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建筑工程灌注桩施工技术的常见问题及处理方法

作者

关焕华

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一、引言

灌注桩凭借其适应性强、施工噪音小、对周边环境影响低等优势,在建筑工程基础施工中占据重要地位 。然而,灌注桩施工工序复杂,受地质条件、施工工艺、人员操作等多种因素影响,施工过程中易出现各类问题,直接影响桩基承载能力与建筑工程整体质量。因此,深入研究灌注桩施工技术的常见问题并探寻合理处理方法,对保障建筑工程安全与质量具有重要意义。

二、成孔环节常见问题及处理方法

(一)塌孔

塌孔是灌注桩成孔过程中较为常见的问题,表现为孔壁土体坍塌,导致孔径缩小甚至孔道堵塞。其产生原因主要包括:一是地质条件不佳,在松散砂层、淤泥质土层等软弱地层中,土体稳定性差,易发生塌孔;二是泥浆性能不达标,泥浆比重、黏度不足,无法有效护壁;三是成孔速度过快,孔壁未形成稳定泥皮就继续钻进,破坏了孔壁土体的稳定性 。

针对塌孔问题,处理方法如下:若塌孔不严重,可通过调整泥浆性能,适当增大泥浆比重和黏度,提高泥浆的护壁能力,同时控制钻进速度,使孔壁有足够时间形成稳定泥皮;若塌孔较严重,应立即停止钻进,向孔内回填黏土或水泥土混合物,待回填物密实后,重新进行成孔作业。在施工前,需详细勘察地质条件,根据不同地层特点制定合理的泥浆配比和钻进工艺,预防塌孔问题发生。

(二)缩径

缩径指孔径小于设计尺寸,会降低桩基承载能力。产生缩径的原因主要有:地层中存在软塑状的黏性土,在钻进过程中受钻具挤压,土体向孔内回缩;泥浆性能不良,不能有效抑制土体膨胀;成孔后等待灌注混凝土时间过长,孔壁土体吸水膨胀 。

处理缩径问题时,可采用上下反复扫孔的方式,扩大孔径至设计要求。施工中要严格控制泥浆性能,确保泥浆具有良好的护壁和抑制土体膨胀的作用。同时,合理安排施工工序,成孔后尽快进行混凝土灌注,减少孔壁土体暴露时间。

(三)孔斜

孔斜是指成孔后桩孔垂直度不符合设计要求,影响桩基受力性能。导致孔斜的原因主要有:钻机安装不平整、稳固,钻进过程中发生倾斜;钻具弯曲、磨损严重,钻进时受力不均;在软硬地层交界处钻进,钻头受力方向改变 。

当出现孔斜问题时,若偏差较小时,可在孔内回填部分砂土或黏土,待其密实后重新调整钻机垂直度,继续钻进;若偏差较大,应及时拔出钻具,对孔位进行修正后再重新成孔。施工前要确保钻机安装水平、稳固,定期检查和维护钻具,保证其完好性。在软硬地层交界处钻进时,应采用低速慢进的方式,谨慎操作。

三、钢筋笼制作与安装常见问题及处理方法

(一)钢筋笼变形

钢筋笼在制作、运输或安装过程中易发生变形,影响其在桩孔中的定位和受力性能。产生变形的原因包括:钢筋笼主筋间距过大,加强箍筋设置不足,整体刚度不够;运输和吊装过程中,未采取有效的加固和保护措施,导致钢筋笼受到碰撞、挤压 。

为防止钢筋笼变形,在制作时应严格按照设计要求控制主筋间距和加强箍筋的规格、间距,确保钢筋笼具有足够的刚度。运输和吊装过程中,可采用专用的运输架和吊装设备,对钢筋笼进行加固,避免其发生变形。若钢筋笼已出现变形,应根据变形程度进行修复或更换。对于轻微变形的钢筋笼,可通过人工校正的方式恢复其形状;对于严重变形的钢筋笼,则需重新制作。

(二)钢筋笼定位偏差

钢筋笼定位偏差会使桩基受力不均,影响建筑结构安全。定位偏差的原因主要有:钢筋笼吊放时未准确对准桩孔中心;固定钢筋笼的措施不当,在混凝土灌注过程中钢筋笼发生移位 。

处理钢筋笼定位偏差问题,在吊放钢筋笼时,应使用精准的测量仪器,严格控制钢筋笼的中心位置和垂直度,确保其与桩孔中心重合。同时,采用有效的固定措施,如在孔口设置定位筋或利用导向装置,将钢筋笼固定牢固。在混凝土灌注过程中,要随时观察钢筋笼的位置,若发现移位,应及时进行调整。

(三)钢筋笼上浮

钢筋笼上浮是指在混凝土灌注过程中,钢筋笼向上移动,脱离设计位置。其产生原因主要有:混凝土灌注速度过快,混凝土面上升时对钢筋笼产生较大的上浮力;导管埋深过大,混凝土冲出导管时冲击力较大,推动钢筋笼上浮 。

防止钢筋笼上浮,应合理控制混凝土灌注速度,避免灌注速度过快。同时,严格控制导管埋深,一般不宜超过 6m。当发现钢筋笼开始上浮时,可适当放慢灌注速度,减少混凝土对钢筋笼的上浮力,若钢筋笼上浮严重,应立即停止灌注,采取措施将钢筋笼下压至设计位置后,再继续灌注混凝土。

四、混凝土灌注常见问题及处理方法

(一)断桩

断桩是灌注桩施工中最为严重的质量问题,会导致桩基失去承载能力。产生断桩的原因主要有:混凝土供应不连续,灌注过程中出现中断;导管提升过高,导致导管脱离混凝土面,使泥浆进入混凝土中;混凝土配合比不合理,和易性差,发生离析现象 。

一旦发生断桩,处理难度较大。对于浅部断桩,可采用开挖的方式,将断桩部分凿除,重新浇筑混凝土;对于深部断桩,可采用钻孔压浆补强法,在断桩处钻孔,注入高强度水泥浆,以恢复桩基的承载能力。预防断桩问题,施工前要做好混凝土供应计划,确保混凝土连续供应;严格控制导管提升高度,防止导管脱离混凝土面;合理设计混凝土配合比,保证混凝土具有良好的和易性和流动性。

(二)混凝土离析

混凝土离析会降低混凝土的强度和均匀性,影响桩基质量。导致混凝土离析的原因主要有:混凝土搅拌时间不足,骨料与水泥浆未充分混合;运输过程中颠簸过度,使混凝土发生分层;混凝土水灰比过大,导致骨料下沉 。

处理混凝土离析问题,应严格控制混凝土搅拌时间和运输方式,确保混凝土搅拌均匀,在运输过程中减少颠簸。同时,合理调整混凝土水灰比,保证混凝土的和易性。若在灌注过程中发现混凝土离析,应及时对混凝土进行二次搅拌,改善其性能。

(三)桩顶混凝土强度不足

桩顶混凝土强度不足会影响桩基的承载能力和耐久性。其原因主要有:混凝土灌注至桩顶时,未进行充分振捣,导致混凝土不密实;桩顶浮浆未清理干净,影响混凝土强度 。

为提高桩顶混凝土强度,在混凝土灌注至桩顶时,应适当延长振捣时间,确保混凝土密实。同时,在混凝土初凝前,及时清理桩顶浮浆,采用新鲜混凝土进行补填,并再次振捣,保证桩顶混凝土强度满足设计要求。

五、结论

建筑工程灌注桩施工技术涉及成孔、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注等多个关键环节,每个环节都可能出现不同的问题,这些问题对桩基质量和建筑工程安全有着重要影响。通过对常见问题的深入分析,针对性地提出处理方法,能够有效解决施工中遇到的难题,保障灌注桩施工质量。在实际施工过程中,施工人员应严格按照规范和操作规程进行施工,加强施工过程中的质量控制,不断总结经验,进一步优化施工技术,确保建筑工程灌注桩施工的顺利进行和建筑工程的整体质量。

参考文献:

[1] 丁冰峰 , 徐州 , 汪正鸣 . 建筑工程中钻孔灌注桩施工技术的应用要点分析 [J]. 中国厨卫 , 2023(1):51-53.

[2] 张磊 . 建筑工程中钻孔灌注桩施工技术的应用要点分析 [J]. 安徽建筑 , 2022, 29(8):3.