下面是小编帮大家整理的浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法论文,本文共4篇,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。本文原稿由网友“dxcy365”提供。
篇1:浅谈公路桥梁桩基础局部缺陷的处理方法论文
前言
二十世纪末至今,我国公路建设取得了巨大的成就。公路交通的大发展为公路桥梁建设带来了良好的机遇。而在公路桥梁基础选择时,桩基础以其承载力高、稳定性好、沉降量少、用料省、施工简便和改善劳动条件等优点得到了广泛应用。拟就桩基础施工过程中大量存在的夹泥、断桩、空洞、离析、缩径、桩底沉淀超设计值等局部缺陷,结合十多年的工程实践,提出一些探讨性的处理意见,供同仁参考,并希望与同行进行交流。
1桩基础局部缺陷的成因
桩基础各种局部缺陷,如不经处理,其后果均会导致桩身强度减弱和寿命缩短,因此需要作补强处理;而采取废桩重做的办法,则工期损失与费用太大,一般在万不得已时是不采取这种措施的。公路桥梁桩基础局部缺陷,其主要是由以下几方面原因造成的:
1.1人
在公路桥梁桩基础施工时,无论机械化程度有多高,人始终是其中的主要角色。造成桩基础局部缺陷的成因中,人为因素也是主要原因;其中主要包括主观与客观因素,如工作过程中的认真程度,工作的熟练程度,是否有意识等方面。
1.2机械
无论采用何种施工方法施工,都要选择不同的机械设备,完全采用人力进行桩基础施工的行为,已是不可能的了,因此,机械设备状况的好环、设备的适用性、施工过程中运行情况都可能造成质量问题。
1.3施工方法
对于不同类型的桩基础,需要从地质、环境、施工条件、工艺的熟练程度去选择合适的施工工艺与方法,如果施工方法选择不当,则很容易造成质量问题。
1.4地质
在每个公路工程桩基础施工前,均应仔细阅读地质图,对不同的地质层,需要采用不同的施工方法和施工机械。
1.5材料
材料包括原材料和用原材料拌和成的混凝土。
2处理方法及实例分析
在实际工作中对局部缺陷桩基础所采用的处理方法也多种多样,针对不同的.成因,经分析研究,选择相应的方法进行处理;有代表性的处理方法与结果分析如下:
2.1压力注浆法
压力注浆是在桩基础检测完成后,通过地质钻机在缺陷部位钻取的取芯孔或桩基础原有的预埋注浆管,将水泥或其它化学浆液采用高压注入桩中或桩侧(底)。这些浆液经过渗透、压密、固结的方式,对缺陷桩体进行补强,使桩的整体性和受力状况得到不同程度的提高以达到设计要求。本方法适用于各种直径、地层和成孔工艺的局部缺陷桩基础,在砂砾石层中尤其比较理想,处理效果也较好。
2.2反套护筒法
护筒反套根据地层情况可采用水泥护筒或钢护筒,水泥护筒主要用在粘土中,钢护筒可用在各种地层中,护筒外径与桩径一样大,厚度根据需要选择,护筒压采用锤击、振动或葫芦反拉法下沉到位。采用么套护筒法可处理20为以内的各种直径桩基础。如某高速公路三期工程沿江特大桥5-3#桩。该桩位于主河槽边,渗水量大,在灌注过程中,遇停电,造成离桩顶14.8米处断桩;经过方案比较,决定采用钢护筒下压法处理5-3桩基断桩,其具体方法是:采用8mm钢板卷制钢护筒,护筒内径1.8m,外径1.816m,护筒分节制作,总长度15.1m,每节护筒上下口各加1条高12cm,厚1.2mm的钢护圈,以增加护筒钢度。压入时,在要压入的护筒上口,放置2条25号工字钢,工字钢上再放2条26号工字钢,沿圆周等距悬挂4只10吨手拉葫芦,在桩基钢筋笼上焊接4个吊环。葫芦倒挂在吊环上,然后用人工拉动葫芦,把护筒压入孔内,在钢护筒压入过程中,要保持护筒上口水平。然后连接上第二节护筒,护筒连接处用电焊焊接牢固,并保证不渗水,接着用与第一节护筒相同的方法压入第二节护筒,直至全部护筒压到指定位置。在压入护筒过程中,如发生护筒钢度不足,变形现象,可在工字钢下加设千斤顶,以减少对护筒的压力。护筒压到位后,即用泥浆泵抽干孔内泥浆,清理桩头浮浆,凿除砼,直至露出新鲜砼面,在凿除砼的过程中,应一边抽水,一边压入钢护筒。砼面应凿成凹形,然后清除孔壁和钢筋旁的泥膏,在钢护筒四周嵌入橡皮圈止水,然后采用干浇法灌注砼至桩顶标高,并保持至少50cm的凿桩头高度。在砼灌注时,应加设串筒,串筒下口至砼面高度不超过2m,分层浇筑砼厚度不超过50cm,并用振捣棒振捣密实。 2.3人工挖孔法
人工挖孔即是采用桩基成孔工艺中的人工挖孔成孔法处理局部缺陷桩基的方法。适用于在无水、少水且较密实地层中的桩基础。可处理缺陷深度在20米以内的各种直径桩基础。采用此种办法处理过的有代表性桩是金丽温高速公路二期工程溪口特大桥28-4#桩,此桩采用人工挖孔工艺成孔,混凝土灌注采用干浇法,在浇筑过程中,发生停电事故,造成距桩顶18米处断桩,后经此方法进行处理后,桩基检测为Ⅰ类桩,达到设计要求。
2.4大开挖法
在地开较开阔,地表与地下水能排除的地方,如机械设备比较齐备,可采用在原桩位处大开挖,在缺陷部位处理完毕,经检测合格后,再用原状土回填捣实。采用此类方法处理,一般深度不超过10米,覆盖层较厚,有条件的桥梁基本都能采用,但一般情况下不能开挖到持力层,否则会改变地层结构,影响桩的受力。
2.5补强法
在经过处理后,经过复检桩基础质量仍不能达到设计要求时,则只能采取补强,即在原桩位处重打捞成桩或在原桩周围补桩进行补强,此法是最终处理办法,不到万不得已时轻易不使用,否则,造成的代价与时间损失是相当巨大的。上例大桥5-1桩由于位于主河槽内,采用筑岛、改移河道的方法进行施工,在灌注水下混凝土过程中,由于遇上游暴发洪水,水流速度增大,筑岛底部泥砂被水冲走,造成桩身严重离析,经分析后确定在原桩位重新补桩的方法完成本桩的事故处理。
结束语
通过近十年的施工实践,接触或亲身处理过大量局部缺陷桩基础,在初次检测时,这部分桩基础局部均存在缺陷,基本为存在严重局部缺陷桩基础,如果报废,代价太大,且影响工期,但不经过处理,又存在质量缺陷,对桥梁的安全使用和寿命周期有影响;但经过处理,消除了存在的缺陷后,提高了钻孔灌注桩施工的安全度。从处理过的桩基础所取得的效果来看,在一定条件和环境下所取得的作用是显著的。但有两点值得注意,一是处理前后均需进行低应变、声波或取芯检测等非破坏性试验,以测定处理前后桩身的变化;二是必要时采用高应变检测,以验证桩基础处理前后承载力的变化。总之,为在最少的代价、最短的时间、确保质量的前题下,进行桩基础局部缺陷处理,其方式与方法值得探讨及推广。
参考文献
[1]交通部第一公路工程总公司.公路施工手册-桥涵[M].北京:人民交通出版社,.
[2]刘金砺,李大展,陈凡.桩基工程技术发展与应用[M].北京:中国建筑工业出版社,.
篇2:桥梁工程钢板桩倒塌处理施工方法探讨论文
桥梁工程钢板桩倒塌处理施工方法探讨论文
摘要:结合某特大桥深基坑倒塌钢板桩的施工实例,介绍了钢板桩倒塌处理的施工方法,具有一定的参考价值。
关键词:客运专线深基坑钢板桩施工方法
随着各客运专线及高速铁路的开工建设,主要为桥梁基础采用桩基承台,桥梁基础也开始大面积施工,在基础的施工过程中遇到了诸多问题,这些铁路线路多经过河流、灌溉渠、低洼水塘等环境,在施工中这些地段多为深水基坑,常采用钢板桩围堰防护,由于施工和技术经验的缺乏,时常导致钢板桩倒塌。本文介绍了某大桥深水基坑钢板桩倒塌后的处理方法,供广大技术人员参考借鉴。
1工程概况
某客运专线承台结构尺寸大部分为10.6×14.6×3.0m、8.1×12.5×2.5m、8×11×2m等12种结构型式,开挖深度均在5m以上,均属于深基坑开挖施工。跨河承台基础开挖较深,该部分承台的施工拟采用钢板桩围堰施工;根据此桥的水文、地质等相关情况,认为采用钢板桩围堰施工具有工期短、工艺简单、较少占用空间、安全、施工风险易于控制等诸多优势。钻孔桩完成后,利用钻孔用筑捣平台作为钢板桩施工平台。
2施工工艺流程与处理方案
2.1工艺流程
测量放线→插打定位钢板桩→设置导桩框架→清理钢板桩→插打钢板桩→设置内支撑→抽水堵漏→承台和墩身施工→拆除内支撑→拔除钢板桩。
2.2施工处理方案
此基坑为跨河连续梁主墩,由于工期较紧,钢板桩合拢后,第一道内支撑加固好就开挖,施工期间正值当地汛期,河水猛涨,钢板桩受河水冲击意外倒塌。当钢板桩倒塌后曾试图就地拔出钢板桩,由于钢板桩弯折,无法拔出。然后决定切割掉一部分钢板桩后回填基坑,防止钢板桩变形加剧,回填后创造出二次打桩平台,采取二次做钢板桩围堰,对倒塌钢板桩进行彻底拆除。
2.2.1钢板桩的插打
钢板桩倒塌后,采取切割掉一部分钢板桩后回填基坑,创造出二次打桩平台,然后测量放线,插打钢板桩。
钢板桩由50T履带式吊车吊起插正,然后开启振动锤一边振动,一边插打。在插打钢板桩之前,为保证钢板桩顺利合拢,先打导向架。在插打钢板桩时,第一根钢板桩必须插正、打正,以免影响后面的钢板桩。在整个钢板桩围堰施打过程中,开始时可插一根打一根,即将每一片钢板桩打到设计位置,到剩下最后20片时,要先插后打,若合拢有误,用倒链或滑车组对拉使之合拢,合拢后,再逐根打到设计深度。
在钢板桩施工中插打和就位质量应符合下列规定:合龙时楔形桩上下口宽度差不应大于桩长2%;到达设计高程后的倾斜度不应大于1%;打钢板桩过程中,当导向设备失效,钢板桩顶达到设计高程时,平面位置允许偏差:水中打桩为20cm,陆地打桩为10cm。应监测是否在允许误差范围内,超出时及时纠正。
插打过程中注意事项:①插打前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物,组拼桩时用油灰和棉花捻缝,以防漏水;②插打顺序按施工组织设计进行,一般自上游分两头插向下游合龙;③插打钢板桩,一般应先将全部钢板桩逐根或逐组插打到稳定深度,然后依次打入至设计深度,在能保证钢板桩垂直沉入条件下,每根或每组钢板桩也可一次打到设计深度;④在插打钢板桩时,如起重设备高度不够,允许改变吊点位置,但该点位置不得低十桩顶以下1/3桩的长度;⑤插打钢板桩必须备有可靠的导向设备,以保证钢板桩的正确位置。
2.2.2钢板桩内支撑
在钢板桩围堰合拢后,将设置内支撑,矩形围堰宜采用平面钢架支撑为宜,围周周围拟采用I45工字钢,用两片焊成整体,水平支撑拟采用θ300×10mm钢管四个角设置为三角形,其稳定性较好,又可以做成抽水平台,内支撑的安装由上往下,一边开挖,一边安装。
基坑支撑的顺序如下:加入第一层导梁→进行第一层支撑→再开挖至第二层内支撑标高下0.5米处→加入第二层导梁→进行第二层支撑→抽水吸泥至基坑底。
在施工支撑及承台的过程中,应对支撑系统进行监测。主要监测支撑的变形、钢板桩的变形、基坑内流动水量及围堰的位移等。在施工过程中可能出现如下的情况:①钢板桩弯曲变形严重。这主要是钢板桩断面选用偏小,土压力计算偏低,基坑超挖或支撑间距过大等原因造成的。②基坑底部涌水严重。主要是基坑封底时混凝土浇注质量不好,出现开裂、夹泥等情况引起的`。严重时可以致使封底混凝土不能发挥其作用,而须要进行二次封底。 2.2.3基坑开挖
基坑开挖首次采用挖掘机开挖,第一次先开挖1.0m,第二次开挖3m,总开挖深度不小于4m,剩余土方采用泥浆泵吸泥法排除基坑外。吸泥法即采用大型泥浆泵配合浮筒将基坑内泥浆抽出,抽出的同时,施工人员用高压水枪冲刷基坑内淤泥,冲散液化后用泥浆泵将泥浆排至指定地点,如此反复,昼夜不停24小时施工,直至吸泥到达承台底标高50cm以下停止作业,进行混凝土封底。
2.2.4围堰内排水
由于钢板桩的锁口之间连接不紧密,围堰通常会漏水,因此在抽水过程中,通常采用细麻丝、棉条等材料,在钢板桩内侧嵌塞、塞紧,或者用锯屑加细煤灰在漏缝外侧周围放入,随水流至漏缝处自行堵塞,必要时可外部堵漏。较深处的渗漏,可将煤渣等沉送到漏水处堵漏。钢板桩围堰会有少量渗水流入基坑,在基坑一角深挖,渗水流入该角,利用抽水机进行排水,其排水量应大于围堰内渗水量的1.5-2倍,抽完围堰内水,要留有1~2台抽水机备用。
2.2.5混凝土封底
视开挖土质情况确定垫层厚度或确定是否进行水下封底,此基坑为粉砂,进行水下混凝土封底,封底厚度为40~60cm,混凝土为桩基C35水下混凝土,采用汽车泵进行封底施工。
2.2.6钢板桩处理
当基坑封底完毕后,利用承台旁的施工平台作为钢板桩拔出的工作平台,采用50T履带式吊车,配合振动锤及200KW专用(三相220V)发电机进行钢板桩的拔除。先对承台底以上倒塌钢板桩进行拆除,先切割出一个缺口,再尝试单根整体将钢板桩拔出,先拔出受力及变形较小(一般在围堰四角)的钢板桩,依次逐根向中间施工。对弯折变形严重的钢板桩,无法直接拔出时,可以在承台底位置,将钢板桩切断,再拔出。整个过程中要及时监控,当锁口变形严重影响拔桩时,应立即将变形处割除,再将钢板桩拔出。对拔桩过程中出现的问题及时处理,整个施工过程要求作业人员要稳、准、钢板桩拔出后,即进行清理、整修,并分类堆场。
3结束语
通过上述措施,在最短的时间内将倒塌钢板桩进行简单、有效的拆除,保证了施工工期,为连续梁的施工赢取了宝贵的时间,同时减少了钢板桩的损失及破坏,节约了成本,减少了浪费,效果明显。
参考文献:
[1]客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S].中华人民共和国行业标准铁路建设160号
[2]客运专线铁路桥涵工程施工技术指南[S].铁道部经济规划研究院.2005.
[3]刘宝河,王文兴,宋俊强等.曹妃甸煤码头起步工程大型组合钢板桩振动下沉工艺的创新与应用[J].中国港湾建设.(2).52-56.
[4]深基坑支护工程实例[M].北京.中国建筑工业出版社.199.
篇3:公路造价师:桥梁钻孔灌注桩质量缺陷的防治与处理实践
随着我国交通基础设施建设的快速发展,钻孔灌注桩作为一种基础形式以其适应性强、成本适中、施工简便等特点广泛地应用于公路桥梁及其它工程领域,但灌注桩属于隐蔽工程,大部分是在水下进行的,影响灌注桩施工质量的因素很多,质量检查也比较困难,因此对其施工过程每一环节都必须严格要求,稍有不慎或措施不严就会在灌注中产生质量缺陷,断桩就是经常发生且难以处理的病害之一。本文结合工程实例,详细介绍了钻孔灌注桩断桩的处治方法,对类似工程将有一定的借鉴作用。
1 工程概述
某高速公路主线桥桥台基础采用钻孔灌注桩设计,设计桩长21m,直径1.2m,桩基地质层(桩基剖面图),底部8m深为中砂砾层,钻孔灌注桩完成后,在进行桩基小应变检测时发现0#台的4#桩在桩长17.5~18.0m处无桩长反应,根据小应变波形图判断,确定该桩为“短”桩或断桩。
经对该桩钻孔钻杆的长度以及孔深的检测和灌注砼时埋设导管长度的原始记录进行分析后发现,该桩实际施工长度已达到21m,不可能为短桩,应是断桩,至于断层以下桩长无检测应变波的反映,只能是断层比较严重。根据该桩所断位置接近桩底,已经超过零弯矩点以下的特点,决定使用压浆补强法进行处理。
2 补强处理过程
21 施工准备
首先明确现场处理时的各道工序负责制,并委派专业工程师对处理过程进行全过程不间断的控制,保证处理质量。
其次准备好所需钻孔、压浆等机具,由于施工现场极不平整,加上灌注桩的桩头外露钢筋挡视,须在该桩头上部搭设一个悬空工作平台,以保证钻孔、压浆作业。
22 钻孔取芯近一步检查验证
由于断层较深近桩底,因此钻机在钻孔过程中一定要不停地对钻机主轴进行垂直度校正,防止钻孔到不了17.5~18.0m处就斜到桩壁以外,无法安排下道工序。同时,在钻机(可选用砼取芯机G-210型)钻孔取芯过程中,要对每节混凝土芯样进行认真分析总结,密切关注芯样的变化情况。
现场情况表明,该桩取芯到18m以上都完好无损,且无夹泥,混凝土的强度也较好,而在18m后无完整的混凝土,芯样中除蜂窝状夹带个别石料且很不成型的砂浆外,几乎就是中粗砂。这说明了两点,其一是小应变检测和实际是相吻合的,基本反映了工程的实际情况;其二证实了该桩钻孔深度达到了设计深度21m,只是在灌注第一盘砼时没有封住导管,加上沉淀过快,导管在砼开盘前已经被中粗砂砾淤埋,之后在操作导管时可能过提,没有被及时发现或重视,导致该底桩在3米范围内混凝土没有成型,发生断桩。
23 孔底清淤
根据上述钻孔取芯结果,表明桩底淤积了中粗砂,决定采取清空桩底淤积中粗砂后灌注高标号水泥浆进行置换处理。
但是采用7cm的钻杆要将桩底约3.5m3的中粗砂清空是有很大难度的,尤其在中粗砂地质中钻进很容易发生埋钻事故,因此,要加大清孔频度。
为了防止埋钻事故的发生,根据清孔经验,先将钻头下到18.5m处不停地清孔,约半小时后有大量的中粗砂沿钻杆和孔壁陆续泛出,
备考资料
同时结合施工规范,根据清孔工作量准备足量纯碱(Na2CO3)和聚乙烯。纯碱的作用可使PH值加大,使土颗粒分散,使粘粒表面负电荷增加,为粘土吸收外界的正离子颗粒提供了条件,增加水化膜厚度,提高泥浆的胶体率和稳定性,降低失水量;聚乙烯的作用是提高泥浆的使用性能。用纯碱、聚乙烯加少量黄土配制成的泥浆用手抓粘而有滴的感觉,即可开始清孔。
在清孔过程中要安排专人对泛砂不停地进行排除清理,根据清出的中粗砂的总量统计,在清孔6小时后基本排尽了孔底3.5m3的中粗砂,之后孔口周壁泛砂已很少,且从孔口涌出大量呈白色的、和清孔时配制的泥浆几乎一样的泥浆,这就可以判定孔底基本排尽中粗砂。为了防止孔底周壁中粗砂的涌入,在压浆前不能停止清孔。
24 压浆处理
为了保证压浆能一次性成功,应先计算压浆所需的525#水泥用量。在配制水泥浆时,尽可能按高标号配制,但水泥浆过稠会导致压注困难,通过多次配制压注实验,最后确定水泥浆配制比例为1∶1。刚开始压注时,将钻头埋设到桩底20.5m处,在压注过程中,特别要注意对孔口壁的封闭,不能让水泥浆外溢,只能有少许泥浆甚至清水流淌出来,直到无法压注为止。随后打开封闭的孔口壁,这时候如孔口壁处突然冒出大量水泥浆,与注入的配制水泥浆基本一致,补注水泥浆即可停止。为防止在17.5m处有新的断层或蜂窝现象产生,应将钻头定位于17.5~18m处进行二次补浆,直到压注不动为止,然后慢慢提钻并不断压浆到桩顶。经过2小时压注,压力达到2MPa,共用去约2.1m3的水泥浆。
配制水泥浆时留下试件取样,28天试件强度达到32.5MPa,超过桩体原设计强度。
注浆主要是通过挤密填充补强来保证桩体底部质量。为了减少因水泥浆收缩而产生孔隙,可以在配制水泥浆时适当加入膨胀剂(按1∶10000比例)。
25 二次取芯验证
压注水泥浆属地下隐蔽工程,具体效果如何,只能通过再次取芯检测。为了减少二次取芯的难度和费用,待水泥浆终凝后12小时即在原孔位取芯验证。二次取芯验证的孔位确定要根据具体情况而定,二次取芯同样要注意钻杆的垂直度及17.5~18m处的芯样质量。经过观测,从桩顶到桩底21m处的芯样都完好密实。待该桩底压浆强度成型后,再次安排对该桩进行小应变检测,检测表明桩长21.0m,且被判为质量较好的A类桩。
3 小结
从上述处理过程可以看出:
(1)钻孔灌注桩在施工过程中,发生断桩、短桩或其他质量缺陷也是正常的,但处理一定要认真,尽量将事故消灭在萌芽状态。若发生了这类事故,要对桩底的断层位置、地质、钻孔成孔状况及当时原始记录加以认真分析,处理后必须要再进行验证。建议对桩体采用三点压浆法(三点成等边三角形,若桩径1.2m,边长可取60cm布设)处理,以保证断层处通过取芯压浆后能够充分密实,达到桩体完好的程度,按此方案处理断桩至少有三个优点:一是质量可靠;二是保证工期,正常10~15天即可处理完毕;三是成本大大降低,如果报废一根桩,需要费用至少15万元以上,按此处理仅需15万元左右即可。但是如断层发生在桩体中部,则方案确定则应慎之又慎。
(2)为防止发生断桩、夹泥、堵管等现象,在施工过程中,要控制好灌注工艺和操作,抽动导管使混凝土面上升的力度要适中,保证有程序的拔管和连续灌注,升降的幅度不能过大,如大幅度抽拔导管则容易造成混凝土体冲刷孔壁,导致孔壁下坠或坍落,桩身夹泥,这种现象尤其在砂层厚的地方比较容易发生。在灌注过程中必须每灌注2m3左右测一次混凝土面上升的高度,确定每段桩体的充盈系数,确保桩身混凝土的充盈系数必须大于10。
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篇4:桥梁工程灌注桩基断桩处理方法分析论文
桥梁工程灌注桩基断桩处理方法分析论文
1灌注成型后的断桩处理
1.1接桩处理
当桩基混凝土灌注量较大成桩长度较长、距离设计标高差距不大时出现意外导致混凝土无法灌注形成断桩时,则可以采用此方法处理,根据桩基所处环境不同具体措施为。
(1)当桩基处在江水水面以下时,可下放钢套箱作为围堰,采用长臂挖机将钢套箱内河床松软砂砾层清除后灌注水下封底混凝土,将桩基与江水隔绝后采用水泵将套箱内水排净,将断桩部位桩头松散部分清理,安装模板后采用相同配合比进行浇筑至原设计标高,待早期强度满足要求后拆除模板与套箱即可,具体见图2。当桩基不在江水中但所处地层地下水位较高,涌水与积水也较明显时也可以采用该方法,另外当封底混凝土灌注较为困难时也可采用大功率水泵进行降水。
(2)当桩基处在滩涂或者干燥地层,无明显涌水、渗水或积水时则处理更为简单,直接开挖至断桩处,将桩头凿毛清理干净后直接关模采用相同配合比浇筑至设计标高即可,需要注意的是当桩基所处地层不稳时可用大型钢筒进行围挡或者支架作为支撑,对稳定性较差的土层进行加固支撑,可以增加放坡度开挖从而节约开挖量,降低处理成本。
1.2缺陷段混凝土置换处理
当桩基混凝土灌注完成后经检测发现桩身某段混凝土灌注出现缺陷(例如由于泥浆混入混凝土内部或者混凝土出现离析导致该段混凝土胶结不够等)甚至已形成断桩,一般可将缺陷段混凝土进行置换后仍能确保桩基满足原定设计要求与使用的功能需求,常用的处理方法有三种。
(1)竖井置换法架设“扁担梁”(扁担支撑可采用在待处理桩基两边打下钢护筒,要求钢护筒与桩基中心点处在同一条直线上,架设扁担梁对缺陷段以上混凝土结构提供足够支撑,扁担梁数量规格与钢护筒规格与入地深度均应经过验算后确定)。为桩基缺陷段以上钢筋混凝土结构自重提供足够的支撑,然后在尽量靠近桩基的位置开挖竖井至缺陷断面处,人工通过竖井抵达缺陷断面处将缺陷段清除后安装模板重新灌注混凝土,待混凝土强度满足缺陷段上部结构中自重承载要求后拆除模板回填竖井,拆除扁担梁即可。该方法使用过程中要特别注意扁担梁结构验算是否满足承载要求,竖井内是否有涌水,如何降水以及施工竖井的'开挖与使用过程的安全风险防控,且新浇筑的混凝土应特别注意振捣密实,若振捣困难时可适当对混凝土配合比进行优化提高自密实性能,另外若缺陷段长度较长时应对置换段浇筑补偿收缩混凝土。
(2)钢护筒置换法当桩基缺陷段深度较小地层为软土层容易开挖时采用置换法处理还可以不开挖竖井,直接夯击打入钢护筒。利用钢护筒作为桩基周围的土层围挡并为扁担梁提供支撑,人工进入钢护筒内开挖至混凝土缺陷处,清除缺陷段后安放模板重新浇筑混凝土,待混凝土强度满足承载要求后拆除模板、钢护筒、扁担梁进行回填即可。但当桩基所在位置的地质条件不是较为软弱的土层,则钢护筒打入就较为困难,那么则可以采用另外两种方法。某高速铁路的桥梁工程钻孔桩基84-3#桩基,设计桩长70.4m,桩径1.0m,混凝土设计为C35水下混凝土,在浇筑过程中由于操作失误导致导管亮封,灌注完成后经检测发现在桩顶以下6.0~6.3m段出现约30cm的泥石夹层,评定为Ⅳ类,经该方法处理后经检测评定为Ⅰ类桩。
(3)桩基内部置换法当桩基直径较大,或者开挖竖井、夯击打入钢护筒较为困难时,可设置扁担梁,并在桩基中心点采用风镐人工掘进至缺陷部位,人工清除缺陷混凝土,为增加新老混凝土的搭接质量,可适当增加构造钢筋,若混凝土振捣困难时可采用导管顶升法辅助灌注,同时还可以适当提高胶凝材料用量与砂率。需要注意的是人工掘进过程中只能采用风镐等对桩基扰动较小的方式,不得采用爆破、膨胀破坏等对原始桩基影响较大的方式进行处理。在贵州省境内“遵义-赤水高速公路”某大桥12-1#桩基,桩长39.5m,桩径2.5m,混凝土设计等级为C30水下混凝土,在浇筑混凝土7d后进行声测,发现距离桩顶18.5m~21m段混凝土存在离析现象,桩身结构存在缺陷,评定为Ⅲ类桩,施工单位采用该方法进行处理后重新检测评定为Ⅰ类桩,处理十分成功。使用此类方法处理缺陷桩基时应特别注意对于扁担梁-钢护筒(在打入钢护筒不便时可采用其他方式的支撑)承载体系的受力沉降验算、施工竖井或者人工掘进通道的安全风险防控以及为增加新老混凝土胶结质量所采取的构造措施等。
2缺陷桩基设计变更补救处理
当桩基出现缺陷处理成本较高时,可以采用在原桩基附近增加若干数量的小型桩基并浇筑小型承台或者底系梁进行连接以弥补原桩基的承载力不足,也可增加桩基直径缩短桩基长度的做法来弥补桩基承载力不足,但此类方法牵涉到原有设计变更且处理成本偏高,处理周期过长,应当特别注意合理选择具体的设计变更补救方案。
3结论
钻孔桩基施工特别是混凝土灌注时极易受到各种因素的影响,断桩事故时有发生,对此应根据质量事故特点综合考虑选择技术科学可行、处理成本经济合理的处理方法,对事故桩基进行处理后还是能够满足原有的设计与使用要求。
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