机时,要对导杆进行水平和垂直校正,检修钻孔设备,如钻杆弯曲及时调换;遇软硬土层应控制进尺;低速钻进偏斜过大时,填入石子、粘土重新钻进,控制钻速,慢慢上下提升、下降,往复扫孔纠正;如有探头石,宜用钻机钻进,使用冲孔机时需用低锤密击打碎石块;遇到倾斜基岩时,投入石块使表面略平,并用锤密打。这样就可以在一定程度上保证钻孔的顺利进行。
2.3 流砂
在孔外水压比孔内大,孔壁松散时,就会使大量流砂拥塞桩底,遇粉砂层,或泥浆密度不够,孔壁为形成泥皮,也导致流砂出现的原因之一。
防治措施:使孔内水压高于孔外水位0.5m以上,适当加大泥浆密度;流砂严重时可抛入碎砖、石、粘土,用锤冲入流砂层,做成泥浆结块,使其成坚厚孔壁,阻止流砂涌入。
2.4 断桩
导致断桩的原因有很多,经过总结主要有以下几个方面:①因首批混凝土多次浇灌不成功,再灌时出现一层泥夹层而造成断桩;②孔壁塌方将导管卡住,强力拔管时使泥水混入混凝土内,或导管接头不良使泥水进入管内;③施工时突然下雨,泥浆冲入桩孔;④采用排水方法灌注混凝土,未将水抽干,地下水大量进入,将泥浆带人混凝土中造成夹层。另一方面,由于桩身混凝土分层振捣,下面的泥浆被振捣到上面,然后再灌入混凝土振捣,两层混凝土之间夹杂泥浆,造成分节脱离,出现断层。
防治措施:力争首批混凝土浇灌一次成功。在钻孔时,选用较大密度和粘度、胶体率好的泥浆护壁,同时控制浇筑速度,保持孔壁稳定。导管接头应用方丝扣连接,并设橡皮圈密封严实,还有注意孔口护筒不能埋置太浅。在下钢筋笼骨架过程中,不能使其碰撞孔壁。如果在施工中突然下雨,则要争取一次性灌注完毕。灌注桩严重塌方或导管无法拔出形成断桩时,可在一侧补桩,深度不大的可以挖出,对断桩处适当处理后支模重新浇筑混凝土。
2.5 孔斜
当钻进松散地层中遇到较大的圆弧石或探头石,或钻具由软地层进入陡角硬地层以在粒径差别较大的沙砾层钻进时,都会导致钻孔不正。另外,钻具导正性能较差、钻机位置串动或底座局部下沉等也是钻孔偏斜的重要原因。
防治措施:针对地层特征选用优质泥浆,保持孔壁的稳定性。防止或减少探头石,一旦发现,应暂停钻进,先回填粘土和片石,用锥形钻头将探头石挤压在孔壁内,或将钻机(或钻架)略移向探头石一侧,用十字或一字型冲击钻头猛击,将探头石击碎。如冲击钻也不能击碎探头石,则可用小直径钻头在探头石上钻孔,或在表面放炸药爆破。
2.6 钢筋笼偏位变形上浮
钢筋笼偏位变形上浮的原因有很多,总结起来大概有以下几个方面:①钢筋笼过程,未设加劲箍,刚度不够,造成变形;②钢筋笼上未设垫块或耳环以控制保护层厚度,或桩孔本身偏移或偏位;③钢筋笼吊放未垂直缓慢放下,而是斜插入孔内;④孔底沉渣未清理干净,使钢筋笼达不到设计深度;⑤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。
防治措施:钢筋过长,应分为2节或3节制作,分段吊放,分段焊接或设加劲箍加强;在钢筋笼部分主筋上,应每隔一定距离设置混凝土垫块或焊接耳环,控制保护层厚度;桩孔本身倾斜、偏位,应在下钢筋笼前往复扫孔纠正,孔底沉渣应置换清水或用适当密度泥浆清除;浇灌混凝土时,应将钢筋笼固定在孔壁上或压住;混凝土导管应埋入钢筋笼底面以下1.5m以上。
2.7 钻孔漏浆
在遇到透水性较强、有地下水流动的土层,或护筒埋设过浅,回填土不密实,水位过高等情况时就容易出现钻孔漏浆问题。
防治措施:适当加稠泥浆倒入粘土慢速转动,或在回填土内掺入片石、卵石,反复冲击,增强护壁、护筒周围及底部接缝,用土回填密实,适当控制孔内水头高度,不要使压力过大。
3、结语
总之,泥浆护壁成孔灌注桩施工对技术的要求比较高,在现场实际施工过程中,如果处理不慎还将遇到各种各样的质量问题,这就需要现场技术人员不断总结分析问题出现的原因,采取有效的防治措施,只有这样才能更好的发挥这一施工工艺的优势,保证施工质量。