鑽孔灌注樁常見工程事故預防措施

2021-08-17 07:55:29 字數 5085 閱讀 4814

關鍵字:鑽孔灌注樁質量事故防治方法砼強度初灌砼量孔底沉渣

1前言  鑽孔灌注樁具有低噪音、小震動、無擠土,對周圍環境及鄰近建築物影響小,能穿越各種複雜地層和形成較大的單樁承載力,適應各種地質條件和不同規模建築物等優點,在橋梁、房屋、水工建築物等工程中得到廣泛應用,已成為一種重要的樁型。隨著社會經濟發展的需要,鑽孔灌注樁的樁長和樁徑不斷加大,單樁承載力也越來越高,同時,也使單柱單樁的設計成為可能。對於長樁、大樁,其施工難度大,易發生質量事故。

而單柱單樁的設計,對樁的質量要求高,發生質量事故後,加固處理難度大,且費用較高。因此,有必要對鑽孔灌注樁的常見質量事故加以分析,找出質量事故發生的原因,研究相應對策,盡可能防止質量事故發生。

2地質勘探資料和設計檔案存在的問題

地質勘探主要存在勘探孔間距太大、孔深太淺、土工試驗數量不足、土工取樣和土工試驗不規範、樁周摩阻力和樁端阻力不准等問題。設計檔案主要存在對地質勘探資料沒有認真消化、樁型選擇不當、峻工地面標高不清等問題。因此,在樁基礎開始施工前,應針對這些問題對地質勘探資料和設計檔案進行認真審查。

另外,對樁基礎持力層厚度變化較大的場地,應適當加密地質勘探孔,必要時進行補充勘探,防止樁端落在較薄的持力層上而發生樁端沖切破壞。場地有較厚的回填層和軟土層時,設計者應認真校核樁基是否存在負摩擦現象。

3孔口高程及鑽孔深度的誤差

3.1孔口高程的誤差

孔口高程的誤差主要有兩方面,一是由於地質勘探完成後場地再次回填,計算孔口高程時疏忽引起的誤差。二是由於施工場地在施工過程中廢渣的堆積,地面不斷公升高,孔口高程發生變化造成的誤差。其對策是認真校核原始水準點和各孔口的絕對高程,每根樁開孔前複測一次樁位孔口高程。

3.2鑽孔深度的誤差

有些工程在場地回填平整前就進行工程地質勘探,地面高程較低,當工程地質勘探採用相對高程時,施工應把高程換算一致,避免出現鑽孔深度的誤差。另外,孔深測量應採用丈量鑽桿的方法,取鑽頭的2/3長度處作為孔底終孔介面,不宜採用測繩測定孔深。鑽孔的終孔標準應以樁端進入持力層深度為準,不宜以固定孔深的方式終孔。

因此,鑽孔到達樁端持力層後應及時取樣鑑定,確定鑽孔是否進入樁端持力層。

4孔徑誤差

孔徑誤差主要是由於工人疏忽用錯其他規格的鑽頭,或因鑽頭陳舊,磨損後直徑偏小所致。對於樁徑800~1200mm的樁,鑽頭直徑比設計樁徑小30~50mm是合理的。每根樁開孔時,合同雙方的技術人員應驗證鑽頭規格,實行簽證手續。

5鑽孔垂直度不符合規範要求

造成鑽孔垂直度不符合規範要求的主要原因如下:

(1)、場地平整度和密實度差,鑽機安裝不平整或鑽進過程發生不均勻沉降,導致鑽孔偏斜。

(2)、鑽桿彎曲、鑽桿接頭間隙太大,造成鑽孔偏斜。

(3)、鑽頭翼板磨損不一,鑽頭受力不均,造成鑽頭偏離方向。

(4)、鑽進遇軟硬土層交介面或傾斜岩面時,鑽壓過高使鑽頭受力不均,造成鑽頭偏離方向。

控制鑽孔垂直度的主要技術措施為:

(1)、壓實、平整施工場地。

(2)、安裝鑽機時應嚴格檢查鑽進的平整度和主動鑽桿的垂直度,鑽進過程應定時檢查主動鑽桿的垂直度,發現偏差應立即調整。

(3)、定期檢查鑽頭、鑽桿、鑽桿接頭,發現問題及時維修或更換。

(4)、在軟硬土層交介面或傾斜岩面處鑽進,應低速低鑽壓鑽進。發現鑽孔偏斜,應及時回填粘土,沖平後再低速低鑽壓鑽進。

(5)、在複雜地層鑽進,必要時在鑽桿上加設扶整器。

6鑽孔塌孔與縮徑

鑽(衝)孔灌注樁的塌孔與縮徑從表面上看是兩個相反面,實際上產生的原因卻基本相同。主要是地層複雜、鑽進進尺過快、護壁泥漿效能差、成孔後放置時間過長沒有灌注砼等原因所造成。

鑽(衝)孔灌注樁穿過較厚的砂層、礫石層時,成孔速度應控制在2公尺/小時以內,泥漿效能主要控制其密度為1.3~1.4g/cm3、粘度為20~30s、含砂率≤6%,若孔內自然造漿不能滿足以上要求時,可採用加粘土粉、燒鹼、木質素的方法,改善泥漿的效能,通過對泥漿的除砂處理,可控制泥漿的密度和含砂率。

沒有特殊原因,鋼筋籠安裝後應立即灌注砼。

7樁端持力層判別錯誤

持力層判別是鑽孔樁成敗的關鍵,現場施工必須給予足夠的重視。對於非岩石類持力層,判斷比較容易,可根據地質資料的深度,結合現場取樣進行綜合判定。

對於樁端持力層為強風化巖或中風化巖的樁,判定岩層介面難度較大,可採用以地質資料的深度為基礎,結合鑽機的受力、主動鑽桿的抖動情況和孔口撈樣進行綜合判定,必要時進行原位取芯驗證。

8孔底沉渣過厚或開灌前孔內泥漿含砂量過大

孔底沉渣過厚除清孔泥漿質量差,清孔無法達到設計要求外,還有測量方法不當造成誤判。要準確測量孔底沉渣厚度,首先需準確測量樁的終孔深度,樁的終孔深度應採用丈量鑽桿長度的方法測定,取孔內鑽桿長度+鑽頭長度,鑽頭長度取至鑽尖的2/3處。

在含粗砂、礫砂和卵石的地層鑽孔,有條件時應優先採用幫浦吸反迴圈清孔。當採用正迴圈清孔時,前階段應採用高粘度濃漿清孔,並加大泥漿幫浦的流量,使砂石粒能順利地浮出孔口。孔底沉渣厚度符合設計要求後,應把孔內泥漿密度降至1.

1~1.2g/cm3。清孔整個過程應專人負責孔口撈渣和測量孔底沉渣厚度,及時對孔內泥漿含砂率和孔底沉渣厚度的變化進行分析,若出現清孔前期孔口泥漿含砂量過低,撈不到粗砂粒,或後期把孔內泥漿密度降低後,孔底沉渣厚度增大較多。

則說明前期清孔時泥漿的粘度和稠度偏小,砂粒懸浮在孔內泥漿裡,沒有真正達到清孔的目的,施工時應特別注意這種情況。

9水下砼灌注和樁身砼質量問題

砼配製質量關係到砼灌注過程是否順利和樁身砼質量兩大方面,有足夠的理由要求我們對它高度重視。要配製出高質量的砼,首先要設計好配合比和做好現場試配工作,採用高標號水泥時,應注意砼的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的關係,必要時新增砼緩凝劑。施工現場應嚴格控制好配合比(特別是水灰比)和攪拌時間。

掌握好砼的和易性及砼的坍落度,防止砼在灌注過程發生離析和堵管。

9.1初灌時埋管深度達不到規範值

我國jgj 94-94規範規定,灌注導管底端至孔底的距離應為300~500mm,初灌時導管埋深應≥800mm。在計算砼的初灌量時,個別施工單位只計算了1.3m樁長所需的砼量,漏算導管內積存的砼量,初灌量不足造成埋管深度達不到規範值。

另一方面,施工單位準備的導管長度規格太少,安裝導管時配管困難,有時導管低至孔底的距離偏大,而導管安裝人員沒有及時把實際距離通知砼灌注班,形成初灌量不足導致埋管深度達不到規範值。

初灌砼量v應根據設計樁徑、導管管徑、導管安裝長度、孔內泥漿密度進行計算,且v≥v0+v1。

v0為1.3m樁長的砼量,v0=1.2×1.3πd2/4(單位:m3);1.2-樁的理論充盈係數;d-設計樁徑(m)。

v1為初灌時導管內積存的砼量,v1=(hπd2/4)(ρ+0.55πd)/2.4 (單位:

m3);h-導管安裝長度(m);d-導管直徑(m);ρ-孔內泥漿密度(t /m3); 0.55-導管內壁的摩阻力係數;2.4-砼的密度(t /m3)。

9.2灌注砼時堵管

灌注砼時發生堵管主要由灌注導管破漏、灌注導管底距孔底深度太小、完成二次清孔後灌注砼的準備時間太長、隔水栓不規範、砼配製質量差、灌注過程灌注導管埋深過大等原因引起。

灌注導管在安裝前應有專人負責檢查,可採用肉眼觀察和敲打聽聲相結合的方法進行檢查,檢查專案主要有灌注導管是否存在小孔洞和裂縫、灌注導管的接頭是否密封、灌注導管的厚度是否合格。必要時採用試拼裝壓水的方法檢查導管是否破漏。灌注導管底部至孔底的距離應為300~500mm,在灌漿裝置的初灌量足夠的條件下,應盡可能取大值。

隔水栓應認真細緻製作,其直徑和園度應符合使用要求,其長度應≤200mm。

完成第二次清孔後,應立即開始灌注砼,若因故推遲灌注砼,應重新進行清孔。否則,可能造成孔內泥漿懸浮的砂粒下沉而使孔底沉渣過厚,並導致隔水栓無法排出導管外而發生堵管事故。

9.3灌注砼過程鋼筋籠上浮

引起灌注砼過程鋼筋籠上浮的原因主要有如下三方面:

(1)、砼初凝和終凝時間太短,使孔內砼過早結塊,當砼面上公升至鋼筋籠底時,砼結塊托起鋼筋籠。

(2)、清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多,砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上,形成較密實的砂層,並隨孔內砼逐漸公升高,當砂層上公升至鋼筋籠底部時便托起鋼筋籠。

(3)、砼灌注至鋼筋籠底部時,灌注速度太快,造成鋼筋籠上浮。

若發生鋼筋籠上浮,應立即查明原因,採取相應措施,防止事故重複出現。

9.4樁身砼強度低或砼離析

發生樁身砼強度低或砼離析的主要原因是施工現場砼配合比控制不嚴、攪拌時間不夠和水泥質量差。嚴格把好進庫水泥的質量關,控制好施工現場砼配合比,掌握好攪拌時間和砼的和易性,是防止樁身砼離析和強度偏低的有效措施。

9.5樁身砼夾渣或斷樁

引起樁身砼夾泥或斷樁的原因主要有如下四方面:

(1)、初灌砼量不夠,造成初灌後埋管深度太小或導管根本就沒有入砼內。

(2)、砼灌注過程拔管長度控制不准,導管拔出砼面。

(3)、砼初凝和終凝時間太短,或灌注時間太長,使砼上部結塊,造成樁身砼夾渣。

(4)、清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多,砼灌注過程中砂粒回沉在砼面上,形成沉積砂層,阻礙砼的正常上公升,當砼衝破沉積砂層時,部分砂粒及浮渣被包入砼內。嚴重時可能造成堵管事故,導致砼灌注中斷。

導管的埋管深度宜控制在2~6公尺之間,若灌注順利,孔口泥漿返出正常,則可適當增大埋管深度,以提高灌注速度,縮短單樁的砼灌注時間。砼灌注過程拔管應有專人負責指揮,並分別採用理論灌入量計算孔內砼面和重錘實測孔內砼面,取兩者的低值來控制拔管長度,確保導管的埋管深度≥2公尺。單樁砼灌注時間宜控制在1.

5倍砼初凝時間內。

9.6樁頂砼不密實或強度達不到設計要求

樁頂砼不密實或強度達不到設計要求,其主要原因是超灌高度不夠、砼浮漿太多、孔內砼面測定不准。

對於樁徑≤1000mm的樁,超灌高度不小於樁長的4%。對於樁徑>1000mm的樁,超灌高度不小於樁長的5%。對於大體積砼的樁,樁頂10公尺內的砼應適當調整配合比,增大碎石含量,減少樁頂浮漿。

在灌注最後階段,孔內砼面測定應採用硬桿筒式取樣法測定。

10砼灌注過程因故中斷的處理辦法

砼灌注過程中斷的原因較多,在採取搶救措施後仍無法恢復正常灌注的情況下,可採用如下方法進行處理:

(1)、若剛開灌不久,孔內砼較少,可拔起導管和吊起鋼筋籠,重新鑽孔至原孔底,安裝鋼筋籠和清孔後再開始灌注砼。

(2)、迅速拔出導管,清理導管內積存砼和檢查導管後,重新安裝導管和隔水栓,然後按初灌的方法灌注砼,待隔水栓完全排出導管後,立即將導管插入原砼內,此後便可按正常的灌注方法繼續灌注砼。此法的處理過程必須在砼的初凝時間內完成。

(3)、砼灌注過程因故中斷後拔除鋼筋籠,待已灌砼強度達到c15後,先用同級鑽頭重新鑽孔,並鑽除原灌砼的浮漿,再用φ500鑽頭在樁中心鑽進300~500mm深,這樣就完成了介面的處理工作,然後便可按新樁的灌注程式灌注砼。

鑽孔灌注樁常見工程事故預防措施

4孔徑誤差 孔徑誤差主要是由於工人疏忽用錯其他規格的鑽頭,或因鑽頭陳舊,磨損後直徑偏小所致。對於樁徑800 1200mm的樁,鑽頭直徑比設計樁徑小30 50mm是合理的。每根樁開孔時,合同雙方的技術人員應驗證鑽頭規格,實行簽證手續。5鑽孔垂直度不符合規範要求 造成鑽孔垂直度不符合規範要求的主要原因如...

鑽孔灌注樁常見工程事故預防措施

1前言鑽孔灌注樁具有低噪音 小震動 無擠土,對周圍環境及鄰近建築物影響小,能穿越各種複雜地層和形成較大的單樁承載力,適應各種地質條件和不同規模建築物等優點,在橋梁 房屋 水工建築物等工程中得到廣泛應用,已成為一種重要的樁型。隨著社會經濟發展的需要,鑽孔灌注樁的樁長和樁徑不斷加大,單樁承載力也越來越高...

鑽孔灌注樁常見工程質量事故原因分析及預防措施

作者 牟孝波 房地產導刊 2014年第04期 摘要 本文對鑽孔灌注樁常見質量事故進行綜合分析,根據質量事故的發生原因,提出了便於實施的防治方法 關鍵字 鑽孔灌注樁質量事故防治方法砼強度初灌砼量孔底沉渣 一 前言 鑽孔灌注樁具有低噪音 小震動 無擠土,對周圍環境及鄰近建築物影響小,能穿越各種複雜地層和...