鉆孔灌注樁斷樁事故的處理與原因分析

鉆孔灌注樁斷樁事故的處理與原因分析

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1、鉆孔灌注樁斷樁事故的處理與原因分析李紅摘要:介紹了大直徑鉆孔灌注樁斷樁事故的詳細處理過程,進一步分析出現(xiàn)斷樁的原因及施工中的對策。關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;斷樁;處理過程;原因分析;對策一、工程概況某基礎(chǔ)工程采用泥漿護壁鉆孔灌注樁,總樁數(shù)286根,樁徑1.2m,樁端要求進入中風(fēng)化含粉砂泥巖層厚度大于2.0m,有效樁長約49m,樁身混凝土設(shè)計強度為C30,單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值為8900KN。樁基檢測采取震測法(機械阻抗法)。該場區(qū)的工程地質(zhì)條件簡述如下:①層:雜填土及素填土,高程18.7~24.88m,厚6.1m。②層:粉質(zhì)粘土及亞粉土層,高程5.98~18.78m,厚12.8m,局部夾有淤泥及淤泥

2、質(zhì)土。③層:粉細砂層,高程-0.82~5.98m,厚6.8m。④層:細中砂層,高程-16.92~0.82m,厚16.1m。⑤層:亞粉土混粉細砂層,高程-20.32~16.92m,厚3.4m,⑥層:強弱分化含砂泥巖互層,高程在-20.32m以下。二、主要施工工藝及檢測結(jié)果本工程采用GPS-15型泵吸反循環(huán)鉆機鉆進成孔,利用原土造漿正、反循環(huán)結(jié)合鉆進,并根據(jù)不同地層選用不同的鉆進參數(shù)。當(dāng)鉆進至中風(fēng)化含砂泥巖層后進行反循環(huán)取樣鑒別,巖性較硬時采用筒式或刮刀鉆頭鉆進,直止鉆進至設(shè)計孔深。由于現(xiàn)場施工場地較大,采用現(xiàn)場攪拌混凝土灌注,灌注前采用反循環(huán)二次清孔并嚴格控制孔底沉渣厚度不大于10cm。全部2

3、86根樁施工完畢后經(jīng)檢測,I類樁273根,占總樁數(shù)的95.5%;II類樁12根,占總樁數(shù)的4.2%;III類樁1根,占總樁數(shù)的0.3%;其中III類樁為在樁頂下13m處存在缺陷,并初步判斷為斷樁。三、斷樁的處理原理及步驟1.處理原理:采用高壓水頭將缺陷段處混凝土及泥砂進行高壓切割,將所夾泥沙等物排出后壓入水泥漿進行固結(jié),以使樁身砼達到設(shè)計強度要求。2.處理步驟①抽芯驗證:為驗證小應(yīng)變檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性及缺陷段的位置,在樁頂對稱位置鉆取兩個小孔并取樣(抽芯孔位置見圖一)。發(fā)現(xiàn)1#孔在樁身12.8m~13.2m處存在混凝土局部夾砂現(xiàn)象,其它位置巖芯較為完整。2#孔取芯結(jié)果良好,巖芯完整。②鉆孔布管

4、:在樁頂布置5個鉆孔(其中兩個孔為取樣孔),呈梅花型布置,采用地質(zhì)鉆機取樣鉆進,孔徑φ76mm,孔深16m。③高壓洗割:采用BW-350/30高壓泵,在孔深13-15m處對缺陷段位置進行高壓洗割,并將洗割掉的泥砂通過高壓水流排出孔外,直止完全清洗干凈為止。高壓泵最大工作壓力達30Mpa,以保證將強度達不到設(shè)計要求的混凝土也沖刷干凈。④布管:鉆孔清洗干凈后,在每個孔內(nèi)下入直徑為1英寸的壓漿管,壓漿管底部安裝壓漿器,并將壓漿器包裹好后置于缺陷段位置,以防止孔內(nèi)泥砂將壓漿器孔眼堵塞。⑤封孔:孔底至樁頂標(biāo)高以下11m處用1~3mm中粗砂填充,上部0~1lm用水泥球封孔。水泥球采用PO42.5級水泥制

5、作,并加入適量早強劑,水灰比不大于0.4:1。⑥壓漿:封孔10天后即可壓漿,泵壓控制在0.5~3.0Mpa之間。水泥漿采用PO42.5級水泥配制,水灰比0.45:1,單孔壓漿量大于500Kg。四、處理效果壓漿完畢后14天進行小應(yīng)變檢測,檢測曲線如圖二所示,并判斷為Ⅱ類樁。五、斷樁質(zhì)量事故原因分析及對策1、大直徑(直徑大于800mm)、深孔(孔深超過30m)鉆孔灌注樁必須采用反循環(huán)施工工藝,并嚴格控制泥漿比重不大于1.25,泥漿含砂率小于5%,孔底沉渣不大于10cm。若泥漿比重過大、含砂率較高或孔底沉渣較圖二:小應(yīng)變檢測曲線圖厚,在混凝土灌注過程中,孔內(nèi)泥砂極易與混凝土混合,造成混凝土強度達不

6、到設(shè)計要求,嚴重者造成斷樁事故。2、本場區(qū)②層粉質(zhì)粘土及亞粉土層中普遍夾有淤泥及淤泥質(zhì)土,在鉆進及混凝土灌注過程中極易發(fā)生塌孔事故。特別在灌注過程中發(fā)生塌孔,孔壁泥土就直接夾雜在混凝土中,造成斷樁事故。所以必須選用優(yōu)質(zhì)泥漿保持孔壁穩(wěn)定,同時在灌注過程中要保持孔壁內(nèi)、外壓力平衡,當(dāng)泥漿滲漏嚴重時要及時向孔內(nèi)補充泥漿。3、現(xiàn)場攪拌混凝土由于勞動強度大,施工效率底,砼和易性差。特別在大直徑灌注樁混凝土灌注過程中每次拔管時間間隔長,砼面浮漿多,灌注過程中容易出現(xiàn)夾泥夾砂現(xiàn)象,嚴重者出現(xiàn)斷樁。因此,在大直徑灌注樁施工中盡量避免使用現(xiàn)場攪拌混凝土,或者采用現(xiàn)場攪拌時增加機械和人員數(shù)量,同時在混凝土中加入

7、適量木質(zhì)素黃酸鹽,以增強砼的和易性。4、單孔灌注時間的增加或泥漿比重較大,使砼面浮漿越積越多,用測繩測量砼面時容易產(chǎn)生較大誤差,在拔管時常因埋管深度不夠而使導(dǎo)管提離砼面。為防止此種情況的發(fā)生,在測量孔深時可適當(dāng)增加測錘的重量,并在砼面附近上下拉動測繩,以判斷測錘是否在砼面附近。當(dāng)砼面離地面較淺時,也可將長鋼筋直接插入孔內(nèi)測量。六、結(jié)語大直徑、深孔鉆孔灌注樁施工必須采用反循環(huán)施工工藝,并嚴格按規(guī)范要求組織施工,

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