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岩土研究院

泥浆护壁大直径超长灌注桩存在的主要质量问题及对策

311 2022-07-07 09:42:46

超长大直径灌注桩一般指桩径大于800mm、长径比L/D>50以上的桩。它一般具有成孔时间长(特别对于嵌岩桩)、混凝土灌注量大等特点。根据国内目前常用的成孔工艺,如正、反循环回转钻、正循环潜水钻等成孔工艺,一般泥浆护壁超长灌注桩存在以下几种质量通病。


1.泥皮问题

超长灌注桩成孔往往需要穿透多层地层及遇到复杂地层(若大漂石、破碎带等)或基岩,成孔时间较长,有时成孔时间多达7天或更多,基桩孔壁往往粘附着具有一定厚度的泥皮,从而影响基桩侧摩阻力及承载力的正常发挥。改善及消除泥皮主要有以下对策∶


(1)根据地层情况选择合适的施工工艺,缩短成孔时间;

(2)保证钻孔泥浆的质量,对于不能自行造浆或造浆质量较差的土层,要采用高塑性土或膨润土等进行人工造浆;

(3)成孔至设计标高后进行扫孔以消除泥皮问题;

(4)采用优质泥浆进行全置换式清孔,泥浆性能参见表1。


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2.沉渣问题

成桩终孔时及混凝土灌注前,孔底往往存在一定厚度的沉渣,它不仅严重影响基桩端阻力的正党发挥,同时对基桩桩侧摩阻力的正常发挥也有影响,从而影响基桩竖向承载力的正常发挥。为使沉渣厚度控制在允许范围,可采用以下对策。


对孔深小于50m 的孔,采用泵吸反循环或气举反循环清孔工艺进行清孔。由于泵吸反循环驱动压力一般不大于一个大气压,因此当孔深较深时效率就低。而气举反循环却是利用杆 (管)内外液柱的重度差来驱动液体,故其效率随孔深的增加而提高(见图1)。所以,对于孔深大于50m的孔应采用气举反循环清孔。清孔要求采用优质泥浆(参见表1)进行桩孔全置换式清孔、即要求孔口出口泥浆性能接近优质泥浆性能。采用上述方法清孔,根据作者经验,一般在灌注前可不需进行二次清孔即可满足设计要求。


3.混凝土灌注

超长混凝土滥注桩水下混凝土灌注质量是影响基桩承载力的重要因素,因此水下混凝土灌注是成桩过程中最重要的环节之一。


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(2)首滥

首灌往往是水下混凝土灌注的关键环节,直接影响到成桩质量及竖向承载力。因此,在保证首灌量满足规范要求的前提下,还需保证首灌混凝土的质量及返浆的顺畅。由于超长大直径灌注桩一般首灌量大,而工程中常常采用混凝土球塞,由于孔较深,在首灌中往往会出现球塞与混凝土不能同时到达孔底(重力不同造成的时间差),从而产生混浆现象,使,首灌混凝土质量得不到保证。因此,对于大直径超长滥注桩,建议采用橡胶球胆作球塞,同时在球塞下可放入 0.2ma左右的膨胀珍珠岩、或采用轻质陶粒混凝土球塞。


(3)混凝土灌注

超长灌注桩混凝土灌注除了需要满足一般的技术要求如导管埋管深度、导管密封性,混凝土配合比、搅拌质量、首灌等外,对灌注量大的超长灌注桩,在混凝土灌注过程中往往需要引起注意的是混凝土灌注时间。往往会由于初灌混凝土的初凝造成返浆不顺、堵管、卡管等质量事故。因此,对于混凝土滥注时间超过6小时以上的桩,建议添加缓凝剂。