06.09 交通商城為你總結:鑽孔灌注樁施工質量事故預防措施

一、地質勘探資料和設計文件

(一)可能存在的問題

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,樁周摩阻力和端承載力不足等問題;設計文件主要存在對地質勘探資料沒有認真研究、樁型選擇不當、地面標高不清等問題。

(二)預防措施

在樁基開始施工前,對地質勘探資料和設計文件進行認真研究。對樁基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持力層剪切破壞。場地有較厚的回填和軟土層時,設計者應認真校核樁基是否存在負摩擦現象。

二、孔口高程的誤差

孔口高程的誤差主要有兩個方面: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而引起的誤差;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

(二)鑽孔深度的誤差

有些工程在場地回填平整前就及逆行工程地質勘探,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界面,不宜採用測繩測定孔深。對於端承樁鑽孔的終孔標高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。

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三、孔徑誤差

孔徑誤差主要是由於作業人員疏忽錯用其他規格的鑽頭,或因鑽頭陳舊,磨損後直徑偏小所致。對於直徑800~1200mm的樁,鑽頭直徑比設計樁徑小30~50mm是合理的。每根樁孔開孔時,應驗證鑽頭規格,實行簽證手續。

四、鑽孔垂直度不符合規範要求

(一)主要原因

(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,造成偏離鑽進方向;

(4)鑽進中遇軟硬土層交界面或傾斜巖面時,鑽壓過高使鑽頭受力不均,造成偏離鑽進方向。

(二)控制鑽孔垂直度的主要技術措施

(1)壓實、平整施工場地;

(2)安裝鑽機時應嚴格檢查鑽機的平整度和主動鑽桿的垂直度,鑽進過程中應定時檢查主動鑽桿的垂直度,發現偏差立即調整;

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(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)在軟硬土層交界面或傾斜巖面處鑽進,應低俗低鑽壓鑽進。發現鑽孔偏斜,應及時回填黏土,衝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正器。

五、塌孔與縮徑

(一)主要原因

塌孔與縮徑產生的原因基本相同,主要是地層複雜、鑽進速度過快、護壁泥漿性能差、成孔後放置時間過長沒有灌注混凝土等原因所致。

(二)預防措施

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2m/h以內,泥漿性能主要控制其密度、黏度、含砂率,若孔內自然造漿的除砂處理,可控制泥漿的密度和含砂率。沒有特殊原因,鋼筋骨架安裝後應立即灌注混凝土。

六、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,結合現場取樣進行綜合判定。

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對於樁端持力層為強風化巖或中風化巖的樁,判定岩層界面難度較大,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。

七、孔底沉渣過厚或灌注混凝土前孔內泥漿含沙量過大

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,首先需要準確測量樁的終孔深度,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泵吸反循環清孔。當採用正循環清孔時,前階段應採用高粘度濃漿清孔,並加大泥漿泵的流量,使沙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沙量過低,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黏度和稠度偏小,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。

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八、水下混凝土灌注和樁身混凝土質量問題

混凝土質量關係到混凝土灌注過程是否順利和樁身混凝土質量兩大方面。要配製出高質量的混凝土,首先要設計好配合比和做好現場試配工作,採用高強度水泥時,應注意混凝土的初凝和終凝時間與單樁灌注時間的關係,必要時添加混凝劑。施工現場應嚴格控制好配合比(特別是水膠比)和攪拌時間。掌握好混凝土的和易性及其塌落度,防止混凝土在灌注過程中發生離析和堵管。

(一)初灌時埋管深度達不到規範要求

規範規定,灌注導管底端至孔底的距離應為0.3~0.5m,初灌時導管首次埋深應不小於1.0m。在計算混凝土的初灌量時,除計算樁長所需混凝土量外,還應計算導管內積存的混凝土量。

(二)灌注混凝土時堵管

(1)灌注混凝土時發生堵管主要是由灌注導管破漏、灌注導管底距孔底深度大小、完成二次清孔後灌注混凝土的準備時間太長、隔水栓不規範、混凝土配製質量差、灌注過程中灌注導管埋深過大等原因引起。

(2)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,檢查項目主要有灌注導管是否存在孔洞和裂縫、接頭是否密封、厚度是否合格。

(3)灌注導管前應進行水密承壓和接頭抗拉試驗,嚴禁用氣壓。進行水密實驗的水壓不應小於孔內水深1.5倍的壓力,也不應小於導管壁和焊縫可能承受灌注混凝土時最大內壓力P的1.5倍。

(4)灌注導管底部至孔底的距離應為300~500mm,在灌漿設備初灌量足夠的條件下,應儘可能取大值。隔水栓應認真細緻製作,其直徑和橢圓度應符合使用要求,其長度應不大於200mm。

(5)完成第二次清孔後,應立即開始灌注土,若因故推遲灌注混凝土,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,並導致隔水栓無法正常工作而發生堵管事故。

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(三)灌注混凝土過程中鋼筋骨架上浮

1、主要原因

(1)滬寧圖初凝和終凝時間太短,使孔內混凝土過早結塊,當混凝土面上升至鋼筋骨架底時,結塊的混凝土托起鋼筋骨架;

(2)清孔時孔內泥漿懸浮的沙礫太多,混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上形成較密實的砂層,並隨孔內混凝土逐漸升高,當砂層上升至鋼筋骨架底部時托起鋼筋骨架;

(3)混凝土灌注至鋼筋骨架底部時,灌注速度太快,造成鋼筋骨架上浮。

2、預防措施

除認真清孔外,當灌注的混凝土面距鋼筋骨架底部1m左右時,應降低灌注速度。當混凝土面上升到骨架底口4m以上時,提升到管,使導管底口高於骨架底部2m以上,然後恢復正常灌注速度。

(四)轉身混凝土強度低或混凝土離析

主要原因是施工現場混凝土配合比控制不嚴、攪拌時間不夠和水泥質量差。預防措施:嚴格把好進場水泥的質量關,控制好施工現場混凝土配合比,掌握好攪拌時間和混凝土的和易性。

(五)樁身混凝土夾渣或斷樁

1、主要原因

(1)初灌混凝土量不夠,造成初灌後埋管深度太小或導管根本就沒有進入混凝土;

(2)混凝土灌注過程拔管長度控制不準,導管拔出混凝土面;

(3)混凝土初凝和終凝時間太短,或灌注時間太長,使混凝土上部結塊,造成樁身混凝土夾渣。

(4)清孔時孔內泥漿懸浮的砂粒太多,混凝土灌注過程中砂粒回沉在混凝土面上,形成沉積砂層,阻礙混凝土的正常上升,當混凝土衝破沉積砂層時,部分砂粒及浮渣被包入混凝土內。嚴重時可能造成堵管事故,導致混凝土灌注中斷。

2、預防辦法

導管的埋置深度宜控制在2~6m之間。混凝土灌注過程中拔管應有專人負責指揮,並分別採用理論灌入量計算孔內混凝土面和重錘實測孔內混凝土面,取兩者的低值來控制拔管長度,確保導管的埋置深度不小於1.0m。單樁混凝土灌注時間宜控制在1.5倍混凝土初凝時間內。

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(六)樁頂混凝土不密實或強度達不到設計要求

主要原因是超灌高度不夠、混凝土浮漿太多、孔內混凝土面測定不準。

根據《城市橋樑工程施工與質量驗收規範》CJJ2-2008中相關規定,樁頂混凝土灌注完成後應高出設計標高0.5~1m。對於大體積混凝土的樁,樁頂10m內的混凝土還應適當調整配合比,增大碎石含量,減少樁頂浮漿。在灌注最後階段,孔內混凝土面測定應採用硬杆筒式取樣法測定。

九、混凝土灌注過程因故中斷

混凝土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,孔內混凝土較少,可拔起導管和吊起鋼筋骨架,重新鑽孔至原孔底,安裝鋼筋骨架和清孔後再開始灌注混凝土。

(2)迅速拔出導管,清理導管內積存混凝土和檢查導管後,重新安裝導管和隔水栓,然後按初灌的方法灌注混凝土,待隔水栓完全排出導管後,立即將導管插入原混凝土內,此後便可按正常的灌注方法繼續灌注混凝土。此法的處理過程必須再混凝土的初凝時間內完成。

(3)混凝土灌注過程因故中斷後拔出鋼筋骨架,待已灌混凝土強度達到C15後,先用同級鑽頭重新鑽孔,並鑽除原灌混凝土的浮漿,再用500鑽頭在樁中心轉進300~500mm深,這樣就完成了接口的處理工作,然後便可按新樁的灌注程序灌注混凝土。

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