钻孔灌注桩断桩事故的处理与原因分析

钻孔灌注桩断桩事故的处理与原因分析

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时间:2018-07-13

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1、钻孔灌注桩断桩事故的处理与原因分析李红摘要:介绍了大直径钻孔灌注桩断桩事故的详细处理过程,进一步分析出现断桩的原因及施工中的对策。关键词:钻孔灌注桩;断桩;处理过程;原因分析;对策一、工程概况某基础工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩,总桩数286根,桩径1.2m,桩端要求进入中风化含粉砂泥岩层厚度大于2.0m,有效桩长约49m,桩身混凝土设计强度为C30,单桩极限承载力标准值为8900KN。桩基检测采取震测法(机械阻抗法)。该场区的工程地质条件简述如下:①层:杂填土及素填土,高程18.7~24.88m,厚6.1m。②层:粉质粘土及亚粉土层,高程5

2、.98~18.78m,厚12.8m,局部夹有淤泥及淤泥质土。③层:粉细砂层,高程-0.82~5.98m,厚6.8m。④层:细中砂层,高程-16.92~0.82m,厚16.1m。⑤层:亚粉土混粉细砂层,高程-20.32~16.92m,厚3.4m,⑥层:强弱分化含砂泥岩互层,高程在-20.32m以下。二、主要施工工艺及检测结果本工程采用GPS-15型泵吸反循环钻机钻进成孔,利用原土造浆正、反循环结合钻进,并根据不同地层选用不同的钻进参数。当钻进至中风化含砂泥岩层后进行反循环取样鉴别,岩性较硬时采用筒式或刮刀钻头钻进,直止钻进至设计孔深。由于现

3、场施工场地较大,采用现场搅拌混凝土灌注,灌注前采用反循环二次清孔并严格控制孔底沉渣厚度不大于10cm。全部286根桩施工完毕后经检测,I类桩273根,占总桩数的95.5%;II类桩12根,占总桩数的4.2%;III类桩1根,占总桩数的0.3%;其中III类桩为在桩顶下13m处存在缺陷,并初步判断为断桩。三、断桩的处理原理及步骤1.处理原理:采用高压水头将缺陷段处混凝土及泥砂进行高压切割,将所夹泥沙等物排出后压入水泥浆进行固结,以使桩身砼达到设计强度要求。2.处理步骤①抽芯验证:为验证小应变检测结果的准确性及缺陷段的位置,在桩顶对称位置钻取

4、两个小孔并取样(抽芯孔位置见图一)。发现1#孔在桩身12.8m~13.2m处存在混凝土局部夹砂现象,其它位置岩芯较为完整。2#孔取芯结果良好,岩芯完整。②钻孔布管:在桩顶布置5个钻孔(其中两个孔为取样孔),呈梅花型布置,采用地质钻机取样钻进,孔径φ76mm,孔深16m。③高压洗割:采用BW-350/30高压泵,在孔深13-15m处对缺陷段位置进行高压洗割,并将洗割掉的泥砂通过高压水流排出孔外,直止完全清洗干净为止。高压泵最大工作压力达30Mpa,以保证将强度达不到设计要求的混凝土也冲刷干净。④布管:钻孔清洗干净后,在每个孔内下入直径为1英

5、寸的压浆管,压浆管底部安装压浆器,并将压浆器包裹好后置于缺陷段位置,以防止孔内泥砂将压浆器孔眼堵塞。⑤封孔:孔底至桩顶标高以下11m处用1~3mm中粗砂填充,上部0~1lm用水泥球封孔。水泥球采用PO42.5级水泥制作,并加入适量早强剂,水灰比不大于0.4:1。⑥压浆:封孔10天后即可压浆,泵压控制在0.5~3.0Mpa之间。水泥浆采用PO42.5级水泥配制,水灰比0.45:1,单孔压浆量大于500Kg。四、处理效果压浆完毕后14天进行小应变检测,检测曲线如图二所示,并判断为Ⅱ类桩。五、断桩质量事故原因分析及对策1、大直径(直径大于800

6、mm)、深孔(孔深超过30m)钻孔灌注桩必须采用反循环施工工艺,并严格控制泥浆比重不大于1.25,泥浆含砂率小于5%,孔底沉渣不大于10cm。若泥浆比重过大、含砂率较高或孔底沉渣较图二:小应变检测曲线图厚,在混凝土灌注过程中,孔内泥砂极易与混凝土混合,造成混凝土强度达不到设计要求,严重者造成断桩事故。2、本场区②层粉质粘土及亚粉土层中普遍夹有淤泥及淤泥质土,在钻进及混凝土灌注过程中极易发生塌孔事故。特别在灌注过程中发生塌孔,孔壁泥土就直接夹杂在混凝土中,造成断桩事故。所以必须选用优质泥浆保持孔壁稳定,同时在灌注过程中要保持孔壁内、外压力平

7、衡,当泥浆渗漏严重时要及时向孔内补充泥浆。3、现场搅拌混凝土由于劳动强度大,施工效率底,砼和易性差。特别在大直径灌注桩混凝土灌注过程中每次拔管时间间隔长,砼面浮浆多,灌注过程中容易出现夹泥夹砂现象,严重者出现断桩。因此,在大直径灌注桩施工中尽量避免使用现场搅拌混凝土,或者采用现场搅拌时增加机械和人员数量,同时在混凝土中加入适量木质素黄酸盐,以增强砼的和易性。4、单孔灌注时间的增加或泥浆比重较大,使砼面浮浆越积越多,用测绳测量砼面时容易产生较大误差,在拔管时常因埋管深度不够而使导管提离砼面。为防止此种情况的发生,在测量孔深时可适当增加测锤的

8、重量,并在砼面附近上下拉动测绳,以判断测锤是否在砼面附近。当砼面离地面较浅时,也可将长钢筋直接插入孔内测量。六、结语大直径、深孔钻孔灌注桩施工必须采用反循环施工工艺,并严格按规范要求组织施工,

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