1.前言 基桩检测中常见有混凝土离析破碎、沟槽蜂窝、缩径露筋、夹泥、沉渣过厚等质量缺陷,本文通过对基桩检测中常见缺陷造成原因进行分析,找出施工过程中存在不足,并提出相应的施工防治措施,有利于检测人员对缺陷的判断,及便于施工人员对基桩质量缺陷的预防控制,保证基桩工程质量。 2.人工挖孔桩常见缺陷 2.1 工程案例1 2.1.1 广东某项目
1.前言
基桩检测中常见有混凝土离析破碎、沟槽蜂窝、缩径露筋、夹泥、沉渣过厚等质量缺陷,本文通过对基桩检测中常见缺陷造成原因进行分析,找出施工过程中存在不足,并提出相应的施工防治措施,有利于检测人员对缺陷的判断,及便于施工人员对基桩质量缺陷的预防控制,保证基桩工程质量。
2.人工挖孔桩常见缺陷
2.1 工程案例1
2.1.1 广东某项目 1 # 人工挖孔桩,声波透射检测,三个剖面在 19.5m~20.3m处声速、波幅测值均为严重异常,桩身完整性等级判定为Ⅳ;钻芯法检测验证,桩19.60m-20.3m处混凝土离析破碎。
(注:本文附图均信息不全,仅提供部分检测内容信息,供分析探讨)
2.1.2 缺陷造成原因分析
基桩混凝土浇注时,未对孔底积水进行清理,混凝土与孔底积水混合一起,破坏原来的配比,导致水胶比比较大,混凝土拌合物泌水离析,造成混凝土蜂窝麻面、离析破碎、混凝土强度下降等质量缺陷。
2.1.3 施工防治措施
2.1.3.1 为保证桩身混凝土浇筑的密实性,混凝土自料口下落的自由倾落高度超过2米时,应采用串流筒下料,并采用振动棒分层捣实混凝土。
2.1.3.2 孔底积水小于1.0m时,抽干孔内积水,抽水的潜水泵要装设逆流阀,保证提取水泵时,不致使抽水管中残留水又流入桩孔内;或在附近打一孔降水井,使地下水位低于孔底,排出孔内积水。
2.1.3.3 孔底积水大于1.0m时,宜采用水下 混凝土浇筑 方法施工。
2.2 工程案例2
2.2.1 广东某项目 2 # 人工挖孔桩,由于受施工场地限制,混凝土搅拌运输车无法到达浇注现场,混凝土采用地泵输送。钻芯法检测,在 18.84m~20.44m桩底处芯样为水泥砂浆,无碎石骨料。
2.2.2 缺陷造成原因分析
采用混凝土地泵输送,输送距离较远,混凝土首盘料在泵送过程中,水泥浆黏在管壁上,混凝土出现和易性、流程性变差,易容造成出现堵管的现象,施工方采用水和砂浆进行润管,润管砂浆直接排入基桩孔内,润管砂浆当混凝土使用。
2.2.3 施工防治措施
地泵的润管砂浆,应排出基桩孔外。施工人员可以根据泵送管与混凝土骨料摩擦发出的响音,判断润管砂浆是否全部向外排出。
3.钻孔灌注桩常见缺陷
3.1 工程案例1
3.1 . 1 广东某项目, 本项目位于广东海陆相沉积平原,地层中含有约 15m ~ 20m厚的淤泥层。某工地7#桩,旋挖灌注桩,桩长25m, 低应变法检测, 该桩在 2.21m 处存在严重缺陷,浅部开挖验证,在桩身 2.2m ~ 2.5 m 处存在缩径露筋缺陷 。
3.1.2 缺陷造成原因分析
主要原因是 该地区 淤泥层较厚 , 泥浆性能指标不合适, 未按要求埋设护筒,孔内泥浆压力不能抵消地层压力, 淤泥层 孔壁失稳坍塌,造成缩径。
3.1.3 施工防治措施
3.1.3.1 采用优质泥浆,降低失水量,根据现场情况,可以采用一般黏性土或购买泥粉进行造浆。成孔时,应加大泥浆循环量,适当加快成孔速度,在成孔一段时间内,孔壁形成泥皮,则孔壁不会渗水,四周土体也不会引起膨胀。适当增加泥浆比重,并注意保持钻孔内的泥浆面高度也是预防所经的措施之一。如出现缩径,可采用上下反复扫孔的办法,以扩大孔径。
3.1.3.2 为了 确保施工过程中,保证上部 淤泥层 孔壁的稳定, 从 孔口地面下长度不少于 4m的钢护筒进行定位, 淤泥层较厚的 部分桩 也可以 采用 10m钢护筒。
3.1.3.3 淤泥层、砂层较厚的地区,宜 采用 正循环 钻孔。
3.2 工程案例2
3.2.1 广东某项目 4#桩,旋挖灌注桩,桩长15.65m, 低应变法检测, 该桩在 5.01m 处左右有严重缺陷, 10.07m 、 15.0m 处缺陷二次反射,采用钻芯法验证,在桩身 5m 处断桩,断口处有夹泥 。
3.2.2 缺陷造成原因分析
3.2.2.1 管埋深度过浅。混凝土的和易性不好 、 流动性差或混凝土供应不上等待时候长,造成混凝土反浆差,导管埋深度过浅,出现拔脱提漏现象, 泥浆 与混凝土结合,形成夹层断桩。
3.2.2.2 导管 进泥浆。 导管连接处没有使用密封圈或破损,导致导管 进泥浆;导管采用已很落后且提升阻力很大的法兰盘连接的导管,在提升时,因为连接螺拴拉断或导管破裂而产生断桩。大量泥浆进入导管内,混凝土受泥浆冲洗,造成离析夹泥。
3.2.3 施工防治措施
3.2.3.1 为了保证混凝土有良好的和易性, 每车混凝土都进行 坍落度 检查, 坍落度控制在 180mm~220mm,坍落度 不 符合要求的混凝土严禁灌注。影响混凝土坍落度 检查主要原因:
A.下雨天,砂石料骨料含水量变化大,搅拌站对配合比难以控制,造成混凝土 坍落度不符合要求;
B.高温天气,加快水泥水化反应, 水泥浆体失去可塑性,产生凝 结 ,坍落度损失快, 造成混凝土 坍落度不符合要求;
C.由于塞车等原因,导致混凝土等待时间过长, 造成混凝土 坍落度不符合要求。 下雨天、 高温天气及塞车等情况,易造成混凝土坍落度不符合要求,现场施工人员应对以上工况的混凝土质量进行重点检测及控制。
混凝土掺入高效缓凝减水剂及粉煤灰,延长混凝土初凝时间及减少坍落度损失,尽量避开下雨天、高温天气进行灌注混凝土,合理安排混凝土灌注时间,保证混凝土供应,尽量缩短混凝土灌注时间,确保 混凝土质量满足要求。
3.2.3.2 控制好埋管深度,一般在2m~6m,施工人员在用测深锤测量孔内混凝土表面高度,在孔内多位置测量,测量时,测深锤要穿过混凝土表面沉渣,并认真计算核对,保证拆管提升时不出现失误。
3.2.3.3 导管使用前进行水密性试验,使用时经常检查导管,上好密封圈,连接丝扣上紧 。
3.3 工程案例3
3.3.1 广东某项目,所在 岩溶地 质地区, 桩顶标高以下约 19m ~ 30m位置为串珠溶洞,溶洞为半充填软塑黏土,局部中风化灰岩。 某工地 21#桩,旋挖灌注桩,桩长22.2m, 声波透射法检测, 三个剖面 18.8m~21.4m处声速、波幅测值均为严重异常, 采用钻芯法验证,在桩身 18.8m~21.4m处存在 断桩 混凝土松散破碎 。
3.3.2 缺陷造成原因分析
由于 浇灌过程中未控制好混凝土埋管深度,导管埋置深度高于混凝土面以 6m 以上,在混凝土压力作用下, 压破孔壁的软塑状黏土,与其它区域溶洞形成连通, 引起孔壁失稳 坍塌, 混凝土面突然下降, 大量混凝土迅速 流入溶洞内孔 , 串珠状溶洞充填物塌入桩身与混凝土混合,造成断桩空洞及 混凝土破碎 。
3.3.3 施工防治措施
3.3.3.1 桩基施工前对溶洞进行注浆法预处理,施工过程中采用灌注混凝土填充法、抛填法、护筒跟进法进行过程处理。 钢筋笼外围设置不锈钢密目网,防治混凝土流失,同时防止塌孔泥块塌入桩身。
3.3.3.2 采用优质泥浆护壁,灌注混凝土前,清孔泥浆控制在孔底 500mm 以内的泥浆相对密度应小于 1.25 ;含砂率不得大于 8 %;黏度不得大于 28s ;浇灌前,应提前通知混凝土搅拌站,告知混凝土大致方量及浇灌时间。
3.3.3.3 浇灌过程中密切注意混凝土面高度,严格控制导管埋置于混凝土面以下 4 m ~6m ,避免在混凝土压力作用下,引起造壁充填物失稳坍塌混凝土面突然下降,如出现混凝土面急剧下降,则应重新将导管下至新鲜砼面。
3.3.3.4 增加超灌高度,超过设计桩顶标高 1.5 m ~2.0m ,浇筑完成后 1~2h 的初凝时间内,用测绳多次测量混凝土面高度,如发现砼面回落,及时记录回落高度,待桩基开挖后,凿至新鲜砼面并重新接桩至设计桩顶标高。
3.4 工程案例4
3.4.1 广东某项目 25#桩,低应变检测在桩身浅部0.82m处存在严重缺陷,?部 开挖验证,在桩身浅部 0.4 m ~0.8m 处存在露筋 夹泥缺陷。
3.4.2 缺陷造成原因分析
3.4.2.1 未按要求埋设护筒,在灌注混凝土过程中,孔口浅部在地面荷载作用下发生坍塌,造成 露筋 夹泥缺陷。
3.4.2.2 泥浆比重、粘度过大,灌注混凝土到桩身顶部时更为严重,混凝土灌注阻力增加,降低了混凝土流动半径;桩顶部混凝土为首盘料,混凝土灌注时间长,混凝土流动差,混凝土无法流动到钢筋笼外,造成 露筋 夹泥缺陷。
3.4.3 施工防治措施
3.4.3.1 根据地质情况,埋设护筒, 在松散易坍的土层中,适当加长护筒,用粘土密实填封护筒四周,使用优质的泥浆,保持护筒内泥浆水位高于地下水位。
3.4.3.2 在保证施工质量的情况下,尽量缩短灌注时间。适当控制同时钻进的相邻钻孔间距,最小间距不小于 5倍桩径。
3.5 工程案例5
3.5.1 广东某项目 26#桩,钻芯法检测,在混凝土芯样在 16.20 m ~17.0m 处存在 严重蜂窝麻面缺陷。
3.5.2 缺陷造成原因分析
混凝土离析,灌注时拔管速度太快,造成严重蜂窝缺陷。
3.5.3 施工防治措施
3.5.3.1 控制好现场混凝土质量,具体参考工程案例2。
3.5.3.2 影响混凝土离析主要原因有水灰比、集料级配、外掺材料等,试配好水下砼配合比,确保混凝土有良好的和易性,需做好以下两点工作:
A.集料级配的选择,细集料宜采用细度模数2.4~2.8中砂,砂子细度模数大于3.0,表面积较小,保水性差,易造成混凝土离析,不宜单独使用,砂子细度模数小于2.4,表面积大,水泥用量大,混凝土强度低,缺少大颗粒砂子的滚动性差。粗砂与细砂不宜单独使用,可以根据筛分情况计算,进行掺配使用。级配不合理、单级配的粗集料易产生混凝土离析,水下砼的粗集料宜采用5-26.5连续级配碎石。
B.外掺材料的选择,配制水下混凝土宜掺加优质粉煤灰 、 减水剂等,增加混凝土的浆量,极大改善混凝土和易性、密实性及提高混凝土性能。掺加减水剂后,水泥颗粒表面吸附减水剂,产生屏蔽作用,妨碍水分子的靠近,延迟水泥的水化,延长混凝土初凝时间 , 减水剂掺量不宜过高,掺量过量高的混凝土,搅拌用水量达到临界时,增加少量的搅拌水,混凝土产生严重离析。粉煤灰煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,是燃煤电厂排出的天然固体废物,粉煤灰细度波动较大,需水量变化也大,混凝土质量控制的难度增大,容易产生离析。选择大型电厂家采购稳定优质的粉煤灰,有利于混凝土质量控制。
3.5.3.3 灌注时拔管速度不能太快,同时增加混凝土回插频率,排出导管位置的空气,使用导管周边混凝土更加密实。
3.6 工程案例6
3.6.1 广东 某项目, 6#桩, 桩顶标高以下约 3m ~ 7m位置为灰褐色细砂 ,持力层为中风化泥质砂岩,低应变检测,桩底有同向反射信号, Ⅲ类桩,采用钻芯法钻证,桩底13.52m~13.68m 存在 沉渣。
3.6.2 缺陷造成原因分析
3.6.2.1 本桩 桩顶标高以下约 3m ~ 7m位置为灰褐色细砂 ,清孔不干净,泥浆 含砂率大, 泥浆的比重、粘度性能差,致使泥浆中的细砂沉淀快,造成沉渣过厚。
3.6.2.2 钢筋笼吊放过程中,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落孔底造成沉渣过厚。
3.6.2.3 清孔后,待灌时间过长,泥浆含砂率较高,致使泥浆细砂沉积过多。
3.6.2.4 灌注首盘混凝土,导管底距离桩底距离不足,混凝土未能形成较大冲击力,将沉渣冲开上浮。
3.6.3 施工防治措施
3.6.3.1 成孔后,将冲击钻头提出孔,使用捞渣桶进行清孔,采用性能好的泥浆,控制泥浆的 含砂率、 比重、粘度。
3.6.3.2 钢筋笼吊放时,使钢筋笼的中心与桩中心保持一致,避免碰撞孔壁。下完钢筋笼后,检查沉渣量,如沉渣量超过规范要求,则应利用导管进行二次清孔,直至孔口返浆比重及沉渣厚度均符合规范要求。
3.6.3.3 清孔后,尽快灌注混凝土,首盘开始灌注混凝土时,导管底部至孔底的距离宜为0. 3m~0.5m,首盘混凝土有一定冲击距离,有足够冲击力,将孔底沉渣冲开上浮。
4.结束语
地质情况复杂、混凝土质量等问题,易造成基桩质量缺陷,不断对基桩质量缺陷进行原因分析,可帮助检测人员更好的对基桩缺陷进行准确判定,针对基桩存在的缺陷,制定了相应的施工防治措施,有利于施工人员对基桩质量缺陷的防治控制,保证了基桩工程质量,避免因基桩质量缺陷返工,造成经济损失及工期延误。