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岩土研究院

桩基施工过程中缺陷类型介绍及其处理方法

393 2021-01-20 15:18:19



在桩基础施工过程中,由于地理环境、机械设备及人为因素等原因,难免在施工过程中出现一些缺陷桩现象。一旦缺陷桩基出现,不同缺陷程度有不同的处理方法,但是成本低效益高的方法是人们一直追寻的。



一、桩基缺陷类型:

桩基顶部缺陷、桩基中部缺陷、桩基底部缺陷

1.桩基顶部缺陷

由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀,浮浆厚度难以准确估计,在桩顶混凝土超灌不足时,混凝土中难免有夹泥现象产生,影响混凝土质量;其次,在混凝土浇筑完毕后,拆拔预埋钢护筒时,用力过猛,或者左右用力不均衡,都会扰动桩顶混凝土,影响混凝土质量。最后,在进行凿除桩头混凝土的过程中,由于风镐功率过大,对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象,对混凝土质量也有一定的影响。

2.桩基中部缺陷

首先,由于地质条件差,在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象,局部阻止混凝土翻浆,导致局部缺陷。其次,在拆拔导管过程中用力过猛,扰动了混凝土连续性,影响混凝土质量。最后,导管气密性差,由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆,破坏导管内外压强差,轻者影响混凝土质量的连续性,严重的阻碍混凝土下料,不能正常翻浆,导致断桩。

3.桩基底部缺陷

在桩基灌注混凝土开始之前由于清渣不干净会造成桩底沉渣的缺陷,或者首次灌注混凝土封底不好造成桩底混凝土加泥或的缺陷以及桩底混凝土离席不密实等缺陷,往往用取芯注浆的处理方法。



二、桩基缺陷处理方法

1、桩基顶部缺陷处理

根据检测结果显示,在桩基顶部存在缺陷的,我们可以继续向下凿除桩头混凝土,直到混凝土质量完好位置。但是在向下破凿混凝土的过程中要注意观察,及时发现混凝土的缺陷异常位置,与实验检测资料相对应,最后用与桩基同标号混凝土进行接桩。注意,在向下凿混凝土过程中保护好桩基钢筋,防止损坏。

2、桩基中部缺陷处理

此类桩基缺陷处理很难统一衡量,缺陷程度小的可以用注浆处理,缺陷程度大的一般在两米以上的注浆处理很难保证质量,通常报废该桩,在原先位置重新冲孔,安装钢筋笼,浇筑混凝土。

3、桩基底部缺陷处理

桩基底部有缺陷的,根据桩基受力性质,可先进行受力简算,再确定其到底是否需要处理。如果桩基是摩擦受力桩,其缺陷位置长度不影响整体荷载受力,也就是说,在不包括缺陷的这部分桩长里,其摩擦力已经可以满足荷载要求,就不用再做处理,否则;必须处理。如果桩基是嵌岩桩,底部有缺陷的,必须进行处理,桩底注浆是一种可行的处理方法。

(1)实施桩底注浆的准备

合理的注浆设计是注浆的前提,为使桩底注浆施工合理有效,有必要对桩基的岩层地质状况,地下水条件,缺陷程度和周围环境进行详细的调查和分析,计算水泥浆用量,采用桩身混凝土高一标号水泥科学配制注浆浆液,确定注浆压力等参数。

(2)钻孔

在缺陷桩桩身内钻3个注浆孔,在钻进过程中必须保证垂直度,确保钻孔与桩基轴线平行,防止钻孔偏斜,碰触桩基钢筋或者穿出桩基,其钻孔深度比桩长深1米。

(3)压水试验

压水试验不仅起到疏通压浆管道的作用,而且有关压浆的操作经验参数根据压水试验结果做相应的调整。压水试验可也将桩底沉渣,泥浆清除。如图,将干净的高压水注入1号孔,同时关闭2号孔,打开3号管,直到翻出来的水变清为止,然后再将2号孔打开,3号孔关闭,重复上述操作。然后再将高压水头分别注入2号孔和3号孔,又重复循环上述操作。

(4)注浆

待清孔清理干净后,根据浆液配合比进行配制浆液。在配制浆液过程中,仔细称量加水量和外加剂量,搅拌均匀,做好试件。

在浆液的各项指标满足要求情况下,将水泥浆注入1号孔,同时打开2号孔和3号孔,加压开始注浆,通过注浆,将其它管内的清水都置换出来,直到管内翻出浆液,并排掉100L浆液为止,然后再将水泥将注入2号孔,同时先打开1号和3号孔,待有均匀浆液排出,成分与配置的浆液基本一致,最后再将水泥浆注入3号孔,重复上述操作。

将注浆接口接在1号孔,同时关闭2号孔和3号孔,将注浆压力达到50Pa时,持续5分钟。然后再将注浆接口接在2号孔,同时关闭3号孔和1号孔,将注浆压力达到50Pa时,持续5分钟,最后将注浆接口接在3号孔,同时关闭2号孔和1号孔,将注浆压力达到50Pa时,再持续5分钟。将所有阀门全部关闭,拆除注浆设备并清洗。

(5)控制注浆参数,提高注浆效果
在注浆过程中,注浆压力,浆液稠度,注入率和注浆量在注浆过程中都是变化的,于是合理的控制其变化对提高注浆效果十分重要。
注浆压力随注浆量的增加出现由低到高的变化规律,如果在注浆过程中注浆压力突然急剧下降,表明局部有漏浆或漏气现象发生,及时检查注浆管道,有可能是注浆管道损坏,也有可能桩基周围出现裂隙现象。应及时向浆液中加入外加剂,间歇注浆,多次注浆保证质量。

(6)桩基注浆提高承载力原理:

改善原来地质条件,提高承载力在灌注桩的成孔过程中,机械对桩的周围地层有一定的扰动作用,减弱整个桩基的承载作用力。在混凝土的灌注过程中,由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱,也影响整个桩基的承载作用力。桩底注浆通过渗透,劈裂,和挤密作用使桩端受力层在一定范围内形成浆液和土的结合体,从而改善受力结构的物理学性质,修复和提高受力土体的强度。

灌注桩在灌注混凝土前由于清孔不干净,桩底沉渣的存在直接影响和严重降低桩底承载里的发挥,通过注浆可以将桩底的沉渣置换、挤密、固结作用改善和消除桩底沉渣对承载力的不良发挥。

急剧提高桩基摩擦阻力在高压注浆的作用下,浆液可以从桩端沿桩侧向上,通过渗透、劈裂、填充、挤密和胶结作用。对桩周泥皮及护壁经行泥皮置换和空隙填充,在桩周围形成脉状结石体,大幅度提高桩基侧摩阻力。

改善受力状态和荷载传递性能,桩基注浆通过渗透、劈裂、挤密和胶结作用形成桩端扩大头,增大了桩端受力面积,并且注浆加固了桩基的持力层,改善了受力状态。桩底注浆后,桩基侧面摩擦阻力的提高要先于桩端承载力的提高,在摩擦桩中,效果最好。

加固效益分析通过对缺陷桩度注浆处理前后的超声波检测数据对比,发现桩底混凝土有明显改善,效益可观。