软土地区中桩基常见问题的处理及分析
摘 要:笔者以亲身经历,介绍了软土地基冲击钻桩基施工中常见的问题,分析原因,并阐述了针对性的处理措施,处理措施实用性强,可为桩基施工技术人员提供参考。
关键词:软土地区、桩基、处理措施
珠三角东莞地区软基主要分布在东莞市中西部镇区,从地表往下地质一般为种植土,砂层,岩层。表面种植土层薄,为0.5~1.0m,砂层厚度可达30m。本人在东莞地区从事多年桩基现场施工技术指导和管理工作,亲身经历并处理的柱基施工中出现的各种问题。现将各类常见问题及处理措施汇总如下:
一、桩基偏孔
桩基开孔后即出现偏孔,或钻进到一定深度出现偏孔,而且偏孔随着钻进深度逐渐加大。出现偏孔时,首先要看看机架有没发生偏斜,如已发生偏斜,则重新整平机架,并在机架底部增加支承枕木,因为钻机位于软土地基上,地基承载力低,容易出现机架不均匀下沉的现象。如机架无偏斜无下沉现象,则可判定为桩孔内存在孤石或基岩岩面倾斜。用测绳量出桩孔开始出现偏斜的深度,向孔内回填与基岩硬度相近的石块,回填至该深度,重新钻进可对已偏移孔位纠偏。
二、护筒偏移、下沉
护筒在钻进过程中发生偏移、下沉主要有以下几个原因:1、地表覆盖层太薄,护筒底为砂层,施工中没控制好泥浆指标,抑或钻进速度过快,泥浆不能及时护壁,造成孔壁坍塌,护筒底部部分掏空,引起偏移或下沉。2、护筒周围未回填紧密,地表水下渗,导致护筒底部分砂流失,护筒产生偏移、下沉。现场常用处理方法有:1、将护简周围回填密实,排除地表水,提高孔内水头高度,使孔内泥浆对孔壁产生一定的压力,孔壁不致于坍塌。2、控制钻进速度,同时准备足够的满足要求的泥浆,并根据不同地质情况调整泥浆性能指标。3、每个桩基开冲时,缓慢钻进,通过冲锤的冲击将护筒底周围挤压密实。
三、孔壁坍塌
孔壁坍塌主要由以下几方面引起:1、砂层或淤泥层太厚,钻进速度太快,泥浆不能及时护壁;2、地下水位高,孔内水头高度不够,对孔壁压力减少;3、钻进过程中因故停顿时间过长,而且停顿期间不循环泥浆;4、周围大型机械行走,振动过大;5、钢筋笼吊放时,钢筋笼触碰孔壁引起坍塌。针对由上述原因引起的坍塌,现场从以下几方面着手解决:1、控制钻进速度,针对不同地层及时调整泥浆比重和稠度。2、施工中不断的进行泥浆循环,保持孔内水头高度,即使在施工过程中因故停顿,也定期进行泥浆循环。3、桩孔周围禁止大型机械设备行走,减少振动引起的坍塌。4、吊放钢筋笼时,严格对准桩位中心,缓缓下放。
四、卡钻、掉钻
东莞地区由于粘土层薄,几乎不会有糊钻的现象发生,卡钻、掉钻的现象却时有发生。掉钻主要平时不注重钢丝绳或连接部件的保养、更换,加之工人操作不当,钻进时钻头提升过早,加速钢绳的老化,导致钢丝绳崩断而发生掉钻。卡钻主要是工人操作不当,钢丝绳过于放松,钻头到孔底后未能及时提升而倾倒,钻头上部部分扎进孔壁上,引起卡钻。或者桩孔出现偏孔,钻头提升或下冲时容易在偏孔段发生卡钻。发生掉钻时,加工一个特制的挂钩来打捞,挂钩在四个方向都有钩子,钩子有足够的强度,保证当其中任何一个钩子钩到冲锤时都能将冲锤吊起。加工好的挂钩绑上电磁铁,通过卷扬机将挂钩放入孔内,到达冲锤头部以下即止,通过启动电磁铁,使挂钩靠上冲锤,之后试着提升,如果没有钩住提空,则又下放至原来的深度继续重复上述动作,直到将冲锤钩住提起。在打捞冲锤的过程中,不得中止返浆,避免泥浆在孔底沉淀而埋钻,增加打捞难度。卡钻可以采下处理措施:1.试着在钢丝绳上固定吊钩,用卷扬机和汽车吊一起将冲锤吊起。2.如上述方法不能成功将冲锤吊起,可采用水下爆破的方式,将卡钻部位炸开,提出冲锤。如系偏孔引起的卡钻,排除事故后,应及时对桩孔进行纠偏,避免类似事故再次发生。
五、孔底沉渣过厚
桩基终孔后,清孔泥浆循环时,孔底无沉渣,但在灌注前拆换导管后孔底沉渣超过规范值,或在清孔过程中沉渣一直没有降低至规范值以内,这两种情况均属于孔底沉渣过厚。主要是由几方面引起:1、泥浆循环系统设置不合理,泥浆中渣块得不到沉淀又循环回孔内;2、过早降低泥浆比重,泥浆比重过小,不能将沉渣浮起。3、清孔后,待灌时间过长。针对沉渣过厚状况,首先,成孔过程中,地表设置的沉淀池应要足够大,使渣块能充分沉渣。成孔后,不应过早降低泥浆比重,待孔底沉渣清除干净后方可加水降低泥浆比重。在待灌环节,采用导管作二次清孔,加强施工配合协作,缩短从拆换料斗到初灌时间。同时,清孔干净后,及时安排混凝土浇灌,避免由于泥浆浓度较低引起的坍孔。
六、灌注水下混凝土堵管
为防止水下混凝土灌注时发生堵管,可在灌注前做好以下预防工作:1、对进入现场的导管做闭水试验,试验压力按本工程最大桩长在孔内泥浆中对应的压力计算,防止灌注过程中导管渗漏,导致导管内骨料离析而引起堵管。2、做好施工配合比试验,选用合格的原材料,并根据施工需要掺加外加剂,使混凝土坍落度和易性满足施工需要。混凝土到工地现场后,检查每车混凝土的坍落度,观察其和易性和流动性,不合格的混凝土不予使用。3、做好施工拌合设备和运输设备的维修、保养工作,运输设备要与灌注进度相匹配,保证灌注的连续性。4、做好混凝土浇筑测量、记录及计算工作,使导管埋深控制在2.0~6.0米。
虽然已经做好以上各项防范工作,施工时仍然发生堵管,可采取如下措施:1.在保证导管埋深大于2.0米以上的情况下,可通过提升导管,减少埋管深度,使混凝土顺着导管向孔内流动完成浇筑。如果混凝土仍不能流动,可小幅度上下串动导管,振松导管内及其周围混凝土,使导管内混凝土流动完成浇筑。2、通过上下串动导管仍不能解决堵管,可在导管上固定附着式振动器,通过振动振松混凝土完成浇筑。3、当堵管发生在离孔口较近时,可在导管内插入粗钢筋,通过粗钢筋插捣导管内混凝土排除堵管。
七、钢筋笼上浮
钢筋笼上浮主要有两方面原因:1、混凝土灌注到钢筋笼底部时,灌注速度过快。2、导管提升时,法兰盘挂起钢筋笼。现场常采取如下措施:1)钢筋笼吊放入孔内后,在孔口将钢筋笼部固定。2)混凝土灌注到钢筋笼底部时,放慢灌注速度,对于正在上浮的钢筋笼可通过堆压重物,暂停灌注,并提升导管,将导管底部提至钢筋笼底部以上,以减少上升混凝土与钢筋笼的接触面。3)浇注过程中,保持导管与桩位对中,当导管法兰钩住钢筋笼时,在提升导管时,通过旋转导管使导管和钢筋笼脱离。
以上只是本人对冲击钻桩基施工所出现问题的常用解决方法,在实际施工中可能还会有更多的问题,在此不一一罗列。
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