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樁基缺陷的類型與相關(guān)處理措施

2010-10-13 16:02  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  在橋梁樁基礎(chǔ)施工過程中,由于地理環(huán)境、機械設(shè)備及人為因素等原因,難免在施工過程中出現(xiàn)一些缺陷樁現(xiàn)象。一旦缺陷樁基出現(xiàn),不同缺陷程度有不同的處理方法,但是成本低效益高的方法是人們一直追尋的。實踐證明,樁端注漿,在樁基加固處理提高綜合承載力和減少沉降量方面是一種經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)的方法。

  一、樁基缺陷類型

  1、樁基底部缺陷

 。1)樁基中部缺陷處理

  此類樁基缺陷處理很難統(tǒng)一衡量,缺陷程度小的可以用注漿處理,缺陷程度大的一般在兩米以上的注漿處理很難保證質(zhì)量,通常報廢該樁,在原先位置重新沖孔,安裝鋼筋籠,澆筑混凝土。

  (2)樁基頂端缺陷處理

  根據(jù)檢測結(jié)果顯示,在樁基頂部存在缺陷的,我們可以繼續(xù)向下鑿除樁頭混凝土,直到混凝土質(zhì)量完好位置。但是在向下破鑿混凝土的過程中要注意觀察,及時發(fā)現(xiàn)混凝土的缺陷異常位置,與實驗檢測資料相對應(yīng),最后用與樁基同標(biāo)號混凝土進(jìn)行接樁。注意,在向下鑿混凝土過程中保護(hù)好樁基鋼筋,防止損壞。

 。3)樁基底部缺陷處理

  樁基底部有缺陷的,根據(jù)樁基受力性質(zhì),可先進(jìn)行受力簡算,再確定其到底是否需要處理。如果樁基是摩擦受力樁,其缺陷位置長度不影響整體荷載受力,也就是說,在不包括缺陷的這部分樁長里,其摩擦力已經(jīng)可以滿足荷載要求,就不用再做處理,否則;必須處理。如果樁基是嵌巖樁,底部有缺陷的,必須處理。

  2、樁基頂部缺陷

  由于在水下混凝土澆筑過程中有泥漿沉淀,浮漿厚度難以準(zhǔn)確估計,在樁頂混凝土超灌不足時,混凝土中難免有夾泥現(xiàn)象產(chǎn)生,影響混凝土質(zhì)量;其次,在混凝土澆筑完畢后,拆拔預(yù)埋鋼護(hù)筒時,用力過猛,或者左右用力不均衡,都會擾動樁頂混凝土,影響混凝土質(zhì)量。最后,在進(jìn)行鑿除樁頭混凝土的過程中,由于風(fēng)鎬功率過大,對聲測管周圍混凝土有不同程度的擾動現(xiàn)象,對混凝土質(zhì)量也有一定的影響。

  3、樁基中部缺陷

  首先,由于地質(zhì)條件差,在灌注混凝土過程中出現(xiàn)局部塌孔現(xiàn)象,局部阻止混凝土翻漿,導(dǎo)致局部缺陷。其次,在拆拔導(dǎo)管過程中用力過猛,擾動了混凝土連續(xù)性,影響混凝土質(zhì)量。最后,導(dǎo)管氣密性差,由于在水下混凝土灌注中導(dǎo)管進(jìn)入泥漿,破壞導(dǎo)管內(nèi)外壓強差,輕者影響混凝土質(zhì)量的連續(xù)性,嚴(yán)重的阻礙混凝土下料,不能正常翻漿,導(dǎo)致斷樁。

  二、實施樁底注漿的準(zhǔn)備

  1、合理的注漿設(shè)計是注漿的前提

  為使樁底注漿施工合理有效,有必要對樁基的巖層地質(zhì)狀況,地下水條件,缺陷程度和周圍環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和分析?茖W(xué)配制注漿漿液,確定注漿壓力等參數(shù)。

  PK133+330高架橋10#樁總樁長22米,其中0-15米為黏土地質(zhì),期間偶或出現(xiàn)白云石和夾雜砂巖,15-22米只要分布灰色黏土,均勻分布白云石礦層。根據(jù)超聲波檢測顯示,其樁底21-22米混凝土不連續(xù),可能由于清孔不干凈或混凝土離析導(dǎo)致。根據(jù)樁基混凝土強度為RN35.我們確定采用ACC425袋裝水泥,水灰比(C/E)大于2,注漿壓力在20帕到50帕,稠度為15-20秒,對其經(jīng)行注漿補充。

  2、注漿工序

  (1)鉆孔

  在缺陷樁樁頂鉆3個直徑為43mm的孔,在鉆進(jìn)過程中必須保證垂直度,確保鉆孔與樁基軸線平行,防止鉆孔偏斜,碰觸樁基鋼筋或者穿出樁基。其鉆孔深度比樁長深1米。

  (2)埋設(shè)注漿管

  在3個注漿孔鉆好后,并保障暢通時,將30mm的注漿管插入孔底,頂部用水泥漿與樁基連接密封,保障在注漿時不漏氣,保證整個注漿系統(tǒng)的氣密性。每根注漿管的外露部分至少連接2個三通外接接頭,并安裝閥門。并對每個注漿管進(jìn)行編號。

 。3)壓水試驗

  壓水試驗不僅起到疏通壓漿管道的作用,而且有關(guān)壓漿的操作經(jīng)驗參數(shù)根據(jù)壓水試驗結(jié)果做相應(yīng)的調(diào)整。壓水試驗可也將樁底沉渣,泥漿清除。將清凈的高壓水注入1號管,同時關(guān)閉2號管,打開3號管,直到翻出來的水變清為止,然后再將2號管打開,3號管關(guān)閉,重復(fù)上述操作。然后再將高壓水頭分別注入2號管和3號管,又重復(fù)循環(huán)上述操作。

  (4)注漿

  待清孔清理干凈后,根據(jù)漿液配合比進(jìn)行配制漿液。在配制漿液過程中,仔細(xì)稱量加水量和外加劑量,攪拌均勻,做好試件。

  在漿液的各項指標(biāo)滿足要求情況下,將水泥漿注入1號管,同時打開2號管和3號管,加壓開始注漿,通過注漿,將其它管內(nèi)的清水都置換出來,直到管內(nèi)翻出漿液,并排掉100升漿液為止,然后再將水泥將注入2號管,同時先打開1號和3號管,待有均勻漿液排出,并排掉100升漿液為止,最后再將水泥漿注入3號管,重復(fù)上述操作。

  將注漿接口接在1號管,同時關(guān)閉2號管和3號管,將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r,持續(xù)5分鐘。然后再將注漿接口接在2號管,同時關(guān)閉3號管和1號管,將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r,持續(xù)5分鐘,最后將注漿接口接在3號管,同時關(guān)閉2號管和1號管,將注漿壓力達(dá)到50帕?xí)r,再持續(xù)5分鐘。將所有閥門全部關(guān)閉,拆除注漿設(shè)備并清洗。

  3、控制注漿參數(shù),提高注漿效果

  在注漿過程中,注漿壓力,漿液稠度,注入率和注漿量在注漿過程中都是變化的,于是合理的控制其變化對提高注漿效果十分重要。

  注漿壓力隨注漿量的增加出現(xiàn)由低到高的變化規(guī)律,如果在注漿過程中注漿壓力突然急劇下降,表明局部有漏漿或漏氣現(xiàn)象發(fā)生,及時檢查注漿管道,有可能是注漿管道損壞,也有可能樁基周圍出現(xiàn)裂隙現(xiàn)象。應(yīng)及時向漿液中加入外加劑,間歇注漿,多次注漿保證質(zhì)量。

  三、樁基注漿提高承載力原理

  1、加固效益分析

  通過對10#樁注漿前后的小應(yīng)變檢測結(jié)果對比來看,注漿前在0-21米范圍內(nèi),反射波速度信號與入射波速度信號大體一致,在21-22米的范圍內(nèi),反射波速度信號與入射波速度信號相位一致,表明在21-22米的范圍內(nèi),樁基混凝土有截面縮小或局部混凝土離析等質(zhì)量缺陷。在注漿以后的小應(yīng)變檢測結(jié)果中,我們明顯看出整個樁基從0-22米范圍內(nèi),整個反射波信號與入射波信號一致,反射波相位和入射波相位大體一致。總之,通過注漿,樁底缺陷得到明顯的改善,效益可觀。

  2、改善受力狀態(tài)和荷載傳遞性能

  樁基注漿通過滲透、劈裂、擠密和膠結(jié)作用形成樁端擴大頭,增大了樁端受力面積,并且注漿加固了樁基的持力層,改善了受力狀態(tài)。樁底注漿后,樁基側(cè)面摩擦阻力的提高要先于樁端承載力的提高,在摩擦樁中,效果最好!

  3、改善原來地質(zhì)條件,提高承載力

  在灌注樁的成孔過程中,機械對樁的周圍地層有一定的擾動作用,減弱整個樁基的承載作用力。在混凝土的灌注過程中,由于孔壁的泥皮對整個樁基的摩擦力減弱,也影響整個樁基的承載作用力。樁底注漿通過滲透,劈裂,和擠密作用使樁端受力層在一定范圍內(nèi)形成漿液和土的結(jié)合體,從而改善受力結(jié)構(gòu)的物理學(xué)性質(zhì),修復(fù)和提高受力土體的強度。

  灌注樁在灌注混凝土前由于清孔不干凈,樁底沉渣的存在直接影響和嚴(yán)重降低樁底承載里的發(fā)揮,通過注漿可以將樁底的沉渣置換、擠密、固結(jié)作用改善和消除樁底沉渣對承載力的不良發(fā)揮。

  4、急劇提高樁基摩擦阻力

  在高壓注漿的作用下,漿液可以從樁端沿裝側(cè)向上,通過滲透、劈裂、填充、擠密和膠結(jié)作用。對樁周泥皮及護(hù)壁經(jīng)行泥皮置換和空隙填充,在樁周圍形成脈狀結(jié)石體,大幅度提高樁基側(cè)摩阻力。

延伸閱讀:樁基 橋梁 工程
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