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【专业知识】不良地质条件场地旋挖成孔灌注桩常见质量缺陷与对策探讨

2016-8-18 12:11:58      点击:

奈普顿聚合物泥浆图片展示        

       作者:贺渝[1]孔凡林[2]李昕[2]郑佩莹[2]

      (1.重庆市渝北区建设工程质量监督站 2.重庆市建筑科学研究院,重庆 400015)


    摘 要:由于重庆地区特殊的不良地质条件,旋挖成孔灌注桩施工质量普遍存在质量缺陷。许多业主单位恐于旋挖桩的质量以及后期整改问题,改机械旋挖为人工挖孔。本文结合重庆地区多家检测机构的质量检测情况,分析重庆地区旋挖的质量现状,总结常见的质量缺陷,并初步提出防治措施,促进旋挖成孔桩的健康发展。
   关键词:旋挖成孔灌注桩;质量缺陷
  中图分类号:TU 443 文献标识码:A
  1 引言
  旋挖成孔灌注桩由于其施工速度快,施工安全有保证等优点在重庆地区得到了快速发展。据不完全统计,重庆建筑施工市场目前拥有400多台旋挖钻机,施工工艺从干作业旋挖成孔、湿作业旋挖成孔、全钢护筒护壁旋挖成孔到全套管钻进等,能够适用多种不良地质条件。由于重庆地区不良地质条件普遍存在,加上施工发展速度快,施工人员培训和施工水平的不均衡,特别是混凝土浇筑施工水平的低下,造成旋挖桩质量问题层出不穷。而且,重庆地区桩基础设计多为端承型桩基,给桩基工程的安全埋下了一定程度的风险。
  2 重庆地区常见不良地质条件
  2.1 高填方场地
  该类场地多为开山放炮形成的块石填土,夹杂表层粘性土等,岩性为砂岩或页岩、灰岩等。填筑方式为人工无组织抛填、填料之间的空隙较大,空隙率可达30%以上,粒径较大,最大粒径可达1-2米。普遍具有如下特点:1)填方埋深大,填土的厚度差异大、不均匀沉降明显;一般厚度均在20m以上;2)场地原始地貌多为冲沟,最初作为城市渣场使用,填筑方式均为抛填,且多为一次性填筑数十米而没有经过分层碾压等处理措施;3)结构松散,颗粒分配极不均匀,填料一般为生活垃圾或爆破开山形成的土石方,块石含量在50%∽80%以上,不少块石粒径在1米以上。4)填土的高空隙率、强透水性,低粘结强度。

  2.2 滨江砂卵石场地  

       重庆为长江和嘉陵江沿岸,砂卵石地基是岩石在河流中被河水搬运和磨圆形成,母岩主要由花岗岩、石英岩、石灰岩等组成,磨圆度较好,分选性一般,呈圆~亚圆状,表面光滑,粒径大小不一,局部含少量200-400mm漂石。卵石土密实度较好时具有较高的承载能力,可作多层建筑和高层建筑物基础持力层,密实度较差时不能直接作为持力层使用。在砂卵石场地旋挖桩基难以钻进。

  2.3 含有软弱夹层的淤泥质场地
  淤泥质土是在静水或缓慢的流水环境中沉积,天然含水率大于液限,天然孔隙比大于1.0的黏性土,通常来看没有工程意义,在淤泥中成孔灌注桩存在由于淤泥挤压作用无法成孔,采用钢护筒的手段经济性较差,且也存在护筒外层淤泥被挤通的情况,使混凝土无法灌注。
  2.4 岩溶场地
  岩溶(又称喀斯特)是可溶性岩石在水的溶蚀作用下,产生的各种地质作用,形态和现象的总称。这种地质情况在重庆武隆、奉节和南川地区大量存在。考虑到岩溶的稳定性,通常需要采用桩基,由于溶洞的存在,混凝土的灌注存在困难,也会造成大量的浪费。
  3 旋挖成孔桩的常见质量缺陷
  3.1桩底沉渣
  由于填土松散或地下水丰富,钻进过程中存在塌孔现象,或清渣不彻底,造成桩底沉渣过厚。常见的检测情况是桩身底部波速和波幅均急速下降,首波不明显甚至没有,主频降低,PSD异常,如图1:

      

图1 V-H、A-H、PSD曲线

 
  3.2桩底部混凝土离析
  由于地下水丰富、抽水不彻底或者混凝土浇筑方式不正确,造成桩底混凝土水洗严重离析。常见的检测情况是桩底波速骤然降低,波幅略有下降,PSD异常。
  3.3桩身混凝土不密实
  由于浇筑不连贯或者导管上下蠕动不到位,造成桩身局部混凝土不密实。若浇筑混凝土时,导管提升不当,或施工故障导致二次浇注,即形成断桩。若浇筑中导管上下蠕动不到位,会造成桩身上部气泡较多导致混凝土不密实。常见的检测情况是声速突变,急剧下降,波幅略有下降,波形严重畸变或无法接收波形,PSD异常,如图3
图3 V-H、A-H、PSD曲线
  4 质量控制措施探讨
  4.1加强施工人员的学习和培训,建立完善的质量控制制度。特别是加强清渣工序、混凝土浇筑工序学习和培训,完善配套设施,如清渣钻头、清渣仪器。完善各工序之间的配合,落实施工质量责任制和奖惩制度。
  4.2在不良地质条件场地,宜采取全钢护筒作业或者全套管旋挖钻进法。施工前,应进行实验性施工,对于特别难以成孔,或者塌孔严重的不良地质条件场地,应采用采取全钢护筒作业或者全套管旋挖钻进法。
  4.3当场地地下水丰富或者雨季施工时,应采取混凝土水下浇筑工艺。依据《旋挖成孔灌注桩工程技术规程》第9.3.2条规定,直径大于或等于800mm的湿作业成孔桩灌注混凝土时,应保证连续浇筑,并应采用滑阀式灌注混凝土。依据该规程第9.3.3 条规定,水下灌注使用的隔水栓应具有良好的隔水性能,并应保证顺利排出,隔水栓宜采用球胆。
  5 结语
  旋挖成孔灌注桩代替人工挖孔灌注桩是桩基工程施工的一种趋势。旋挖成孔灌注桩已经成为抛填块石场地中桩基础的最好选择之一。2011年6月28日,重庆建筑业协会基础分会的成立,是重庆地区旋挖成孔工艺发展的重要里程碑。为了更好的促进旋挖桩工艺的健康发展,专业施工单位应该关注旋挖桩存在的质量问题,提高从业者的管理水平和施工水平,加强质量控制。


  参考文献
  [1] 建筑桩基设计规范,JGJ94-2008[S];
  [2] 旋挖成孔灌注桩工程技术规程,DBJ50-156-2012[s];
  [3] 建筑基桩检测技术规范,JGJ106-2014[s];
  [4] 何世祥. 旋挖钻机在广东地区的使用体会及管理研究[J]. 工程机械, 2009, 40(1).
  [5] 李成芳等,旋挖成孔灌注桩在松散高填方地基中的应用[j].地下空间,2010(第6期).
  [6] 刘学峰, 杨明武. 旋挖钻机在厚杂填土地层成桩孔时的若干难点技术[J]. 煤炭工程, 2003, (3).
  [7] 叶小华. 旋挖钻机钻孔灌注桩施工质量控制[J]. 安徽建筑, 2008,(4).
  [8] 王曦,徐辉雄. 旋挖钻机施工中常见问题分析与对策[J]. 探矿工程, 2008,(4).
  [9] 杨景峰,张文杰,赵海玉. 旋挖钻机施工工艺及控制[J]. 交通科技, 2006,(6).
  [10] 孔凡林等,重庆地区旋挖成孔桩施工质量问题浅析及解决对策[J],重庆建筑,2013(3).



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