超高层建筑冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施

来源:建筑界编辑:袁斌发布时间:

[摘要] 超高层建筑冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施超高层建筑作为现代社会建筑,具备了集约化、垂直纵向发展化、地标建筑化等优势和特点,尤

超高层建筑冲孔灌注桩常见施工质量通病与预防措施

超高层建筑作为现代社会建筑,具备了集约化、垂直纵向发展化、地标建筑化等优势和特点,尤其在商业繁华的大都市建设成为众多社会人士的宠儿。冲孔灌注桩作为一项传统的灌注桩,以其适用各种地质条件和不同规模的建筑物、对邻近建筑物有害影响小、单桩承载力大、桩端可进入持力层或嵌入岩层等优点,在城市超高层建筑施工中得到广泛的应用。但是由于地质条件复杂多变,成孔工艺复杂,冲孔灌注桩在施工中常遇到各种问题,如孔壁塌孔、桩孔偏位、遭遇溶洞或地下流层漏浆、卡锤、断桩等,成为冲孔灌注桩施工最常见的质量通病,也是最令施工管理人员头疼的问题。

一、冲孔灌注桩施工工艺流程

目前,超高层建筑冲孔灌注桩的施工工艺流程如下:场地平整、夯实→测量放线→埋置护筒→桩机定位→冲击至设计深度→孔深测定、清孔→钢筋笼制作及吊放→混凝土导管安装→二次清孔、测定沉缝→安放隔水塞、灌注水下混凝土→成桩。

二、孔壁坍塌

1、主要表现

当冲击成孔过程中出现有大量气泡、护筒内水位突然下降明显、泥浆快速漏失严重,则表示有孔壁坍塌的迹象,基本可以判断出现孔壁坍塌。

2、原因分析

造成孔壁坍塌的主要原因有:

(1)由于钻头回转不灵、泥浆容重不足、溶洞通道未堵塞或冲击冲进速度过快,造成冲孔造壁不牢,从而出现孔壁坍塌;

(2)由于孔内水头压力不够、泥浆容重不足,孔壁承压水出现渗透,造成孔壁坍塌;

(3)由于钢筋笼吊装不稳、速度过快,钢筋笼出现变形,碰撞破坏了泥膜及孔壁,造成孔壁坍塌。

三、预防措施

预防措施主要有:

1、是详细解读地质报告和超前钻资料,弄清地下水位,岩石走向,溶洞、土洞分布,保证冲孔过程水头压力稳定和钻头回转正常,做好事前预防。

2、是泥浆的比重必须符合规范要求,泥浆制备要选用高塑性粘土或膨润土,且要根据施工实际情况进行配合比设计。

3、是在成孔过程中,冲击冲进速度不宜过快,成孔速度应按照实际施工地质情况根据规范选取确定。四是要严格控制钢筋笼吊装速度,保证吊装质量。五是若中断成孔作业,要加强漏水、跑浆等情况的监控。

四、桩孔偏位

1、主要表现

孔位偏离中心线,桩孔出现较大垂直偏差或弯曲,钢筋笼吊装下放困难。

2、原因分析

造成桩孔偏位的主要原因有:一是由于桩机安装稳定性差,底座部水平不固定,作业时桩机不稳、钻头偏位。二是冲孔过程中遇不均匀底层、半坡岩或孤石,容易导致钻头偏位。三是护筒四周积水,造成护筒松动、地面下沉、桩机倾斜、护筒中心移位,造成桩孔偏位。

3、预防措施

预防措施主要有:

(1)是要保证桩机底座按照水平、平稳、稳固、固定,保证冲孔作业时桩机不发生倾斜、偏移、移位。

(2)是保证护筒四周排水畅通。根据降水图设置集水坑和排水沟;埋设护筒时,将护筒周边回填密实并略高于地面;泥浆池位置设置离护筒距离不少于15米。

(3)是在不均匀地质作业,可选用自重大、钻杆刚度大的桩机。遇孤石时则采用高低冲程交替冲击,通过将孤石击碎或者将其挤入孔壁的办法,来避免桩孔偏位。冲孔过程中如果出现偏斜,可以采用钢筋探笼进行偏斜位置和偏斜情况查明,并可回填优质粘土块或片石等继续用小冲程冲进。

五、漏浆

1、主要表现 在冲孔作业过程中,孔内泥浆突然快速、大量漏失无法补充,严重的甚至出现突然掉钻、卡钻、倒钻和塌孔。漏浆在冲孔灌注桩作业过程中出现的频率是比较高的。

2、原因分析

造成漏浆的主要原因有:

一是遭遇溶洞或地下流层,冲孔作业中极易造成快速、大量漏浆。

二是冲孔经过岩层,泥浆迅速从岩层的节理和裂缝中渗漏流失;又或者经过透水性很强的砂砾层或流砂,泥浆流失严重。

三是护筒埋置过浅、接缝不严。

3、预防措施

预防措施主要有:

(1)施工前要详细吃透桩孔超前钻资料和地质报告,弄清地下水位、岩石走向、溶洞及土洞分布,特别是灰岩地区。

(2)做好充分准备,在可能出现漏浆的桩位备足黏土和片石,遇到大量漏浆,及时适当调整、提高泥浆比重,把护壁打牢,同时保证孔内水头,避免地下水渗入孔内。

(3)保证护筒制作质量,增加护筒埋置深度。遇到漏浆发生,应立即停止作业,回填片石、黏土或掺有片石的黏土,再低速冲击。

六、 卡锤

1、主要表现

在冲孔作业过程中,冲击锤卡在桩孔内拔不出来。卡锤一般发生在泥浆护壁造孔过程中。

2、原因分析

造成卡锤的主要原因有:

(1)是冲孔作业中护筒发生倾斜、卷边脱节或者错缝,造成桩锤被卡在护筒接口处或底部。

(2)是遭遇梅花孔或孤石,导致桩锤不能自由转动或被探头石及回填片石块卡住。

(3)是冲孔冲击速度过快过猛。四是桩锤直径变化造成卡锤。

3、预防措施

预防措施主要有:

(1)是提高现场管理人员监控意识,作业中要经常检查护筒的垂直防止发生倾斜、注意观察桩机负荷和钢丝绳摆动情况,同时注意调整泥浆性能,及时捞渣。

(2)是要严格按规范控制冲击速度,切忌过快过猛。同时,保持桩锤大小的统一。

(3)是卡锤发生后切忌强行提出,首先想到的办法是轻提,通过上下轻提桩锤,同时辅助工具左右旋转钢丝绳,使桩锤沿下落方向顺利拔出,这个是最经济的办法。如果轻提不动,则需探明卡锤位置,然后可采用小冲击钻冲击或用冲、吸的办法,将桩锤位置周围的钻渣松动后再提出。卡锤情况严重的,还应根据施工实际情况及桩孔下面地质情况,恰当选择提锤冲顶法、小孔沉渣法、空心锤冲孔打捞法、小爆破震动法和高压水枪切割法等办法实现打捞。

七、断桩

1、主要表现

桩身某一截面混凝土凝固后完全不连续性,局部夹泥或局部被冲洗液等疏松体填充,从而形成断桩。

2、原因分析

造成断桩的主要原因有:

(1)是孔底沉渣过多,混凝土桩体与基岩之间有夹渣填充形成断桩。

(2)是导管底端距孔底过高,混凝土坍落度过大,灌注混凝土容易被冲洗液稀释,造成混凝土不凝固。

(3)是在灌注混凝土时,由于导管提升和起拔次数较多,露出混凝土面,造成混凝土桩出现上下断层。

3、预防措施

预防措施主要有:

(1)是成孔后,要认真清理孔内沉渣,清完后要及时灌注混凝土,避免孔底沉渣超出规范规定。

(2)是严格控制混凝土坍落度,要按设计以及规范要求施工。

(3)是灌注混凝土作业要保证连续性,边灌混凝土边拔导管,同时要经常检查混凝土顶面上升高度,掌握导管埋入深度,避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面。

八、结 语

冲孔灌注桩施工的好坏,将直接影响到超高层建筑上部结构质量体系。在复杂地质中进行冲孔施工,能保证冲孔桩成桩质的合格率,不但可以减少施工的成本投入,还能节约大量的工期时间。因此,在冲孔灌注桩施工过程中,要贯彻以预防为主的原则,严格遵守各项操作规程,加强、创新施工管理,提高冲孔灌注桩施工质量控制和工程质量通病的防止,才能保证冲孔灌注桩成桩质量。

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