城市桥梁桩基施工质量事故.pptx
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1、市政公用工程专业一级注册建造师市政公用工程专业一级注册建造师继续教育培训继续教育培训城市桥梁桩基施工质量事故天津第六市政公路工程有限公司天津第六市政公路工程有限公司薛长迁薛长迁2014年年5月月主要内容主要内容第一部分 桥梁桩基类型和背景n n一、桥梁桩基础施工工艺简介一、桥梁桩基础施工工艺简介n n二、桥梁桩基础质量问题概述二、桥梁桩基础质量问题概述第二部分 桥梁桩基础质量问题n n一、桥梁冲击钻成孔桩质量问题及应对措施一、桥梁冲击钻成孔桩质量问题及应对措施n n二、桥梁泥浆护壁成孔灌注桩质量问题及应对措施二、桥梁泥浆护壁成孔灌注桩质量问题及应对措施n n三、桩基灌注时施工问题及应对措施三、
2、桩基灌注时施工问题及应对措施第三部分 桥梁桩基质量事故实例概述概述 随着科技水平的提高,对钻孔灌注桩的设计、机械设备、施工工艺方法和质量检测技术的深入研究,使得钻孔灌注桩的设计理论,施工技术和检测方法有了很大的发展和完善。在钻进工艺方面,也解决了桩底沉渣、松散地层稳定孔壁、硬岩成孔以及深长桩、斜桩施工等复杂技术问题。概述概述 但是,桩基作为隐蔽工程,其工序多,工艺复杂、工程质量问题相对来说仍比较难以控制。灌注桩工程质量出现的通病是:小直径灌注桩多出现缩孔断桩、孔底沉渣超厚及持力层满足不了设计要求等问题;大直径灌注桩多出现桩身混凝土离析、孔底沉渣超厚等问题。n n 桥梁桩基础目前应用广泛,按成桩
3、方式分类如下,本节重点分析钻孔灌注桩的受害机理:成桩方式分类预制打入桩钻孔灌注桩挖孔桩冲击钻循环钻旋挖钻实心钻空心钻正循环反循环定位埋设护筒钻机就位钻孔清孔安放钢筋笼水下浇砼循环护壁泥浆 正循环钻钻孔正循环钻钻孔反循环钻钻孔反循环钻钻孔旋挖钻钻孔旋挖钻钻孔冲击钻钻孔冲击钻钻孔冲击钻成孔桩质量问题及应对措施冲击钻成孔桩质量问题及应对措施n n1 1、桩孔偏斜:在冲击中遇到探头石,钻头受力不、桩孔偏斜:在冲击中遇到探头石,钻头受力不均,基岩面产状较陡或钻机底座不平和产生不均均,基岩面产状较陡或钻机底座不平和产生不均匀沉降造成桩孔偏斜。处理措施:匀沉降造成桩孔偏斜。处理措施:n n(1 1)遇到探头
4、石后,向孔内回填碎石,并采用高)遇到探头石后,向孔内回填碎石,并采用高冲程击碎探头石。冲程击碎探头石。n n(2 2)遇基岩时,采用低冲程,并使钻头充分转动,)遇基岩时,采用低冲程,并使钻头充分转动,加快冲击频率。加快冲击频率。n n(3 3)发现孔斜,回填重钻,及时检查钻机并进行)发现孔斜,回填重钻,及时检查钻机并进行调整。调整。n n2、钻孔呈梅花形:钻头的钻向装置失灵,冲击时钻头不转。泥浆黏度过高,阻力大或冲程小造成钻头转动困难形成梅花形钻孔。解决措施:检查转向装置保证灵活性,调整泥浆的黏度和比重,钻进一定深度时交替变换冲程。n n3、卡钻:钻孔缩颈,遇探头石或不规则。上部孔坍塌卡住钻头
5、。粘土层中泥浆粘度过大,以致吸钻。放绳太多使钻头倾侧,顶住孔壁。处理措施:n n(1)发生卡钻时,不宜强提。查明原因和钻头位置,采取晃动大绳以及其他措施,使钻头松动后再提起,使钻头脱离卡点。n n(2)用打捞钩或打捞活塞助提钻头或使用专用工具将钻头拨正。n n(3)修理孔径,处理钻头石。用优质泥浆替换原有泥浆。n n4、钻头脱落:钢绳磨断,或绳卡松脱,或锥体在薄弱处折断。转向装置与顶锥联结处脱开。应对措施:n n(1)用打捞活套,打捞钩打捞或用冲抓锥抓取并且加强对其检查防止掉锥。n n(2)先进行打捞,如打捞不起,则采用冲击钻,将钻头击碎。n n5、孔壁坍塌:冲击钻头或掏渣筒倾倒撞击孔壁,孔内
6、泥浆面低于地下水位或比重偏低。遇流砂、淤泥、破碎底层或松散层时进尺太快。应对措施:n n(1)探明坍塌位置,将砂和粘土混合物回填塌孔位置以上1m2m,夯实后重新冲孔。n n(2)调整孔内泥浆液面或比重。增大泥浆比重,降低进尺速度,严重塌孔,用粘土回填重钻。n n6、孔底涌砂:孔外地层水压力比孔内大,孔壁松散,使大量流砂涌入孔底。应对措施:流砂严重时,可抛入碎砖石、粘土,用冲锤将之挤入流砂层,做成泥浆结块,使孔壁坚厚,阻止流砂涌入。循环钻机成孔灌注桩质量问题及应对措施循环钻机成孔灌注桩质量问题及应对措施n n1、坍孔:泥浆稠度小,起不到护壁的作用,水位高度不够,对孔壁压力小。强透水层使因漏因漏水
7、使孔内压急剧下降。水使孔内压急剧下降。护筒埋量太浅,加之周围回填土不密实而造成漏水。施工操作不当如提钻快,松软砂层进尺快。停钻时间过长或放钢筋笼时碰撞孔壁。向孔内加水时流速过大,直接冲刷孔壁。坍孔的处理措施:n n(1)塌孔分为孔口坍塌和孔内坍塌,要根据事故状态采取相应的措施。n n(2)当发生孔内坍塌时,要先判明坍塌的位置再分析具体原因。坍孔不严重时,可回填砂和粘土混合物到坍孔处以上,采取措施后继续钻进。n n(3)坍孔严重时,应使用砂和粘土混合物全部回填,待回填物沉积密实后再行钻进。n n坍孔的预防措施 n n(1)桩基施工前,要认真研究地质勘察报告,确定护筒的埋置深度,预先备好足够的粘土
8、,做泥浆护壁;n n(2)为防止连续钻孔机振动对地层造成较大影响,要合理安排钻孔的时间和孔位,现场施工时采用跳打法施工,相邻桩孔不要连续施工,跳打时,必须等相邻成形桩砼浇注完2d后方可施工。n n2、缩颈或孔斜:在施工过程中均出现了钢筋笼放不下去的问题,最可能的情况就是出现了缩孔或孔斜,经下放检孔器,即可判定是否出现了缩颈或孔斜。尽管表面上看,这种质量事故可以在施工过程中及时发现,不至于引起严重的质量隐患。事实上,其不仅造成工期延长,浪费人力、物力,对桩基承载力的影响也不容忽视。n n2.1缩颈:可能是由于地质情况不良,孔口附近堆积砂石料,产生较大的土压力后,一种高塑料粘土带孤石橡胶土同时挤入
9、孔内所致缩颈。处理方式:n n(1)于缩颈事故,通常应保持孔口附近的无堆积物,减少土压力的影响;n n(2)采用加长钢护筒的措施来加以解决,或改装正孔器。正孔器用 10mm厚钢板卷制成与钻头同直径,高 1.5m的十字架钢护筒中心通过钻杆与钻头连接,增加钻头的自重,即可钻孔成桩。n n2.2孔斜:造成孔斜事故的原因较多:1.钻孔中遇到较大的孤石或探头石;2.在有倾斜度的软硬地层交界处、岩面倾斜处或粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进时,钻头受力不均匀;3.扩孔较大处,钻头摆动偏向一方;4.钻机安装不合要求,钻进过程钻机产生不均匀沉陷或运转过程震动过大引起孔斜;5.钻具弯曲或插接式连接钻杆磨损,间隙过大受
10、压后钻杆发生弯曲而导致孔斜。n n孔斜的处理措施:n n(1)若孔斜不严重,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔修直。n n(2)孔斜严重或纠斜无效时,采用回填片、卵石到偏斜部位上部冲平后再重新钻进成孔。n n孔斜的预防方式:n n(1)安装钻机时,机座应安放在平稳坚固的地基上,使转盘和底座水平,重滑轮缘固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条直线上,且钻进中应经常检查校正;n n(2)钻具入孔前要仔细检查,弯曲的钻具严禁入孔内,且插接式连接钻杆接头磨损严重、间隙过大时要及时修复或更换;n n(3)在开孔、换层界面处或有倾斜的软、硬地层钻进时,应采用轻压慢转的操作规程,钻机遇到地下障碍物时应
11、及时处理,严禁盲目加压;要经常用检孔器进行检查,发现偏斜及时纠正。n n(4)孔斜不严重时,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔修直;孔斜严重或纠斜无效时,采用回填片、卵石到偏斜部位上部冲平后再重新钻进成孔。n n孔斜预防采取如下措施:n n(1)安装钻机时,机座应安放在平稳坚固的地基上,使转盘和底座水平,重滑轮缘、固定钻杆的卡孔和护筒中心三者应在一条直线上,且钻进中应经常检查校正;n n(2)钻具入孔前要仔细检查,弯曲的钻具严禁入孔内,且插接式连接钻杆接头磨损严重间隙过大时要及时修复或更换;n n(3)在开孔、换层界面处或有倾斜的软、硬地层钻进时,应采用轻压慢转的操作规程,钻机遇到地下
12、障碍物时应及时处理,严禁盲目加压;要经常用检孔器进行检查,发现偏斜及时纠正。n n(4)孔斜不严重时,一般可在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔,使钻孔修直;孔斜严重或纠斜无效时,采用回填片、卵石到偏斜部位上部冲平后再重新钻进成孔。n n3 3、进尺速度、进尺速度n n3.13.1粘性土正循环进尺慢:泥浆黏度过大,轴压粘性土正循环进尺慢:泥浆黏度过大,轴压过大而孔底粘屑不能及时排出。糊钻或者泥包过大而孔底粘屑不能及时排出。糊钻或者泥包钻头钻头 。应对措施:。应对措施:调整泥浆性能,调整钻进参数,调整泥浆调整泥浆性能,调整钻进参数,调整泥浆性能参数,适当增大泵量或向孔内投入适量砖性能参数,适当增大泵量或
13、向孔内投入适量砖石。石。n n3.23.2沙砾层进尺慢:在沙砾层中,由于冲洗液上沙砾层进尺慢:在沙砾层中,由于冲洗液上返流速小,钻屑未能及时排出或钻头破损严重。返流速小,钻屑未能及时排出或钻头破损严重。会出现进尺慢的情况。应对措施:会出现进尺慢的情况。应对措施:加大泵量,增大上返流速。每钻加大泵量,增大上返流速。每钻4m6m4m6m,专门清渣一次。及时检查、修复或更换钻头。专门清渣一次。及时检查、修复或更换钻头。n n4、钻具跳动大,切削具崩落:孔内有砾、卵石,或杂填的砖块、石块。应对措施:用冲抓锥捞除大石块。用冲击钻头破碎或挤压石块。灌注浇灌过程中出现的问题及应对措施n n1、挂笼:在灌注砼
14、过程中,因导管不居中,造成导管提升过程中挂到钢筋笼。此时,不得强行提升导管,避免将钢筋笼挂坏。必须先用人工将导管来回旋转,同时稍微将导管下放,这样就能将导管和钢筋笼脱离。n n2、浮笼:在灌注砼过程中,因砼灌注过快、导管拔升未控制好及挂笼,或当灌注的混凝土超过钢筋笼且导管埋深较大时,若其上层混凝土因浇注时间过长,已接近初凝,表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼之间产生一定的握裹力,如此时导管底端未及时提到钢筋笼底部以上,混凝土在导管流出后将以一定的速度向上顶升,同时也带动钢筋笼上浮。为防止浮笼要采取以下措施:n n(1)在钢筋笼顶添加压杠,防止浮笼,如图n n(2)当砼到达钢筋笼底面时,必须放慢砼灌注
15、速度,让砼缓慢上升将钢筋笼包裹达1m后,再将砼灌注速度正常化。n n(3)在砼到达钢筋笼底面时,不得拔升导管,避免将钢筋笼带起。导管的拆卸必须在砼到达钢筋笼底面之前,或在砼将钢筋笼包裹达1m后进行。n n(4)挂笼也会引起浮笼,在灌注砼过程中,必须让导管尽量居中。如挂笼,则按处理“挂笼”方法处理。n n 3.钢筋笼的偏位和变形:钢筋笼过长,箍筋未起到作用,使得钢筋笼的刚度不够,吊入孔内后钢筋笼发生变形。钢筋笼上未设垫块或耳环控制保护层厚度,或桩孔本身偏斜或偏位;钢筋笼吊装时未垂直缓慢下放,而斜插孔内使保护层厚度不够而使钢筋笼偏位。预防措施如下:n n(1)第一次清孔时应换用比重和粘度较低的泥浆
16、进行冲洗和置换,同时将钻头上下活动,边冲边扫,尽量将孔内的泥块和泥皮搅拌成浆,排出孔外,直到泥浆符合要求时再进行提钻;n n(2)加快混凝土浇灌速度,控制浇灌时间,遇高温天气应添加缓凝剂以防止混凝土顶层进入钢筋笼时,流动性变小。n n(3)加固钢筋笼与孔口的固定,防止钢筋笼位移。n n4、翻浆不顺:在灌注砼过程中,因导管埋置过深、砼坍落度偏小、砼和易性不好、灌注时间过长等原因,均会造成翻浆不顺。处理措施:n n(1)及时拆卸导管,宜保证导管埋深在26m。n n(2)接长导管,使用大漏斗,增加砼的压力,使用吊车和料斗(容量11.5m3)吊送砼到大漏斗。n n(3)坍落度偏小、和易性不好的砼拒绝使
17、用。n n(4)如桩孔内泥浆比重过大,而桩身砼顶面离孔口不深时(10m以内),可将泥浆泵出浆管伸入孔内,在距已灌砼面1m左右位置,用比重小的泥浆或清水进行换浆,用以降低泥浆比重,进而降低砼面的压力。n n(5)加强现场组织和管理,缩短作业衔接时间,缩短灌注时间。n n5、堵管:产生的原因和处理方法和“翻浆不顺”基本一样。如处置方法实施后仍无效,则将导管拔出,进行二次封底,如下图:n n二次封底方法:n n(1)重新检测孔深,计算导管长度,吊放导管,确保导管下口距砼面2030cm。n n(2)使用大漏斗,计算初存量。漏斗注满砼后,迅速提拉孔口盖,让砼迅速下冲,在漏斗砼下流量能达到已灌砼面时,将漏
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