文档介绍：客运专线钻孔灌注桩清孔技术及断桩的预防和处理
中铁十一局武广客运专线XXTJI标项目经理部
作者:李文平(**********)
钟秋(**********)
【摘要】沉渣过厚和断桩都会引起钻孔灌注桩承载力严重不足。本文介绍了钻孔灌注桩清孔的方法,分析了断桩的原因和影响因素,提出了不同原因引起的以及不同位置出现的断桩处理方式。
【关键词】钻孔灌注桩清孔断桩预防处理
一、前言
钻孔灌注桩属于隐蔽工程,施工工序较多,不宜长时间中间停顿,其主要工序的施工过程都在水下及地下进行,不便监视。同时影响钻孔灌注桩施工质量的因素很多,如地质因素,钻孔工艺,护壁,钢筋笼的上浮,混凝土的配制、灌注等难以全部预见,不可避免地会出现诸如桩身缩径、夹泥、断桩和沉渣过厚等各种形态的质量缺陷,影响桩身的完整性和单桩的承载能力。其中沉渣厚度对单桩的竖向承载力尤其对柱桩的承载力影响非常大,沉渣厚度超限也是施工中经常出现的问题,必须引起高度重视。
二、钻孔灌注桩清孔技术
桩孔钻至设计标高后,孔内一部分泥渣沉淀,一部分呈悬浮状态,另一部分附着在孔壁上。同时随间歇时间的增加,后两部分泥渣还会继续沉淀,从而使孔底积成一层沉渣,降低桩的承载能力。所以在灌注桩身混凝土前,必须将其清除,这项工作称为清孔。根据武广客专规定,沉渣的容许厚度为:摩擦桩≤10cm,柱桩≤5cm。清孔的方法应根据钻孔方法、设计对清孔的要求、机具设备和孔壁土质情况而定。
常用的方法如下:
1、抽渣法
用抽渣筒掏孔底沉渣应边抽边加水。保持一定的水头高度。抽渣后,用一根水管插到孔底注水,使水流从孔口溢出。在溢水过程中,孔内的泥浆密度逐渐降低,达到所要求的标准后停止。此法适用于冲抓、冲击成孔的各类土质的摩擦桩。抽渣后孔内泥浆相对密度应≤。在灌注混凝土前应再次检查沉渣量,如沉渣量超过要求,需进行二次清孔,清孔完成后立即灌注水下混凝土。
2、冲渣法
冲渣法清孔时由风管将高压空气输进排泥管,使泥浆形成密度较小的泥浆空气混合物,在水柱压力下将泥浆和孔底沉渣排出,同时向孔内注水,保持孔内水位不变,直至喷出的泥浆指标符合规定时为止,此法适用于不易坍塌的柱桩和摩擦桩清孔。
若灌注混凝土前发现清孔后孔底沉淀层仍较厚时,可在导管外安设直径为30mm射水管,冲射3~5min,使沉淀层翻起,然后立即灌注水下混凝土,射水压力比孔底泥浆压力大50kpa即可。
3、换浆法
正循环旋转钻孔在终孔后,停止进尺,保持泥浆正常循环,以中速压入符合规定标准的泥浆,把孔内密度大的泥浆换出,使含砂率逐步减少,最后换成纯净的稠泥浆,这种泥浆短时间不会沉淀,使孔底沉淀层在允许的范围内。其具体步骤是:当钻孔距设计标高1m时,改用纯净的稠泥浆(相对密度≥)钻至设计标高,然后钻头提离孔底20cm左右空转,继续供给稠泥浆,保持泥浆正常循环,待孔内泥浆换完为止。
三、断桩的原因和预防措施
断桩是严重的质量事故,断桩的原因有:
1、初灌未封底
①导管距孔底太远,初灌量没有埋住导管。导管底端距孔底高度依据桩径、隔水阀种类及大小而定,最高≤。②导管顶漏斗方量小于初灌所需封底方量。施工前应根据孔径、导管距孔底高度计算封底砼量,漏斗最大方量不得小于封底砼量,保证初灌量能埋住导管
2、导管堵塞
浇筑时间过长,上部混凝土已接近初凝,形成硬壳,而且随时间增长,泥浆中残渣将不断沉淀,从而加厚了聚积在混凝土表面的沉淀物,造成混凝土浇筑极为困难而堵管,因此应尽可能提高混凝土浇筑速度。快速连续浇筑,使混凝土和泥浆一直保持流动状态,可防导管堵塞,如突然浇筑大量的混凝土,使导管内空气不能马上排出,可能导致堵管。如发生堵管可在导管上部用钢筋疏通,或在下部提取导管上下振击。
3、导管漏水
导管使用前须做密封试验,浇筑前检查导管是否漏水、弯曲等缺陷,发现问题要及时更换。在浇筑过程中发现漏水应加快浇筑速度,并加大混凝土埋深,使管内混凝土超出漏水处。
4、导管拔出混凝土面
导管提漏有两种原因:①当导管堵塞时,一般采用上下提振法,使混凝土强行流出,但如果此时导管埋深较小,极易提漏;②因泥浆过稠,在测量导管埋深时,对混凝土浇筑高度判断错误,而在卸管时又多提,使导管提离混凝土面,产生提漏。因此,必须严格按照规程用规定的测深锤测量孔内混凝土表面高度,并认真核对,保证提升导管不出现失误。
5、导管被混凝土埋住、卡死
在浇筑过程中,导管的埋置深度是一个重要的施工指标。导管埋深过大,以及浇筑时间过长,导致已浇混凝土流动性降低,从而增大混凝土与导管壁的摩擦力,加上如果导管采用提升阻力很大的法兰盘连接,在提升时连接螺栓拉断或导管破裂而产生断桩。因此首先应尽量采用丝口连接的导管,导管插入混凝土中的深度应根据搅拌混凝土的质量、供应速度、浇