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灌注桩断桩的原因、处治方法及预防措施
作者:管理员    发布于:2017-09-23 10:30:40    文字:【】【】【

目前,桥梁工程的设计、施工中经常采用灌注桩基础,因为它的优点很多:承载力好,简化施工,缩短工期,降低了工程造价,所需设备简单,操作方便。但施工过程中断桩问题一直是困扰施工单位的难题。下面就灌注桩断桩产生的原因及解决方法作以下几点论述。 

一、断桩产生的原因 

所谓断桩是指泥浆与水泥砂浆混合物把灌注桩的上下段混凝土隔开,使混凝土变质或截面受损,成为断桩。断桩是施工过程中严重的质量问题,如不作妥善处理,桩不能使用。因此灌注时要十分注意防止断桩。断桩的常见原因有以下几种: 

1、灌注时间长,表面混凝土流动性差,导管埋深浅,继续灌注的混凝土冲破表面层而上升,将混有泥浆的表层覆盖、包裹,就会造成断桩或桩身夹泥。 

2、导管提升过猛使混凝土卡管时,往往采用抖动导管的办法来迫使导管内混凝土下降,此时导管没有提离混凝土表面(只是埋深变浅),则可能有泥浆混入,形成桩身夹泥。如导管提离混凝土面太大,就成为断桩。 

3、测深不准,由于把沉积在混凝土面上浓泥浆中可能含有的泥块误认为混凝土,错误地判断混凝土表面高度,使导管提离混凝土面成为断桩。由于拆除导管的尺度时的统计错误,也会发生这种事故。 

4、灌注中途,混凝土卡管或导管严重漏水,需拔出导管才能处理,也将形成断桩。 

5、突然停电,现场没有配备发电机或发电机也突然发生故障,搅拌设备或吊机突然损坏,浇灌过程中突然暴雨无法继续浇灌等等,使中途停顿时间太长,不得不将导管提离混凝土面形成断桩。 

6、混凝土灌注过程中孔壁发生坍塌。 

7、混凝土灌注前泥浆比重、含砂率过大或泥浆的粘度过小,在灌注过程中泥浆或砂发生大量沉降,致使导管在混凝土中的埋置深度过小。 

8、混凝土的离析导致混凝土的强度降低,严重的也会引起断桩。混凝土离析产生的原因:灌桩用混凝土灌注前本身就发生了离析。混凝土灌注过程中导管内进水,使水泥和骨料之间发生了分离。灌注过程中导管在混凝土中的埋置深度过小,首批混凝土中已被泥浆离析的部分混凝土没有上翻而留在桩的内部。 

二、断桩的常用处治方法 

1、原位复桩。对在施工过程中及时发现和超声波检测出的断桩,采用彻底清理后,在原位重新浇筑一根新桩,做到较为彻底处理。此种方法效果好、难度大、周期长、费用高,可根据工程的重要性、地质条件、缺陷数量等因素选择采用。 

2、接桩。为确保工程质量,停止混凝土的浇筑并提前拔出导管。确定接桩方案,首先,对桩进行声测确定好混凝土的部位;其次,根据设计提供的地质资料确定井点降水-开挖-20#素混凝土进行护壁,护壁内用钢筋箍圈进行加固。第三,挖至合格数处利用人工凿毛,按挖孔法混凝土施工方法进行混凝土的浇注。 

3、桩芯凿井法。这种方法说起来容易做起来难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一直径为80cm的井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用挖孔混凝土施工方法浇筑膨胀混凝土。此方法日进度缓慢,如果遇到个别桩水处理不好、降不下去,更是困难重重,导致质量、工期和经济上的重大损失。 

4、补送结合法。当打入桩采用分节连接,逐根沉人时,差的接桩可能发生连接节点脱开的情况,此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打,使其下沉,把松开的接头再顶紧,使之具有一定的竖向承载力;其次,适当补些全长完整的桩,一方面补足整个基础竖向承载力的不足,另一方面补打的整桩可承受地震荷载。 

5、纠偏法。桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。 

6、扩大承台法。由于以下三种原因,原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积。 

(1)桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求,可用扩大承台法处理。 

(2)考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地基共同分担上部结构荷载。 

(3)桩基质量不均匀,防止独立承台出现不均匀沉降,或为提高抗震能力,可采用把独立的桩基承台连成整块,提高基础整体性,或设抗震地梁。 

三、断桩的预防措施 

1、对桩截面抗拉强度进行验算,保证材料质量及用量,保证截面设计强度

(1)由于并不是所有的桥涵设计都经专门的设计单位进行设计。尤其地方道路工程中的中、小桥,在设计过程中很少考虑甚至不考虑冻胀力对桩身的危害作用,这就要求在设计中必须保证桩身强度。 

(2)每m3混凝土用量一般不低于350kg,配比实际标号一般应超出设计标号10%~15%。 

(3)对于所用钢筋,使用之前一定要做力学性能实验,严把质量关,质量不合格的钢筋严禁使用,对于钢筋的焊接工艺,需要焊条级别,一定要坚持标准,按规范去实施。 

2、严密施工组织设计,在施工前,把一切灌孔的设备工具都准备齐全,保证混凝土施工的连续性,尽量缩短浇筑时间 

(1)导管的分解长度应便于拆装搬运,并小于导管提升设备的提升高度,中节一般为2m左右,下端可加长至4~6m。 

导管内壁光滑、顺直、无局部凸凹,各节内径应大小一致,偏差不大于±2mm,应严格控制拨导管、拆卸导管时间,拆卸导管时间不应大于15min,能缩短尽量缩短时间,一旦开始灌注,决不能中途停止。 

(2)为保证混凝土的流动性,严格控制塌落度,应保证在18~22cm之间,骨料尽可能选用卵石适宜粒径为0.5~3.0cm,使最大粒径不大于4.0cm,混凝土初凝时间不早于5h,如果必要,需加入一些外加剂,以延长初凝时间。 

(3)导管在混凝土中的埋置一般应小于2m,最少也不应小于lm,最大不应超过6m,埋深太大将不利于导管的提升,也给导管内混凝土的下降增加阻力,拔导过猛容易将导管拉断,另外,还会使导管在混凝土中埋深过小,易使泥浆涌入底口。 

3、防止导管或底口进水,加强隔水设施 

(1)导管在灌注混凝土前应进行必要的水密承压实验和接头抗拉实验,严格检查接头是否严密,焊缝是否破裂,及时及早的进行修补。 

(2)应计算好首批混凝土的用量。既满足足够的埋深,同时又要充满导管,以保证混凝土施工连续性。 

4、防止坍孔 

在施工中,应有专人负责观察施工水位,观察护筒四周是否渗水,在水中钻孔桩施工中,因河流汛期,注意测量河流水位,如发现水位差降低,应及时采取措施,保证孔内水头高度,要注意不要让孔口震动过大并尽量减轻孔附近重量。 

5、多余浇灌及接桩 

为保证桩顶质量,在桩顶设计标高上应多灌一定高度,一般为0.5~1m,在初凝后终凝前挖除。但还应保留30cm以上,以待接桩或承台施工前凿除。接桩时,将多余部分混凝土凿除后用清水冲洗干净,然后方可接桩。 

四、总结

桥梁基础钻孔灌注桩质量事故引发的后果相当严重,因此施工单位在施工过程中应加强管理,采用科学的施工方案和切实可行的备用方案。只有严格按照规范、规程操作,加强监督检测,才能避免质量事故或把质量事故降低到最小限度。

对已出现问题的桩基、断桩查找原因分析准确后,应掌握详尽而准确的现场资料,及时组织专家会诊,制定安全可靠而又的经济处理方案。

严把钢筋材料的进料关,严格焊接工艺要求,严格按照科学的操作规程施工,断桩因素是可以预防的。 

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