研究鉆孔灌注樁斷樁成因分析及防治措施的意義

word文檔可編輯復制目錄1研究鉆孔灌注樁斷樁成因分析及防治措施的意義………………22鉆孔灌注樁產(chǎn)生斷樁的原因……………………22.1清孔不徹底……………………32.2灌注過程中坍孔和縮徑………32.3導管進水及埋深不合理………42.4初灌量選擇不當及混凝土質(zhì)量不好…………42.5灌注時操作不當………………43鉆孔灌注樁斷樁的防治措施………53.1按規(guī)范要求清孔………………53.2保持孔壁穩(wěn)定、控制坍孔縮徑………………53.3選擇質(zhì)量可靠的導管、導管埋深符合規(guī)范…………………53.4保證混凝土質(zhì)量、選擇合適初灌量…………53.5嚴格遵守操作規(guī)范……………54、斷樁的處理措施…………………6謝辭……………………8參考文獻………………9鉆孔灌注樁斷樁成因分析及防治措施隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，鐵路建筑工程規(guī)模的不斷擴大，在建筑施工中鉆孔灌注樁的使用越來越廣泛，鉆孔灌注樁在施工過程中如何控制斷樁的產(chǎn)生一直是施工的重點和難點。鉆孔灌注樁是一項工序環(huán)節(jié)較多，工藝比較復雜，技術(shù)要求較高，工作量較大，并需在一個較短時間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土的隱蔽工程。施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成病樁或斷樁等重大質(zhì)量事故，危及樁基工程的質(zhì)量。因此，我建設(shè)施工單位必須對鉆孔灌注樁的原因進行分析、并及時采取有效的防控措施控制斷樁的產(chǎn)生，才能保證施工質(zhì)量，適應經(jīng)濟的發(fā)展。為國家和中鐵六局做出貢獻。1、研究鉆孔灌注樁斷樁成因分析及防治措施的意義鉆孔灌注樁是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內(nèi)放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。鉆孔灌注樁的承載力非常高，在施工時基本無噪音、無振動、無地面隆起或側(cè)移，因此對環(huán)境和周邊建筑物危害小；施工設(shè)備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設(shè)樁；對于樁穿透的土層可以在空中作原位測試，以檢測土層的性質(zhì)；鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應小等優(yōu)點；可以穿越各種土層，更可以嵌入基巖，這是別的樁型很難做到的。斷樁是鉆孔灌注樁在灌注混凝土的過程中，泥漿或沙礫進入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔開并形成上下兩段，造成混凝土變質(zhì)或截面積受損，從而使樁不能滿足受力要求。斷樁的原因主要有：施工中清孔不徹底、灌注過程中坍孔和縮徑、導管進水及埋深不合理、初灌量選擇不當及混凝土質(zhì)量不好、灌注混凝土時操作不當?shù)取＿@些危害會造成項目部資金浪費、費工廢料、加大施工成本。工程質(zhì)量受損,工期延誤，如果嚴重會造成事故會給國家鐵路和人民生命財產(chǎn)帶來不可彌補的損失。鉆孔樁是在泥漿護壁的條件下，使用機械掘進成控，采用導管法灌注水下混凝土的施工方法，鉆孔、灌注混凝土都是在水下進行，工程質(zhì)量只能通過科學的過程控制和完工后的儀器檢測來確認。所以對作業(yè)人員操作水平及施工工藝要求高。鉆孔樁事故處理的方法很多，難度也較大，無論采取什么先進的辦法處理都將對工程的進度、質(zhì)量及施工企業(yè)的信譽帶來不可忽視的影響。因此，在鉆孔樁施工中必須做到每個工序嚴格按照規(guī)范操作，水下混凝土灌注統(tǒng)一指揮、緊張而有序，對可能出現(xiàn)的問題制定切實有效的防范措施，盡最大努力杜絕事故的發(fā)生。橋梁在使用階段的破壞很多來自樁基礎(chǔ)的破壞，而樁基礎(chǔ)的破壞很大一部分是由于斷樁引起的。在施工中，保證施工過程的連續(xù)性。應排除一切可能產(chǎn)生斷樁的不利因素。橋梁鉆孔灌注樁施工包括成孔和成樁兩大過程，是一項工序環(huán)節(jié)較多，工藝比較復雜，技術(shù)要求較高，工作量較大，并需在一個較短時間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土的隱蔽工程。施工過程控制受人為因素影響較大，稍有疏忽，就難免出現(xiàn)質(zhì)量問題，造成病樁危及樁基工程的質(zhì)量或斷樁等重大質(zhì)量事故，不能高標準的完成施工，為此，必須以系統(tǒng)工程的觀點，推行全面質(zhì)量管理，明確工序質(zhì)量標準，建立嚴格的施工管理和工序質(zhì)量檢查制度，以工序過程控制，來保證成樁質(zhì)量。在完善施工工藝、提高操作技能的基礎(chǔ)上，認真分析成孔、成樁過程中所產(chǎn)生的原因，總結(jié)研究其預防治理措施，以期將施工質(zhì)量病害的影響減至最低限度，高標準、高質(zhì)量地完成樁基施工任務。在鉆孔灌注樁施工過程中，成樁工序是最重要的環(huán)節(jié)。這是因為在整個施工過程中，有60％～70％的質(zhì)量問題發(fā)生在這個階段。在這個階段中斷樁是一種常見且危害非常嚴重的事故。所謂斷樁是指灌注完成后的樁身某一截面完全無連續(xù)性或出現(xiàn)蜂窩、局部夾泥、局部不凝固等部分無連續(xù)性。斷樁將造成重大質(zhì)量事故，影響施工計劃和施工進程，造成重大經(jīng)濟損失。為了減少經(jīng)濟損失和某些工程的特殊性，往往要求斷樁后在原樁位進行處理。因此，施工單位必須要對鉆孔灌注樁斷樁原因進行分析并及時采取有效的防護措施，控制鉆孔灌注樁斷樁的產(chǎn)生和發(fā)展。提高鉆孔灌注樁的整體性和耐久性。保證施工質(zhì)量，對確保整個工程施工質(zhì)量、節(jié)約施工成本、提高施工企業(yè)的經(jīng)濟性效益和社會效益。促進經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展都具有重要意義。為國家鐵路建設(shè)和中鐵六局太原鐵建創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程打開良好的局面。也為保證國家人民生命和財產(chǎn)安全作出自己最大的力量。2、鉆孔灌注樁產(chǎn)生斷樁的原因本文以中鐵六局太原鐵建北通普項目部施工為例，該項目部承擔了大同南至湖東區(qū)間DK12+696處鐵路特大橋。該橋位于大同市湖東區(qū)，采用61-32m雙線預應力混凝土簡支梁結(jié)構(gòu)，與既有御河橋平行對應布置。橋全長2010.2米，全橋位于0‰（0#臺～55#墩）和3.8‰的坡道及直線上。采用Φ1.0m鉆孔樁基礎(chǔ)，雙線圓端形橋墩，雙線T型橋臺。鉆孔樁長度從23.5m～39m,鉆孔總計19306延米。橋下以河灘耕地為主，施工范圍內(nèi)主要地層有填筑土、粉土、粉質(zhì)粘土、砂類土、圓礫土。本橋主要跨越桑干河支流御河，日常水流主要在51#～53#墩間，該河流屬暴雨型間歇來水，水面寬度約為30m，水深為0.5～1.0m，流速小于0.3m/s。本橋鉆孔樁施工采用旋挖鉆機成孔,因此在施工過程中鉆孔灌注樁可能會產(chǎn)生斷樁，為了防控鉆孔灌注樁斷樁的產(chǎn)生，現(xiàn)根據(jù)施工特點及施工類型，我項目部組織專業(yè)技術(shù)人員從以下幾個方面進行分析：2.1清孔不徹底清孔不徹底的原因：一是因孔底沉渣過厚；二是因泥漿比重大、含砂量高，孔底沉渣過厚；清孔系數(shù)mo值大大降低，樁尖處的極限承載力降低，將形成廢樁；泥漿比重大，含砂量高，在灌注水下混凝土時，易造成鋼筋籠外部分無混凝土而形成部分斷樁和產(chǎn)生夾層斷樁。同時隨著灌注的進行，孔內(nèi)的泥砂逐漸沉積在已灌注的混凝土頂面，并隨混凝土的上升而上升，造成混凝土頂面沉積泥砂過厚，灌注深度難以探測準確．易造成導管提漏形成斷樁。2.2灌注過程中坍孔和縮徑灌注過程中的坍孔：一是由于清孔后泥漿比重不夠及其泥漿性能指標不能滿足要求，使孔壁未能形成堅實的泥皮，孔壁坍塌、掉塊：二是清孔后，河水、潮水上漲致使孔內(nèi)出現(xiàn)承壓水，或鉆孔通過強透水層．孔內(nèi)水流失后未及時補水，造成孔內(nèi)水頭高度不夠孔壁坍塌?？妆谑Х€(wěn)坍塌、掉塊會造成斷樁、夾層甚至埋管事故。灌注過程中的縮徑往往是因為鉆孔穿過地層中的膨脹土(軟弱土)層張益飛長時間浸水后膨脹．造成孔徑縮?。a(chǎn)生部分斷樁或夾層斷樁。2.3導管進水及埋深不合理導管是水下混凝土灌注的主要設(shè)備，如果導管連接不直，接頭處密封不可靠，漏氣漏水．必然會使樁身存在氣孔、缺陷、直至產(chǎn)生斷樁。初灌時，如果導管底口距離孔底過近，一旦混凝土淹沒底口．就會使混凝土流動速度大大減緩，致使灌注困難；若距離過大．會造成混凝土離析，嚴重影響樁底混凝土質(zhì)量導管在混凝土內(nèi)埋深過?。嘧r產(chǎn)生的超壓力和沖擊力會大大增加．往往會使導管外混凝土面上的浮漿皮、沉渣夾裹卷進混凝土內(nèi)形成夾層：反之若埋深過大．導管底口壓力減小，管內(nèi)混凝土不易流出。容易造成堵塞，甚至埋管事故。2.4初灌量選擇不當及混凝土質(zhì)量不好初灌混凝土用量的選擇對整個樁的灌注質(zhì)量至關(guān)重要。初灌量不足，導管埋深過淺或未埋?。紩箤Ч苓M水，造成混凝土嚴重離析，形成斷樁。如果初灌量過大，則會使導管提升困難，影響后續(xù)灌注。水泥初凝時間過短，灌注后期．首批灌注的混凝土已初凝，混凝土的流動性大大降低，而繼續(xù)灌注的混凝土沖破頂層而上升．在兩層混凝土中夾存泥漿、渣土，甚至全樁夾有泥漿、渣土而形成斷樁。骨料粒徑偏大或河砂中夾有大粒徑的河卵石．致使灌注過程中，混凝土在導管中形成卡管。實際生產(chǎn)中由于氣候等諸多因素的影響．拌制的混凝土含砂率、水灰比與實驗室提供的含砂率、水灰比存在較大的偏差。混凝土的和易性、流動性較差均易導致卡管?？ü芴幚頃r間過長將導致灌注時間過長，首批灌注混凝土已初凝，易形成斷樁。若卡管后，用吊繩拌動導管，導管上安裝附著式振搗器．用長桿沖搗導管內(nèi)混凝土等方法后不能使導管內(nèi)混凝土下落時．應立即吊出導管，在已灌注的混凝土頂面再次清孔后，重新灌注。2.5灌注時操作不當灌注中途停工過久，先灌入的混凝土達到初凝失去了流動性而形成斷樁。灌注過程中混凝土拌和物從漏斗頂溢出或從漏斗外掉入孔內(nèi)．使泥漿內(nèi)含有水泥而變稠凝結(jié)。導致測深不準，誤將導管提離混凝土面．孔內(nèi)泥漿混入混凝土而造成斷樁事故。提離導管過猛．導管內(nèi)的混凝土會急劇下降．并對混凝土面有一定擾動，若將導管提離混凝土面．導管內(nèi)的混凝土會直接沖擊浮漿造成斷樁。在灌注過程中，當導管內(nèi)混凝土不滿，導管上部有空氣時．整斗混凝土灌入漏斗和導管，管內(nèi)空氣來不及排出，在導管內(nèi)形成高壓氣囊并擠出接頭處的橡皮墊，而使導管漏水，導致混凝土離析。若進入的泥漿多，離析發(fā)生到一定程度，離析出的卵石易在管內(nèi)出現(xiàn)“架橋”而堵管，以致無法繼續(xù)灌注，從而造成斷樁事故。3、鉆孔灌注樁斷樁的防治措施”。斷樁會給項目部帶來資金浪費,工程質(zhì)量受損,工期延誤等危害，為了提高工程質(zhì)量和項目部的經(jīng)營效益，我們必須采取有效的防治措施避免斷樁的發(fā)生。為此在施工前我認真分析編制行之有效的施工組織設(shè)計，在施工中嚴格要求、精心管理施工技術(shù)，確保施工質(zhì)量。3.1按規(guī)范要求清孔成孔后應立即進行清孔．而且清孔應盡量采用泵吸反循環(huán)清孔．反循環(huán)清孔時，泥漿上返速度快，孔底排渣較干凈。泥漿的比重在1．05～120t／m，之間，含砂率小于4％。粘度試驗中，泥漿通過漏斗粘度計的時間是17s～20s。灌注前，必須對孔底沉淀層厚度再進行一次測定．清孔后孔內(nèi)沉渣厚度．摩擦樁不大于0．44),6d(d為設(shè)計樁徑)．端承樁不大于50mm。如厚度超過規(guī)定，需再次清孔．符合要求后立即灌注混凝土。3.2保持孔壁穩(wěn)定、控制坍孔縮徑發(fā)現(xiàn)坍孔、掉塊。應采取相應措施，如調(diào)整泥漿性能、保持水頭壓力或加大水頭壓力、移開重物或機械振動等．然后用吸泥機吸出坍入孔中的泥土。如不繼續(xù)坍孔，可恢復正常灌注。如坍孔不停止．坍塌部位較深。應將導管拔出．重新填埋鉆孔。對于易產(chǎn)生縮孔地層。分析原因后確定處理方法．一般采用補焊鉆頭重新鉆進以及在孔內(nèi)拋填片石、粘土擠壓軟土地層進行處理．灌注時應快速進行。3.3選擇質(zhì)量可靠的導管、導管埋深符合規(guī)范為避免導管漏水．下導管前應仔細檢查接頭處橡膠密封墊圈和導管加工質(zhì)量．以保證密封性能可靠。不同施工條件下的導管及適用范圍。導管埋深不能小于2m。最大埋深不能大于8m．一般控制在4—6m．。埋深過小會使管外混凝土面上的泥漿卷入混凝土形成夾泥；過大則使混凝土不易流出頂升，還可造成樁外周的混凝土出現(xiàn)骨料離析和空洞，減小樁的有效直徑；亦可造成近導管處混凝土面高，遠導管處混凝土面低，從而混凝土先頂升再水平擴散，出現(xiàn)死角區(qū)，使泥漿和混凝土混合物填實在死角區(qū)，造成鋼筋的握裹力不足。所以應加強測深，控制埋深。若導管斷在混凝土中，則繼續(xù)澆筑，權(quán)當加入鋼筋；若導管斷在混凝土外，則采用重插法，設(shè)置隔水栓，則從下導管重新澆筑。

3.4保證混凝土質(zhì)量、選擇合適初灌量選用初凝時間不早于2．5h的水泥．對于樁較長。樁徑大．灌注時間較長者．可在首批混凝土中摻入緩凝劑；嚴格控制粗骨料最大粒徑不大于導管內(nèi)徑的1／61／8或鋼筋最小凈距的1／4．細骨料的級配選擇良好的中砂．同時注意剔除細骨料中的大卵石：努力降低實際生產(chǎn)與試驗之間的偏差．施工過程中要及時做好材料含水量的檢測．保證用水量和含砂率不至產(chǎn)生較大偏差．保證混凝土的和易性和流性．其坍落度控制在18em～20cm之間。初灌時．應有足夠的混凝土儲備量．使導管一次埋入混凝土面以下1．Om以上．導管底口距孔底高度應在0．30．5m．以便能放出隔水塞及首批混凝土。3.5嚴格遵守施工操作規(guī)范首批混凝土灌注正常后。應連續(xù)不斷灌注混凝土，嚴禁中途停工。混凝土灌注的上升速度不得小于2m／h。灌注時間必須控制在埋入導管中的混凝土不喪失流動性的時間內(nèi)。灌注過程中．嚴格防止混凝土從漏斗中溢出掉入孔內(nèi)。使泥漿含有混凝土而凝結(jié)變硬．使測量產(chǎn)生誤差。嚴格控制導管埋深在4m一6m之間。在接近混凝土樁頂標高3m一5m時，使用鋼管取樣可準確檢測混凝土表面的深度．確保導管理深。4、斷樁的處理措施斷樁是嚴重的質(zhì)量事故。對于產(chǎn)生斷樁的因素必須在施工初期就徹底清除其隱患同時又必須準備相應的對策，為預防事故的發(fā)生采取措施補救。具體措施如下：①氣吸法處理灌注初期混凝土尚未凝結(jié)時采用氣吸法處理。如果在開盤后僅僅灌注了數(shù)m就因故停止．而且確實在短時間內(nèi)不能恢復灌注。則應立即拔出導管，用氣吸法吸渣．將孔內(nèi)尚未凝結(jié)的混凝土清除干凈再重新灌注混凝土。②斷樁沖碎法處理斷樁沖碎法適用于孔內(nèi)灌注混凝土已達到一定強度．無法采用氣吸法處理時采用。首先考慮割除部分鋼筋籠．趁混凝土強度低時用沖擊鉆將混凝土及鋼筋籠全部沖碎清除．鋼筋沖碎后可用電磁鐵吸除．再重新鉆孔灌注混凝土。采用以上兩種方法處理不留后患．是早期斷樁處理的首選方案。③加套內(nèi)護筒．清水接樁,灌注中止時．混凝土面離孔口不足20m．可采用一個比鋼筋直徑稍小的牙輪鉆頭．從混凝土面鉆入1．Om以清除表層混凝土，然后制作一條比現(xiàn)有護簡稍小而比鋼筋籠直徑稍大．盡量接近設(shè)計樁徑的鋼護簡．從外護筒與鋼筋籠之間放入孔內(nèi)．直至混凝土面。按施工慣例。護簡直徑比設(shè)計直徑大20cm以上，因此內(nèi)護簡直徑可以比設(shè)計直徑稍大．內(nèi)護筒外焊接定位筋．防止內(nèi)護筒偏位。如放入有困難．可用震動錘協(xié)助打入．再將孔內(nèi)泥漿換成清水．由潛水員潛入護筒底．將鉆頭周圍未能完全清除干凈的混凝土浮渣鑿除．最后在清水條件下第二次灌注水下混凝土④旋噴帷幕法在斷樁周圍．打一圈互相交聯(lián)的旋噴樁，形成一圈封閉形的防滲帷幕．在鉆孔內(nèi)進行人工開挖。清理鑿除石渣、淤泥和斷樁混凝土表面．然后澆注混凝土。機械振搗密實完成接樁⑤水泥注漿補強法對于坍孔、掉塊、縮徑等不嚴重的樁身局部夾泥．強度不能達到要求的．可采用注水泥漿補強的方法．并采用多組補強孔。補強孔要求穿過斷樁面至少lm．注漿前應用高壓水沖洗至出漿口有清水流出．注漿先用水灰比為0．8的稀漿．待出漿口有稀漿流出時。再改用0．5的濃漿．當濃漿從出漿口流出時．用碎石和麻絮等封填出漿口．再用0．4的水泥漿壓入．并增大壓力、穩(wěn)壓、悶漿。如果坍孔或縮徑嚴重。則采用其它方法處理。御河特大橋鉆孔灌注樁的施工，由于作業(yè)人員嚴格執(zhí)行施工方案，使得鉆孔灌注樁未出現(xiàn)斷樁、縮頸等現(xiàn)象，達到了設(shè)計和施工規(guī)范要求，證明了所制定的施工方案是成功的。通過御河特大橋鉆孔樁的施工，對鉆孔樁施工過程控制及事故預防、處理有了更鉆孔灌注樁施工由于受諸多因素的影響．產(chǎn)生斷樁不可避免．我們要掌握發(fā)生斷樁因素．對斷樁進行合理的分析。在施工中加以科學預防．盡量減少斷樁的發(fā)生，以確保工程質(zhì)量。綜上所述，通過對鉆孔灌注樁斷樁的成因分析，我們采取了有效的防控措施。在材料選擇、施工工藝以及后期的養(yǎng)護等相關(guān)方面的過程中，我們充分考慮了各種因素的影響，嚴把質(zhì)量關(guān)，避免了鉆孔灌注樁斷樁的