超高層建築作為現代社會建築,具備了集約化、垂直縱向發展化、地标建築化等優勢和特點,尤其在商業繁華的大都市建設成為衆多社會人士的寵兒。沖孔灌注樁作為一項傳統的灌注樁,以其适用各種地質條件和不同規模的建築物、對鄰近建築物有害影響小、單樁承載力大、樁端可進入持力層或嵌入岩層等優點,在城市超高層建築施工中得到廣泛的應用。但是由于地質條件複雜多變,成孔工藝複雜,沖孔灌注樁在施工中常遇到各種問題,如孔壁塌孔、樁孔偏位、遭遇溶洞或地下流層漏漿、卡錘、斷樁等,成為沖孔灌注樁施工最常見的質量通病,也是最令施工管理人員頭疼的問題。
一、沖孔灌注施工工藝流程
目前,超高層建築沖孔灌注樁的施工工藝流程如下,場地平整、夯實→測量放線→埋置護筒→樁機定位→沖擊至設計深度→孔深測定、清孔→鋼筋籠制作及吊放→混凝土導管安裝→二次清孔、測定沉縫→安放隔水塞、灌注水下混凝土→成樁。
二、孔壁坍塌
1.主要表現
當沖擊過程中出現有大量氣泡、護筒内水位突然下降明顯,泥漿快速漏失嚴重,則表示有孔壁坍塌的迹象,基本可以判斷出現孔壁坍塌。
2.原因分析
造成孔壁坍塌的主要原因:
(1)由于鑽頭回轉不靈、泥漿容重不足,溶洞通道未堵塞或沖出速度過快,造成沖孔造壁不牢,從而出現孔壁坍塌。
(2)由于孔内水頭壓力不夠、泥漿容重 不足,孔壁承壓水出現滲透,造成孔壁坍塌;
(3)由于鋼筋籠吊裝不穩、速度過快、鋼筋籠出現變形、碰撞破壞了泥膜及孔壁,造成孔壁坍塌;
三、預防措施
預防措施主要有:
1、詳細解讀地質報告和超前鑽資料,能清地下水位,岩石走向,溶洞、土洞分布,保證沖孔過程水頭壓力穩定和鑽頭回轉正常,做好事前預防。
2.是泥漿的比重必須符合規範要求,泥漿制備要選用高塑性粘土或彭潤土,且要根據施工實際情況進行配合比設計。
3、在成孔過程中,沖擊沖進度不宜過快,成孔速度應按照實際施工地質情況根據規範選取确定,四是要嚴格控制控制鋼筋籠吊裝速度,保證吊裝質量。五是若中斷成孔作業,要加強漏水、跑漿等情況的監控。
四、樁孔偏位
1、主要表現
空位偏離中心線,樁孔出現較大垂直偏差或彎曲,鋼筋籠吊裝下放困難。
2、原因分析
造成樁孔偏位的主要原因有:一是由于樁基安裝穩定性差,底部水平不固定,作業時樁機不穩,鑽頭偏位。二是沖孔過程中遇不均勻底層、半坡岩或孤石,容易導緻鑽頭偏位。三是護筒周圍積水,造成護筒松動、地面下沉、樁機傾斜、護筒中心移位、造成樁孔偏位。
3、預防措施
預防措施主要有:
(1)是要保證樁機底座按照水平、平穩、穩固、固定,保證沖孔作業時樁機不發生傾斜、偏移、移位。
(2)是保證護筒四周排水暢通。根據降水圖設置集水坑和排水溝;埋設護筒時,将護筒周邊回填密實并略高于地面;泥漿池位置設置離護筒距離不少于15米。
(3)是在不均勻地質作業,可選用自重大、鑽杆剛度大的樁機。遇孤石時則采用高低沖程交替沖擊,通過将孤石擊碎或者将其擠入孔壁的辦法,來避免樁孔偏位。沖孔過程中如果出現偏斜,可以采用鋼筋探籠進行偏斜位置和偏斜情況查明,并可回填優質粘土塊或片石等繼續用小沖程沖進。
五、漏漿
1、主要表現 在沖孔作業過程中,孔内泥漿突然快速、大量漏失無法補充,嚴重的甚至出現突然掉鑽、卡鑽、倒鑽和塌孔。漏漿在沖孔灌注樁作業過程中出現的頻率是比較高的。
2、原因分析
造成漏漿的主要原因有:
一是遭遇溶洞或地下流層,沖孔作業中極易造成快速、大量漏漿。
二是沖孔經過岩層,泥漿迅速從岩層的節理和裂縫中滲漏流失;又或者經過透水性很強的砂礫層或流砂,泥漿流失嚴重。
三是護筒埋置過淺、接縫不嚴。
3、預防措施
預防措施主要有:
(1)施工前要詳細吃透樁孔超前鑽資料和地質報告,弄清地下水位、岩石走向、溶洞及土洞分布,特别是灰岩地區。
(2)做好充分準備,在可能出現漏漿的樁位備足黏土和片石,遇到大量漏漿,及時适當調整、提高泥漿比重,把護壁打牢,同時保證孔内水頭,避免地下水滲入孔内。
(3)保證護筒制作質量,增加護筒埋置深度。遇到漏漿發生,應立即停止作業,回填片石、黏土或摻有片石的黏土,再低速沖擊。
六、 卡錘
1、主要表現
在沖孔作業過程中,沖擊錘卡在樁孔内拔不出來。卡錘一般發生在泥漿護壁造孔過程中。
2、原因分析
造成卡錘的主要原因有:
(1)是沖孔作業中護筒發生傾斜、卷邊脫節或者錯縫,造成樁錘被卡在護筒接口處或底部。
(2)是遭遇梅花孔或孤石,導緻樁錘不能自由轉動或被探頭石及回填片石塊卡住。
(3)是沖孔沖擊速度過快過猛。四是樁錘直徑變化造成卡錘。
3、預防措施
預防措施主要有:
(1)是提高現場管理人員監控意識,作業中要經常檢查護筒的垂直防止發生傾斜、注意觀察樁機負荷和鋼絲繩擺動情況,同時注意調整泥漿性能,及時撈渣。
(2)是要嚴格按規範控制沖擊速度,切忌過快過猛。同時,保持樁錘大小的統一。
(3)是卡錘發生後切忌強行提出,首先想到的辦法是輕提,通過上下輕提樁錘,同時輔助工具左右旋轉鋼絲繩,使樁錘沿下落方向順利拔出,這個是最經濟的辦法。如果輕提不動,則需探明卡錘位置,然後可采用小沖擊鑽沖擊或用沖、吸的辦法,将樁錘位置周圍的鑽渣松動後再提出。卡錘情況嚴重的,還應根據施工實際情況及樁孔下面地質情況,恰當選擇提錘沖頂法、小孔沉渣法、空心錘沖孔打撈法、小爆破震動法和高壓水槍切割法等辦法實現打撈。
七、斷樁
1、主要表現
樁身某一截面混凝土凝固後完全不連續性,局部夾泥或局部被沖洗液等疏松體填充,從而形成斷樁。
2、原因分析
造成斷樁的主要原因有:
(1)是孔底沉渣過多,混凝土樁體與基岩之間有夾渣填充形成斷樁。
(2)是導管底端距孔底過高,混凝土坍落度過大,灌注混凝土容易被沖洗液稀釋,造成混凝土不凝固。
(3)是在灌注混凝土時,由于導管提升和起拔次數較多,露出混凝土面,造成混凝土樁出現上下斷層。
3、預防措施
預防措施主要有:
(1)是成孔後,要認真清理孔内沉渣,清完後要及時灌注混凝土,避免孔底沉渣超出規範規定。
(2)是嚴格控制混凝土坍落度,要按設計以及規範要求施工。
(3)是灌注混凝土作業要保證連續性,邊灌混凝土邊拔導管,同時要經常檢查混凝土頂面上升高度,掌握導管埋入深度,避免導管埋入過深或導管脫離混凝土面。
八、結 語
沖孔灌注樁施工的好壞,将直接影響到超高層建築上部結構質量體系。在複雜地質中進行沖孔施工,能保證沖孔樁成樁質的合格率,不但可以減少施工的成本投入,還能節約大量的工期時間。因此,在沖孔灌注樁施工過程中,要貫徹以預防為主的原則,嚴格遵守各項操作規程,加強、創新施工管理,提高沖孔灌注樁施工質量控制和工程質量通病的防止,才能保證沖孔灌注樁成樁質量。
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