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灌注桩工程如何预防质量事故

2016-09-01

1.干作业灌注桩孔底虚土多

(1)事故特征

成孔后孔底虚土过多,超过(建筑桩基技术规范> JGJ94— 要求(摩擦力为主的桩,虚土厚度严禁大于300mm;以端承 力为主的桩,虚土厚度严禁大于50mm)。

(2)原因分折

1)在杂填土层、流塑淤泥、松散砂、石夹层等土中成孔, 在成孔过程中或成孔后土体容易坍落孔底。

2)钻杆不直、钻杆连接法兰不平。钻进过程中钻杆晃动, 造成孔壁不垂直,提钻时,土从叶片和孔壁之间孔隙掉落到孔底。

3)孔口的土没有及时清理干净,孔口积土坍落。成孔后没有盖好盖板,上面的土落人孔底。

4)放钢筋笼或放浇混凝土的漏斗碰撞孔壁的土,使之掉人 孔内。

(3)处理方法

1)一次钻至设计标髙后,在原位旋转片刻再停止旋转,静拔钻杆,将虚土清除。

2)用勺钴清理孔底虚土。

3)如孔底沉渣是砂或卵石时,可先灌浆拌合均匀,然后再灌混凝土;或采用孔底压力灌浆法。

(4)预防措施

1)拖工前必须详细掌握各层地质条件,采用合适的施工工艺,如多次投钻、在原钻深处空钻、钻到标高后边旋转边提钻等方法。

2)钻机要校验合格后方可进场,钻杆要保持垂直、稳固和 位置正确。钻杆、钻头要经常检查,发现问题应及时纠正或更换。

3)保护现场的整洁,及时清除孔口积土。遇有地下水造成塌孔、缩孔等异常清况时,应及时采取有效的处理方法。

4)成孔达到设计要求后,经清底扫膛使孔底虚土厚度符合要求。

5)成孔后及时在孔口放好盖板;当天的成孔必须在当天灌注好混凝土。

2.桩孔倾斜

(1)事故特征

桩孔不垂直,倾斜度大于1/100。

(2)原因分析

1)进钻中碰到坚硬障碍物,把钻杆挤偏。

2)地面不平,桩架导向杆不垂直,钻杆没有稳直,尤其是两节钻杆不在同一直线上,钻头的定位尖与钻杆中心线不在同一轴线上。

(3)处理方法

1)如障碍物的深度不大,挖除后回填土再重钻。或研究后移位另补钻孔。

2)纠正钻杆或钻头的垂直同心度。

(4)预防措施

1)加强桩基施工技术管理。确保施工场地平整压实,保持桩机的平整、垂直、稳固。钻杆与钻杆,钻杆与钻头的垂直度、同心度,必须保持在同一中心线上。

2)建立保证质量的制度和有效的技术措施,确保成桩全部合格。

3.塌孔

(1)事故特征

灌注桩成孔后孔壁局部坍落。

(2)原因分析

1)成孔中夹有砂卵石、卵石淤泥层,这些土层不能直立而塌落

2)当土层有局部滞水渗漏时,则使该层土坍塌。

(3)处理方法

1)当钻进中出现塌孔时,继续钻进深度达塌孔以 下1—2m,用强度等级低于C10的混凝土回填到塌孔位置lm以上,待混凝土初凝后再钻孔至设计标高,使回填的混凝土起到护圈作用, 防止继续坍塌。也可采用3: 7灰土夯实代替混凝土。

2)钻孔底部如因砂卵石、卵石层造成的坍孔,可采用继续钻深的办法,保证有效桩长满足设计要求。

(4)预防措施

1)当掌握土层中有砂卵石、卵石或流塑淤泥质土层时,应尽可能不采用钻孔灌注桩方案。

图1.3 钻孔渗水

1.钻孔中灌卵石 2.滞水层 3.隔水粘土层 4.地下水面

 

2)当遇有上层滞水可能造成塌孔时,可果用以下两种办法处理:①在滞水区域内釆用电渗井降水;②提前10d在有上层滞水区域内先钻几个孔,深度穿过隔水层到砂层,在孔内填满卵石,让上层滞水渗漏到下面去,然后再行钻成孔施工(图1.3)。

4.成桩的质量差

(1)事故特征

经检查成桩混凝土强度低于设计要求,有的桩混凝土振捣不密实,有蜂窝、空洞、夹泥、离析等缺陷,影响成桩的质量。

(2)原因分析

1)混凝土用的原材料质量差,如使用小水泥厂生产的水泥, 强度不稳定,砂、石子级配不良,含泥量大于3%;混凝土搅拌不按配合比计量,搅拌不均匀。

2)灌注工艺不当,没有分层灌注、分层振捣密实。

3)灌混凝土的漏斗位置歪斜,灌混凝土时斜落碰撞桩壁使土掉落在混凝土中而夹泥。有的后放钢筋笼,且吊放位置不直,碰落孔壁土层掉在混凝土上造成断层。

(3)处理方法

1)从检测时发现成桩的上部有夹泥和不密实等质量问题时,可挖除桩周上,将该段凿除,用比原设计提高一级混凝土强度,立模补浇到标高。或将缺陷处清除酥松部分,采取扩大断面补强的方法。

2)经检测单桩承载力达不到设计要求时,需会同有关人员研究加固方案。一般采取补桩、扩大承台面积等方法。

(4)预防措施

1)控制混凝土的原材料质量。进场水泥要核查出厂合格证, 检验水泥的稳定性和强度,如储存期超过3个月或受潮结块的水泥,须复试后按复试标号应用。选用洁净的中粗砂,选用级配良好且含泥量不大于2%的石子。

2)搅拌混凝土配合比应按要求的强度等级、施工的坍落度、原材料由试验室从多组试配比中选取质优、价袼低、利于施工的最佳配合比。正确计量,每盘混凝土的材料重量偏差不宜超过下列规定:水泥、外掺混合料:2%;粗、细骨料:3%;水及外加剂溶液:2%。

3)搅拌混凝土时,应优先选用强制式搅拌机,从全部材料 倒入拌筒后算起,搅拌时间不得少于表1.7的规定;掺外加剂时搅拌时间应适当延长。

                           表1.7 混凝土搅拌的最短时间                        (s)

 

混凝土坍落度(mm)

 

搅拌机机型

搅拌机出料量(L)

<250

250~500

>500

 

≤30

強制式

60

90

120

自落式

90

120

150

 

>30

强制式

60

60

90

自落式

90

90

120

4)灌注混凝土时,每次浇注高度不得大于1.5m。应随浇随振动,确保振捣密实。

5)灌混凝土的漏斗必须放正,确保混凝土垂直下落。钢筋 笼安放必须吊直轻放,防止碰撞孔壁。

实例1.某市政综合楼设计采用直径为500mm的钻孔灌注桩,桩身混凝土强度低于设计强度等级,试块合格率为33%。

(1)现场调査

钻孔灌注桩的混凝土设计强度等级为C18。施工中共做试块15组,经养护28d的试压结果看,抗压强度小于C18的有10组,试块合格率为33%。为了进一步核实桩身混凝土的实际强度,对9根成桩钻芯取样,试压结果混凝土强度等级为C6.1〜 C10.7,都低于设计强度。决定再抽査10根桩做动測检查测,试报告中有6拫成桩不合格,合格率为40%。

(2)原因分析

施工单位缺乏技术管理,混凝土拌制前没有做试配比;混凝土搅拌时不按配合比认真计量。使用的原材料质量低劣,小窑生产的水泥又没有复试,黄砂、石子含泥量大于5%。

(3)事故处理

处理方法是考虑桩土共同作用,以弥补成桩强度的不足。具体做法是挖除承台下的土层700mm厚,改用碎石分层夯填,并做密实度试验,充分发挥承台底面土层的承载力。为了检验该方案是否可靠,选取⑧〜B轴的承台做静载试验。该承台下有5根 桩,桩长为8.48 — 8.55m,均小于设计长度,孔底积淤厚度为50-120mm,混凝土强度等级为C 10.9,是承台中隐患最大、 质量最差的一个。测试方法:采用在承台上直接加载,根据设计荷载乘以1.2的超载系数,并加上土重共计2450kN,实际静试 压的荷载为2600kN,相应沉降量为4.95mm。根据上述数据分析,初步认定处理方法是合理的。

处理效果:根据建筑物沉降观察记录,实测最大沉降量为16mm,最大沉降差仅为0.000 42L,墙体和楼地面都没有发现开裂等异常情况。