浅谈长螺旋灌注桩施工中事故的原因及预防措施

发表时间:2021/8/26   来源:《工程管理前沿》2021年7卷第4月第12期   作者:刘勃
[导读] 随着我国建筑工程的不断推进,当前桩基工程体系已经较为成熟,同时结合不同的工程需求以及地质情况,也需要构建不同的桩基施工方案。
        刘勃
        云南昭朝工程咨询有限公司,云南 昆明 650000
        摘要:随着我国建筑工程的不断推进,当前桩基工程体系已经较为成熟,同时结合不同的工程需求以及地质情况,也需要构建不同的桩基施工方案。因此建立在具体工程案例的角度结合长螺旋灌注桩施工过程中常见的工艺体系进行分析,综合施工过程中出现的多种质量问题,提出预防策略。能够推动我国建筑工程施工技术的不断创新,同时也可以强化施工工艺的创新力度。
        关键词:长螺旋灌注桩;施工事故;原因分析;预防措施
        从施工优势角度来讲,利用干钻孔进行施工不会产生大量泥浆,同时一次性钻孔到位能够有效提升成桩的效率,具有较强的可靠性,利用压灌砼的方式进行灌注,能够有效提升混凝土桩柱和周边土体的摩擦力,从而增强承载能力。但是在实际应用过程中,该种技术体系也会存在较多的细节性问题,而解决这些问题,并且制定优化解决策略,能够进一步提升长螺旋灌注桩的应用有效性。
        1工程概况
        本项目为多层公共建筑,总建筑面积40483.65平方米,建筑占地面积:15935.33平方米,体育中心长203m,宽76.7m;地上四层,无地下室,一层车库,篮球馆最大高度27.0米,游泳馆最大高度25.707米,建筑高度23.9m,篮球馆层高3.25m、5.4m、11.41m,屋面跨度68.7m,游泳馆层高4.15m、4.2m、3m,屋面网架跨度67.2m。设计使用年限为50年。
        2长螺旋灌注桩的具体施工方案分析
        根据设计图纸、施工工艺及工期考虑,两台桩机从1轴线向10轴线施工,篮球馆位置两台桩机从10轴线向28轴线施工,篮球馆施工完成后两台桩机移动到轴线,从10轴线向28轴线施工,施工完一部分后,基础土方开挖、基础承台施工即可跟进施工,在时间空间上形成流水施工。详细的长螺旋灌注桩的施工工序如图1所示。

        3长螺旋钻孔灌注桩施工常见质量缺陷的原因及控制措施
        3.1钻孔灌注桩质量缺陷及优化策略
        (1)断桩,夹层
        原音:提钻速度较快,泵送砼无法紧密配合进行作业;相邻桩过近,出现串孔情况。
        控制措施:
        钻进到设计的标高之后,需要先将钻杆预提20厘米左右,继续泵入混凝土,然后缓慢的提升钻杆;在作业过程中必须要严格的控制提钻的速度,并且结合不同土层的实际情况,调整混凝土泵送量,确保中心钻杆的水压力高度小于混凝土的高度;连续进行混凝土浇筑,避免中途停止,若必须要停止灌注,停滞的时间必须要小于混凝土的初凝时间。确保充盈系数控制在1.2以上,且混凝土的超灌高度控制在0.5米以下。
        (2)桩身砼强度不足
        原因:结合长螺旋灌注桩的实际灌注需求来讲,塌落度要控制在18~22厘米左右,因此要求混凝土具有较好的和易性,在配比过程中需要加入部分粉煤灰,这样前期的混凝土强度较低,若粗骨料的粒径较小,若未能合理的控制用水量,便有可能降低砼强度。
        控制措施:
        结合桩身的具体强度等级,合理的落实混凝土原材料配合比的控制可以通过精确算法来落实计算;进一步提升粗骨料级配的效果,通常来讲大塌落度的砼选用的碎石粒径为0.5~1.5厘米,可以结合钢筋的长度以及桩柱的直径计算碎石的粒径以及加入量;外加剂以及粉煤灰的添加,必须要经过配比实验,粉煤灰的类型为二级。在钻孔以及灌注之前,必须要落实好地下水的排水工作,避免对桩身造成影响。
        (3)桩身砼收缩
        在长螺旋灌注桩施工过程中,桩身回缩较为普遍,可以通过添加外加剂或者超灌的方式来解决该种问题,确保充盈系数在1.1以上。超灌的长度可以控制在0.3~0.5米左右,防止孔口的其他杂土混入其中。要严格注意减水剂的减水性能。吊放钢筋笼的牵引杆可以选择中空材质,减少钢筋笼安置过程中的混凝土排开量。
        (4)桩顶质量问题
        主要体现为混凝土中夹杂着大量的泥土杂质气泡,存在砼不充盈以及桩空心等情况。
        控制措施:
        首先在施工过程中要检查钻杆顶端的气阀是否处于正常开启状态,避免浇筑过程中气泡无法排出。针对灌注过程中出现的浮浆过多以及离析情况,可以通过超灌排除浮浆。钢筋笼施工完毕后采用振动锤对上部桩头进行振捣以保证其密实度。
        3.2施工工法出现的问题及预防措施
        (1)导管堵塞
        原因:灌注过程中混凝土的塌落度与实际需求不符,以及前期混凝土原材料的配合比缺乏合理性;灌注期间出现导管弯折以及前后台配合不紧密的情况;混凝土搅拌之后留存时间过长,出现了初凝现象。
        控制措施:在前期选料的过程中,必须要优化粗骨料的粒径,控制在30毫米以下,混凝土的配合比以及塌落度必须要符合实际的工程需求,控制在18~22厘米为准。混凝土的输送泵管必须要保持水平状态,若泵管的距离较长,需要设置支护装置,避免弯折;施工过程中严格落实好各个工序的配合。
        (2)偏桩
        原因:从类型角度来讲,主要分为超标偏差以及平移偏差这两种形式。主要由桩机对位不仔细以及地层内部结构原因导致钻杆跑偏。
        控制措施:
        在施工之前严格落实地下土层以及岩层结构分析,及时的控制钻进的速度和力度;放桩过程必须要严格进行误差控制,桩基的垂直度以及水平度要进行反复检查;在钻机就位之后,必须要分析桩位点和钻头之间的偏差,控制在20毫米以下;在开孔阶段,控制钻进速度,缓慢钻进,不应反复提钻。
        3.3材料质量问题
        混凝土的原材料控制将直接影响长螺旋钻孔灌注桩最终的质量,原材料的配合比若不符合实际的施工需求,将直接导致钻孔灌注桩的质量下降再浇筑,以及后期施工过程中可能会出现端庄以及坍塌等多种风险。
        优化策略:
        结合混凝土原材料的实际特点,落实好性能和质量的针对性优化,首先在原材料选择的过程中,严格落实生产厂商的资质审查,建立在既有成品的质量检测基础上,分析生产厂商本身的综合质量;在原材料运输以及施工的过程中,必须要结合具体的施工环境以及运输方法进行调整,避免对原材料的性能产生影响;要结合具体的钻孔灌注桩施工性能需求落实好,配合比分析。从原材料的选用、外加剂的选用和试验、脱模剂的选用、养护、浇筑工艺上采取严格的措施来保证。混凝土的原材料统一品种、统一规格、并有足够储量能够满足工程需求,配合比要根据浇筑温度、砂石含水率等因素进行及时调整并保证计量准确。
        3.4施工环境客观问题
        在实际的施工过程中,可能出现因为地理结构不完善出现的漏浆情况。主要是由于岩层的节理和裂隙引起的。原生节理是不可避免的,次生节理主要是冲击钻对岩石的扰动造成的裂隙。钻孔时,泥浆沿着裂隙或者地下水渗透而流失就是漏浆。沙层的漏浆主要是护壁不牢固,地下水渗透引起的。漏浆是引起塌孔的主要原因。
        优化对策:
        漏浆数量不太大时,采用泥浆泵注入泥浆到桩孔至孔口即可。针对泥浆全部漏完的情况,回填优质黏土(黄泥巴),回填至一定深度后开始冲击,封堵漏洞。正常后可以采用普通泥浆护壁继续冲击钻进。对于多次严重漏浆的桩孔,采用混凝土封堵漏洞。正常后采用普通泥浆护壁继续钻进。针对影响较大的孔洞以及裂隙,可以利用高粘性粘土加片石进行孔洞封堵,回填土至8个小时之后,再次进行成孔,若泥浆变化幅度不明显且趋于稳定状态,则证明不会出现漏浆情况。
        3.5施工工法的控制
        施工工法的控制主要指的是建立在具体施工团队的角度,落实好人员施工水平以及技术创新能力的培训和监督,打造立体化的责任管理制度,确保责任制度落实到位,坚持专人专岗专责,实现团队内人员相互监督管理;建立在钻孔灌注桩实际施工需求以及具体情况的角度进行针对性调整,打造动态性的监管体系,确保能够实现整体施工环节的质量控制和数据分析,结合实际情况进行微调,这样才可以增强钻孔灌注桩的实际施工质量。
        构建完善的监理体系,着重针对长螺旋钻孔灌注桩施工期间可能出现的问题进行严格分析,落实前期风险管控,将原有的被动解决调整为主动防控,这样能够有效增强桩基施工的稳定性。
        结束语:
        长螺旋灌注桩是当前建筑工程施工期间常见的桩基施工技术体系,在多种地形结构中都有应用价值,例如粉土、砂土、粘土、杂填土以及淤泥质土壤层,因此施工优势较大,但是在施工过程中也会出现常见的问题,针对这些问题必须要及时的分析原因,并且提前制定预防方案,在此基础上还需要落实好施工人员团队的技术交底以及施工现场管理,这样才可以促使长螺旋灌注桩的施工质量得到保障,能够为整体工程服务。
        参考文献:
        [1]先杰,范程.长螺旋钻孔压灌桩施工技术在承压水地质条件中的应用[J].珠江水运,2021(08):105-107.
        [2]褚聚敏.钻孔灌注桩长螺旋钻机成孔先灌混凝土后插筋施工技术[J].施工技术,2021,50(06):110-112.
        [3]程涛,柳彬彬,吴笛,何秀铎,高挺.长螺旋钻孔灌注桩在水厂工程中的应用及质量控制[J].工程技术研究,2021,6(06):38-40.
        
       
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