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工程基桩缺陷处理方式

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关于工程基桩缺陷处理实例的分析与探讨 摘要:本文对作者在一个实例工程中遇到的钻孔灌注桩出现的几种缺陷问题进行分析、处理,从而总结归纳出钻孔灌注桩缺陷的处理方法类型,

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  关于工程基桩缺陷处理实例的分析与探讨

  摘要:本文对作者在一个实例工程中遇到的钻孔灌注桩出现的几种缺陷问题进行分析、处理,从而总结归纳出钻孔灌注桩缺陷的处理方法类型,阐述了各种类型的适用条件及具体处理方法。

  关键词:钻孔灌注桩,基桩缺陷,处理方法

  钻孔灌注桩因为其施工速度快、造价低、单桩承载力大,适应性强,所以被广泛用于各类建筑的基础工程。但由于钻孔灌注桩属于隐蔽工程,施工中若稍有不慎或措施不严,就可能出现质量的缺陷,对于各种缺陷问题的处理,一定要认真分析、比较或者通过计算找到最适合最经济的方法。下面笔者就自己在实际工作中碰到的工程中钻孔灌注桩所出现的问题及处理方法谈几点体会,以供商榷。

  一、实例工程概况

  此工程一层为15米跨度厂房,二、三层为开间4.2m、进深6.3m的办公用房,结构形式为框架结构,钻孔灌注桩基础,直径为1.0m,设计桩长10米~20米左右不等,要求持力层为中风化岩层。整栋建筑40根桩,施工完桩基后检测机构抽取了其中13根桩进行抽芯检测,检测中主要发现三类问题:一是部分桩身抽芯样连续、结构完整,但小气孔、小槽沟零星分布,个别还有蜂窝;二是桩底有沉渣,桩端未达到设计持力层;三是桩倾斜,桩端只进入粉质粘土层,导致单桩承载力不够。

  二、实例中缺陷的形成和处理

  1、 第一种情况的形成原因大致分为:①混凝土灌注未边灌边振捣,使桩身混凝土不密实;②灌注混凝土时或上部放钢筋笼时孔壁受到振动,孔壁土塌落在混凝土中,造成土夹层;③混凝土配合比掌握不匀,塌落度不匀,下料高度过大,混凝土产生离析,造成桩身级配和强度不匀。

  处理方法:针对这种桩身混凝土质量差情况每根桩布置一根灌浆孔,利用原抽芯孔全方位全孔段高压循环灌浆进行补强。

  2、 第二种情况的形成大致原因为:清孔不干净或者没有二次清孔,未对准孔位而碰撞孔壁使泥土坍落桩底,或者是由于清孔后待灌时间较长,可导致泥浆沉积,泥浆比重小时、泥浆注入量低也会导致难于将沉渣浮起。

  处理方法:针对这种桩底有沉渣,桩端未达到设计持力层情况采用高压旋喷注浆进行补强。每根桩每根桩布置三个注浆孔,其中一个利用既有抽芯孔。

  3、 第三种情况的形成原因大致为:①施工时遇坚硬障碍物,把钻杆或桩管挤向一边偏位严重;②土方场地不平整,造成桩架导向杆不垂直;③钻杆不直,钻机不平稳,施钻时晃动。

  处理方法:针对这种倾斜,单桩承载力不够的情况,在条件允许的情况下,在桩与桩之间加了一根桩,两桩承台变成了三桩承台,降低了缺陷桩荷载,达到了设计要求。

  三、桩缺陷问题的处理方法类型

  关于灌注桩出现的缺陷问题就是指不能满足设计要求的灌注桩存在的质量问题,主要分为两大类,一是桩身有质量缺陷问题,如断桩、缩颈、混凝土离析、夹泥等;二是桩身虽然达到了设计要求,但桩周和桩底的工程地质条件不能满足承载力要求,从而导致灌注桩单桩极限承载力不能满足设计要求。单桩竖向极限承载力Quk由总极限侧阻力Qsk和总极限端阻力Qpk构成,即

  Quk=Qsk+Qpk

  其中 Qsk=∑qsikF

  Qpk=qpkAP

  式中 qsik——各层桩周土的单位极限侧阻力;

  F ——相应各土层范围的桩的侧表面积;

  qpk——桩端持力层的极限端阻力;

  AP ——桩端截面面积。

  分析上述单桩竖向极限承载力公式可以得出,提高单桩承载力的措施有以下几点:

  1. 增加桩的几何尺寸,如桩长或者桩径;

  2. 提高持力层的强度,即提高端阻力;

  3. 改善桩土相互作用,即提高桩侧阻力。

  根据笔者查阅相关资料以及结合实际经验,总结出常见的缺陷处理方法有以下几种:

  1.灌浆法:包括有桩侧灌浆、桩底灌浆、缺陷部位灌浆

  2.高压喷射注浆法:桩侧高压旋喷注浆、桩底高压旋喷注浆、缺陷部位高压旋喷注浆

  3.综合处理方法:开挖接桩处理、凿桩顶补强法、扩大承台(梁)法、补加桩处理、另行成桩法、桩芯凿井法等

  四、各种方法的适用条件及具体处理

  1、灌浆法和高压喷射注浆法都适用于处理灌注桩承载力不能满足设计要求的灌注桩缺陷处理。就桩身缺陷而言,灌浆法适应条件是桩身混凝土严重蜂窝、离析、松散、强度不够;高压喷射注浆法适用于桩长不足、桩底沉渣过厚的情况;对于桩周和桩底的加固,灌注桩适用于加固砂土、淤泥、淤泥质黏土、粉质黏土、黏土、粉土、黄土、碎石土和一般填土层,对于砾石直径过大、含量过多、及有大量纤维质的腐殖土灌浆法也比高压喷射注浆法更适合,灌浆法的步骤为:钻机就位→成孔→下注浆管→埋孔口管→清洗及清洗桩身段→压水实验→高压循环分级灌浆→灌浆结束封孔。但在沉积的分层地质和夹层多的地质就应该使用高压喷射注浆法,而有地下水径流的地层、永久冻土层和无填充物的岩溶地段不宜采用高压喷射注浆法。高压喷射注浆法具体步骤为:钻机就位→钻机→插管→喷射作业→拔管→清洗器具→移开钻具→回填注浆。

  2、开挖接桩处理适合于桩顶标高不足,具体做法用风镐凿除桩头混凝土,将桩头浮浆、松散层全部凿除,并凿出钢筋,直到露出新鲜的混凝土面,整理与冲洗干净后将钢筋校直接长,再按施工缝处理方法浇混凝土至设计标高。

  3、凿桩顶补强法适用于缺陷部位较浅,如如旱地桩在5m 以内者,水中桩在钢护筒深度范围内(钢护筒没有拔除时) ,可采用此法。即用人工凿除缺陷深度范围内的混凝土,经冲洗和凿毛后,用不低于原桩身混凝土强度等级的混凝土进行补强处理。

  4、扩大承台(梁)法适用于单桩承载力达不到设计要求,且差别不大,利用桩土共同作用能满足原设计要求时,应采用变更承台(粱) 设计的处理方法(该方法也适宜于桩位偏差不大时的处理) 。需要注意的是在扩大承台(梁)断面宽度的同时,适当加大承台(梁)的配筋。

  5、补加桩处理适用于桩身缺陷较深、局部性缺陷,或偏位的单桩、多桩或群桩,并且补加桩场地许可的情况,在原有的灌注桩附近加桩,一般做法多采用挑扁担梁法(即在原桩对称的两边各加一桩)也可采用其他形式加桩,从而降低缺陷桩荷载,以满足设计承载力要求。

  6、另行成桩法适用于于桩身存在多处严重缺陷或缺陷部位深度较大者,或桩身严重偏位、倾斜,同时又由于客观条件不能补加桩或不能采取其他处理方法的,可采用冲击式钻机废桩或者爆破废桩,彻底清理后废桩后,在原位重新浇筑一根新桩。要注意的是爆破法废桩适用于深度不大(常规爆破能炸裂) 的桩基,在周围环境允许的情况下才可使用。

  7、桩芯凿井法适用于桩身混凝土存在严重夹泥、裂缝、松散和断桩等缺陷的大直径钻孔灌注桩(直径大于1. 5m) ,并且缺陷部位不是很深(深度在30m 以内)。这种方法做起来比较困难,即边降水边采用风镐在缺陷桩中心凿一井,深度至少超过缺陷部位,然后封闭清洗泥沙,放置钢筋笼,用人工挖孔桩的施工方法浇筑膨胀混凝土。

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